ЗАПОВЕДИ ФИЗИКОВ
У физиков к фундаментальным физическим константам такое же благоговейное отношение, как в Книге книг — к десяти заповедям Господним. И немудрено: ведь эти постоянные не изменяются ни во времени, ни в пространстве, они одинаковы в любой точке Вселенной. Многие из этих чисел мы знаем со школы: скорость света, гравитационная постоянная, масса электрона и другие. Они, можно сказать, образуют основу самой структуры Вселенной.
И поэтому, если бы хотя бы одна величина сдвинулась на градус, на секунду, на грамм, мир, к которому мы привыкли, не появился бы вовсе. А если бы и возник, то вряд ли он был бы приспособлен для людей. В общем, нарушение стабильности постоянных чисел всегда пугало ученых своими неизвестными последствиями. Но сегодня выяснилось: в будущем с этими последствиями все-таки придется столкнуться. Новые результаты исследований, проведенных в Лундском университете (Швеция), показали, что некоторые фундаментальные константы — отношение между массой электрона и массой протона, а также сила электромагнитн
ого взаимодействия — изменяются со временем.
— Эти изменения очень малы, но тем не менее они были измерены, — объясняет руководитель исследования профессор Свенерик ЙОХАНСЕН. — И эти измерения показывают: постоянные вовсе не постоянны. И, значит, наш мир не так стабилен, как всегда казалось.
Физики подсчитали: постоянные изменяются на несколько миллионных долей в течение шести миллиардов лет. Выходит, что Вселенная и человек через миллиарды лет или исчезнут вовсе, или изменятся так, как не придумает сегодня ни один фантаст и ни один режиссер Голливуда. Может, даже произойдет новый Большой взрыв, который породит новый мир, который будет держаться на новых постоянных числах.
— В связи с полученными результатами встает вопрос о кардинальном изменении существующей модели Вселенной, — заявляет профессор Йохансен. — И именно поэтому лично я считаю, что наши расчеты являются скорее обнадеживающими, чем настораживающими. Ведь наши знания о Вселенной далеки от совершенства. Более 90% всей существующей материи представляет для нас загадку — это так называемая темная материя. Мои коллеги также не могут прийти к единому мнению о том, что же случилось после Большого взрыва. Поэтому мы должны приветствовать любое новое знание, даже если оно не согласуется с существующей концепцией мироздания.
А вообще откуда взялись эти странные постоянные?
ИНЖЕНЕРЫ ВСЕЛЕННОЙ
Загадка появления мировых констант интриговала самого Эйнштейна. В этом он однажды признался в письме к своей бывшей студентке Ильзе Розенталь-Шнайдер. «Вопрос о физических константах — это один из самых интересных вопросов вообще, какие только можно, пожалуй, задать, — писал легендарный физик. — Откуда они произошли? Уж не выбрал ли их Бог в некотором роде наобум, взявшись за сотворение мира?.. Но я не могу себе даже представить целостную, разумную теорию, которая включала бы хоть одно число, произвольно, по своей прихоти, выбранное Творцом, число, на месте которого могло бы оказаться любое другое, причем мир в своих закономерностях стал бы тогда качественно совершенно иным».
И сегодня также разводят руками перед странной упорядоченностью мира ученики гения. Так, Эдвард ХАРРИСОН из Массачусетского университета, автор одного из лучших учебников по космологии, в своих книгах заявляет: «Вселенная — продукт творчества космических инженеров». «Они наверняка сделали множество попыток, прежде чем достигли желаемого, — пишет он. — Они, словно наши современники-экспериментаторы, целенаправленно меняли свойства вселенской материи, отстроив мир так же точно, как отлаживает свою программу какой-нибудь умник из «Силиконовой долины».
Загадочной «подогнанностью» параметров Вселенной к потребностям разумной жизни восхищался и известный британский астрофизик и фантаст Фред ХОЙЛ: «Кто-то здесь нарочито играл физическими законами». По словам Хойла, жизнь не появилась бы, если бы не было звезд, излучающих в пространство энергию. А она — энергия — получается в результате реакций превращения водорода в гелий, гелия — в углерод и так далее, ко все более тяжелым элементам, что в итоге привело к появлению планет, а стало быть, и жизни. Но весь этот цикл реакций не мог бы начаться, если бы атом углерода или атом кислорода имели чуть-чуть иные энергетические характеристики.
«Это «чуть-чуть» на языке ядерной физики означает отличие в миллионных долях, — поражался Хойл. — Кто же так тонко «подогнал» эти энергетические характеристики углерода и кислорода под появление жизни? Как будто кто-то специально «играл» с константами».
Итог сомнениям своих коллег подвел британский математик, профессор Кембриджского университета Джон БЭРРОУ, когда получал премию фонда Темплтона более чем в полтора миллиона долларов. Такими деньгами фонд награждает тех ученых, кто способствует разрешению противоречий между наукой и религией.
