?
Записки Летучего/Летающего Медведя [entries|archive|friends|userinfo]
flying_bear

[ userinfo | livejournal userinfo ]
[ archive | journal archive ]

Примеры существенной новизны в физике, или все ли лепится из готовых кирпичиков [Oct. 13th, 2014|11:07 pm]
flying_bear
[Tags|]

В эксперименте (кажется, эти примеры вычитаны у П.Л.Капицы, но давно читал, точно не помню; а, может, часть вычитана, часть нет). Опыт Эрстеда (действие проводника с током на магнитную стрелку). До этого ниоткуда не следовало, что магнетизм и электричество вообще связаны. Открытие фотоэффекта (Герц). Открытие атомного ядра (Резерфорд). Открытие сверхпроводимости (Каммерлинг-Оннес). Вроде бы, во всех этих случаях ничего в предшествующем опыте даже не намекало на то, что такое бывает. Я бы еще, наверно, добавил Ремера - конечность скорости света.

В теории... Ммм... Конечно, законы Кеплера. Принцип Ферма в геометрической оптике, до этого и мысли не было, что фундаментальные физические законы допускают вариационную формулировку. Принцип Больцмана (энтропия как логарифм статистического веса состояния). Постулирование тока смещения у Максвелла. Общая (не специальная!) теория относительности, гравитация как кривизна пространства-времени. С квантовой механикой - дело мутное, что выделить как радикальную новизну, очень уж долго она вызревала, но, пожалуй, сама идея использовать матрицы (Гейзенберг) - радикально новая. И, конечно, введение Планком "постоянной Планка". Идея античастиц у Дирака. В конденсированном состоянии? Мммм... Пожалуй, фазовые переходы второго рода как спонтанное нарушение симметрии (Ландау)... Андерсоновская локализация... Кондо-эффект был полной неожиданностью...

В общем, что сказать? Бывает. Редко, но бывает.
linkReply

Comments:
[User Picture]From: alexeybobkov
2014-10-14 03:18 am (UTC)
Меня всегда впечатляла история, как из уравнений Максвелла было выведено уравнение электромагнитных волн, и оказалось, что константа, имеющая размерность скорости (собственно и являющаяся скоростью распространения этих волн), хорошо совпадает со скоростью света, к тому времени уже худо-бедно измеренной.
Прямо-таки откровение...

Edited at 2014-10-14 05:29 am (UTC)
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: flying_bear
2014-10-14 06:39 am (UTC)
Да. "Откровение" кажется тут правильным словом.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: alien3
2014-10-14 05:18 am (UTC)
Интересно.
(Reply) (Thread)
From: roberto2007
2014-10-14 09:23 am (UTC)
Рентгеновские лучи?
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: flying_bear
2014-10-14 10:03 am (UTC)
Да, возможно. Я же не говорю, что список полный. Многие сомневаются в том, что настоящее новое (не сводящееся к перестановке известных элементов) вообще бывает. Чтобы опровергнуть это утверждение (с которым я резко не согласен), достаточно пары примеров, но, по возможности, бесспорных. К рентгеновским лучам, в принципе, можно было подойти с теоретической стороны: могут ли быть электромагнитные волны с длиной волны меньшей, чем у ультрафиолета? (Почему нет?). В какихз условиях они могли бы возникать? Как могли бы проявляться? Исторически, конечно, это было не так. Но могло быть так, и примерно в то же время. А вот сверхпроводимость в начале двадцатого века - это как с обухом по голове.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: filin
2014-10-14 11:09 am (UTC)
Квантовый Холл? Или все же не дотягивает?

А мелкие чудеса (которые мелкие, но чудеса), наверное, в каждой дисциплине бывают не по одному?

Когда-то Каганов нам, студентам, рассказывал про БКШ и констатировал, что хорошее совпадение формулы для щели с экспериментом - это чудо. Товарищ, как раз писавший диплом по сверхпроводимости, с облегчением прокомментировал:
- Я-то всю голову сломал, пытаясь понять, как эта формула может работать - а это, оказывается, попросту чудо. Нет бы сразу так и сказать?
(Reply) (Thread)
From: fizik_teoretik
2014-10-15 08:40 am (UTC)
Мне почему-то квантовый Холл всегда казался чуть ли не самоочевидным. Даже затруднюсь объяснить почему.