— Хотя физические константы — это всего лишь числа, на самом деле они гораздо больше, чем просто числа, — поделился своими размышлениями во время вручения премии профессор Бэрроу. — Они — тайный шифр, с помощью которого мы, наверное, когда-нибудь разрешим загадку мироздания. Но сегодня они выражают вкупе пределы нашего знания и незнания. С одной стороны, мы готовы все точнее измерять значения этих констант, а с другой стороны, истолковать их не можем — не объяснили до сих пор смысла ни одной из величин. И нас до сих пор пугает тот факт, что система констант напоминает затейливо выстроенный карточный домик. Пока ни одна карта не дрогнет, непоколебимо высится вся постройка. Однако стоит изменить положение хоть одной карты, как конструкция зашатается и рухнет.
СПИСОК ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ КОНСТАНТ
Сколько же всего существует фундаментальных констант? Физики признаются, что пока не могут точно оценить их количества: еще не все удалось отыскать, а некоторые из них, видимо, вообще можно получить только путем сложных математических вычислений. Но на сегодня в новейшем перечне, который составила группа известных физиков — Макс Тегмарк, Энтони Агирре, Мартин Рис и нобелевский лауреат Фрэнк ВИЛЬЧЕК, — их содержится 37. Но только 10 из них считаются самыми важными.
— Число пространства: число Архимеда пи — 3,1415926535…
— Число хаоса: константа Фейгенбаума — 4,66920016…
— Число времени: число Непера — 2,718281828…
— Число света: постоянная тонкой структуры — 1/137,0369990…
— Число окружающего мира: мнимая единица — v-1
— Число микромира: масса протона — 1836,152…
— Число темной материи: космологическая константа — 110 000 г/м3
— Число Большого взрыва: постоянная Хаббла — 77 км/с /МПс
— Число гравитации: планковская масса — 21,76… мкг
— Число бесконечности: число Грэхема G63 — это громоздкое уравнение является самым большим в мире и занесено даже в Книгу рекордов Гиннесса.
ПРОГНОЗ
Если бы была иной…
…плотность темной энергии, то Вселенная начала бы слишком быстро расширяться или сжиматься и тогда не успели бы образоваться галактики и звезды.
…плотность первородного газа через сотни тысяч лет после Большого взрыва, то температура галактик оказалась бы настолько горячей, что это привело бы к увеличению плотности звезд и тогда планеты не могли бы удерживаться на своих орбитах, притягиваясь к светилам.
…сила, скрепляющая атомные ядра, то процесс термоядерной реакции в недрах звезд прекратился бы, и не произошел бы синтез тяжелых элементов, и не образовался бы углерод — основа жизни.
…сила гравитации, то Вселенная давно пережила бы коллапс или настолько быстро расширилась, что Солнце не успело бы зародиться или просуществовало бы всего миллион лет.
…масса электронов, то не образовались бы твердые тела и не могли протекать большинство химических реакций, лежащих в основе жизненных процессов.
МНЕНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ
Действительный член РАН, доктор физико-математических наук, профессор Лев ОКУНЬ:
— Теоретически достаточно не десяти, а трех фундаментальных констант — скорости распространения света в вакууме (с), гравитационной постоянной (G) и постоянной Планка (h). Три фундаментальные константы — это единственно возможный базис, пригодный для описания основ физики. Все свыше этого было бы лишним. Кстати, еще в 1874 году английский физик Джордж Стони предложил «троицу физических первосущностей». Однако три «первосущности» — не предел. Сам немецкий физик, основатель квантовой теории Макс Планк мечтал о теории, в которой найдется место всего одной-единственной (!) константе, а все остальные станут производными от нее.
Доктор физики Леонард ЗУСКИНД, ведущий сотрудник Стэнфордского университета (Калифорния, США):
— Что, если мы живем не в единственном из миров, а в одном из множества миров? Быть может, Природа необычайно расточительна в своих свершениях и наряду с нашим мирозданием породила мириады миров, устроенных по другим принципам? По моим расчетам, количество возможных вселенных, в которых действуют различные законы и имеются разные физические константы, лежит в пределах от десяти в сотой до десяти в тысяча пятисотой степени.
А вы что думаете?
Недостаёт в топовой десятке числа пропорции золотого сечения — фи 1,6180339+
…Фи – это постоянная, влияние которой даже более глубоко и загадочно, чем пи. Как и число пи, фи – это число, не имеющее математического решения. Знаки после запятой просто продолжаются до бесконечности, не повторяясь. Особенность этого числа в том, что его можно найти во всех известных органических структурах. Пропорция фи есть везде, от строения костей человека до спирального расположения семян подсолнуха и завитков раковин моллюсков, она лежит в основе всех биологических структур и кажется геометрической схемой самой жизни.
Платон называл пропорцию фи «ключом к физике космоса»…
*
[править] Математические свойства
* varphi — иррациональное алгебраическое число, положительное решение квадратного уравнения x2 − x − 1 = 0, откуда, в частности, следуют соотношения:
varphi^2 = varphi + 1,
varphicdot (varphi — 1) = 1,
varphi = cfrac{1}{varphi} + 1.
* varphi — представляется через тригонометрические функции:
varphi = 2 cdot cos frac{pi}5.
Золотое сечение в пятиконечной звезде
Построение золотого сечения
* varphi представляется в виде бесконечной цепочки квадратных корней:
varphi = sqrt{1 + sqrt{1 + sqrt{1 + sqrt{1 + dots}}}}.
* varphi; представляется в виде бесконечной цепной дроби
varphi = 1 + cfrac{1}{1 + cfrac{1}{1 + cfrac{1}{1+dots}}},
подходящими дробями которой служат отношения последовательных чисел Фибоначчи frac{F_{n+1}}{F_n}. Таким образом,
*
varphi = lim_{ntoinfty} frac{F_{n+1}}{F_n}.
* В правильной пятиконечной звезде каждый отрезок делится пересекающим его отрезком в золотом сечении (на приведённом рисунке отношение красного отрезка к зелёному, так же как зелёного к синему, так же как синего к фиолетовому, равны varphi).
* Геометрическое построение. Золотое сечение отрезка AB можно построить следующим образом: в точке B восстанавливают перпендикуляр к AB, откладывают на нём отрезок BC, равный половине AB, на отрезке AC откладывают отрезок AD, равный AC − CB, и наконец, на отрезке AB откладывают отрезок AE, равный AD. Тогда
varphi=frac{|AB|}{|AE|}=frac{|AE|}{|EB|}.
[править] Золотое сечение и гармония в искусстве
Под «правилом золотого сечения» в архитектуре и искусстве обычно понимаются асимметричные композиции, не обязательно содержащие золотое сечение математически.
Многие утверждают, что объекты, содержащие в себе «золотое сечение», воспринимаются людьми как наиболее гармоничные. Обычно такие исследования не выдерживают строгой критики[1][2][3]. В любом случае ко всем этим утверждениям следует относиться с осторожностью, поскольку во многих случаях это может оказаться результатом подгонки или совпадения. Есть основание считать, что значимость золотого сечения в искусстве преувеличена и основывается на ошибочных расчётах. Некоторые из таких утверждений:
* Пропорции пирамиды Хеопса, храмов, барельефов, предметов быта и украшений из гробницы Тутанхамона якобы свидетельствуют, что египетские мастера пользовались соотношениями золотого сечения при их создании.
* Согласно Ле Корбюзье, в рельефе из храма фараона Сети I в Абидосе и в рельефе, изображающем фараона Рамзеса, пропорции фигур соответствуют золотому сечению. В фасаде древнегреческого храма Парфенона также присутствуют золотые пропорции. В циркуле из древнеримского города Помпеи (музей в Неаполе) также заложены пропорции золотого деления, и т. д. и т. п.
* Результаты исследования золотого сечения в музыке впервые изложены в докладе Эмилия Розенова (1903) и позднее развиты в его статье «Закон золотого сечения в поэзии и музыке» (1925). Розенов показал действие данной пропорции в музыкальных формах эпохи Барокко и классицизма на примере произведений Баха, Моцарта, Бетховена.
При обсуждении оптимальных соотношений сторон прямоугольников (размеры листов бумаги A0 и кратные, размеры фотопластинок (6:9, 9:12) или кадров фотоплёнки (часто 2:3), размеры кино- и телевизионных экранов — например, 3:4 или 9:16) были испытаны самые разные варианты. Оказалось, что большинство людей не воспринимает золотое сечение как оптимальное и считает его пропорции «слишком вытянутыми»[источник не указан 642 дня].
[править] Примеры сознательного использования
Золотое сечение и зрительные центры
Начиная с Леонардо да Винчи, многие художники сознательно использовали пропорции «золотого сечения». Российский зодчий Жолтовский также использовал золотое сечение в своих проектах[4].
Известно, что Сергей Эйзенштейн искусственно построил фильм «Броненосец Потёмкин» по правилам золотого сечения. Он разбил ленту на пять частей. В первых трёх действие развивается на корабле. В двух последних — в Одессе, где разворачивается восстание. Этот переход в город происходит точно в точке золотого сечения. Да и в каждой части есть свой перелом, происходящий по закону золотого сечения. В кадре, сцене, эпизоде происходит некий скачок в развитии темы: сюжета, настроения. Эйзенштейн считал, что, так как такой переход близок к точке золотого сечения, он воспринимается как наиболее закономерный и естественный.
Другим примером использования правила «золотого сечения» в киноискусстве служит расположение основных компонентов кадра в особых точках — «зрительных центрах». Часто используются четыре точки, расположенные на расстоянии 3/8 и 5/8 от соответствующих краёв плоскости[источник не указан 642 дня].
источник: вкипедия