Т.е., когда я еще студентом в первый раз про него узнал, про себя подумал "Ну да, разумно. А как оно еще-то могло быть?"
(Reply) (Parent) (Thread) (Expand)
From: Sergey Shatalin
2014-10-14 11:32 am (UTC)
Законы Кеплера - это обработка эксперимента, скорее. А вот яблоко, спору нет, гитика.
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: flying_bear
2014-10-14 01:39 pm (UTC)
По поводу Кеплера, рекомендую статью Паули: http://www.astro-cabinet.ru/library/Kepler/Kepler_Pauli.htm

Думаю, "обработка эксперимента" в этом контексте - термин весьма misleading.
(Reply) (Parent) (Thread) (Expand)
[User Picture]From: filin
2014-10-14 11:49 am (UTC)
И, кстати, то, что сопротивление металла не описывается моделью идеального газа типа Друде!
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: flying_bear
2014-10-14 01:37 pm (UTC)
Я уже написал - не было цели дать полный список. Достаточно привести несколько убедительных примеров. Старался выбрать самые убедительные и однозначные, с моей точки зрения.

В принципе, да, тот факт, что длина свободного пробега в металлах много больше чем межатомное расстояние, неожиданный и фундаментальный. См. обсуждение в нашей книге с Вонсовским.
(Reply) (Parent) (Thread) (Expand)
[User Picture]From: livejournal
2014-10-14 05:32 pm (UTC)

Интересная запись

User fumiripits referenced to your post from Интересная запись saying: [...] в физике, или все ли лепится из готовых кирпичиков" http://flying-bear.livejournal.com/1908293.html [...]
(Reply) (Thread)
From: nighteagleowl
2014-10-15 12:31 am (UTC)
А как вам кажется - перечисленные открытия были бы сделаны всё-равно, если бы гений исчез, то кем-то другим (+/- 70 лет) или нет.
Т.е. это действительно ли новое, чего бы без гения вообще бы не было, или это, как говорят, продукт своего века и гений его лишь 'озвучил'.

Понятно, что в истории нет сослагательного наклонения, но многие вещи были открыты параллельно разными людьми; или, если уж не открыты, то как-то обдуманы, предложены в виде гипотез. Например, на упомянутого вами Ферма найдётся Герон и Гюйгенс, а позже Френель.
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: flying_bear
2014-10-15 12:56 am (UTC)
Я не понимаю, что такое "продукт своего века". Открытия делаются конкретными людьми. Фразу "на Ферма найдется Френель" я не понимаю тоже. Вклад Френеля в науку никоим образом не заменяет вклад Ферма, он просто другой и про другое. Рассуждать о том, что могло бы быть в ситуации, когда у большинства людей представления о том, что на самом деле было, совершенно смутные, кажется пустой тратой времени.
(Reply) (Parent) (Thread)
[User Picture]From: buddha239
2014-10-15 09:38 am (UTC)
Трудно судить о физике - но в математике достаточно сложные и содержательные рассуждения обычно похожи на сложные механизмы со множеством мелких деталей. Т.е., принципиально новых деталей может и не быть - но вариантов сочетания уже известных шестеренок очень много, подгонять нужно тщательно, и некоторые узлы могут давать совершенно неожиданный (и принципиально важный) эффект. Соответственно, не все в статье уместно описывать в стиле "подставляем - получаем".
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: flying_bear
2014-10-15 11:35 am (UTC)
В теорфизике, пожалуй, технические детали не так важны, потому что можно неполучающуюся аналитику заменить расчетом на компьютере. Важны именно идеи.
(Reply) (Parent) (Thread) (Expand)
[User Picture]From: livejournal
2014-10-15 04:04 pm (UTC)

Примеры существенной новизны в физике, или все ли лепи

User kosmosue referenced to your post from Примеры существенной новизны в физике, или все ли лепится из готовых кирпичиков saying: [...] Оригинал взят у в Примеры существенной новизны в физике, или все ли лепится из готовых кирпичиков [...]
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: steblya_kam
2014-10-16 07:32 am (UTC)
Если залезть подальше во времени, то атомы Демокрита тоже тянут на принципиально новое. Потому что у всех других древних греков материя была недискретна. (Или я кого-то забыла?)
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: shkrobius
2014-10-17 03:57 am (UTC)
Размышлял над этими примерами, и понял, что не знаю, почему Андерсоновская локализация оказалась полной неожиданностью. Знаю, что исторически это так, но не понимаю почему. С остальными примерами б/м понятно. Но локализация интуитивно понятная вещь (рандомизирование фаз); в чем была концептуальная трудность, что надо было ждать с ней до 60х - не ясно. Технические сложности понятны, но ведь андерсоновский подход не единственный, можно было до этого дойти более простыми методами и специальными примерами. Надо спросить об этом кого-нибудь из его ровесников; интересно было бы узнать Ваше мнение.
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: flying_bear
2014-10-17 07:55 am (UTC)
Физики привыкли, что "все самоусредняемо", и думали, что вся информация про неупорядоченные системы содержится в средней функции Грина. Идея Андерсона обсуждать распределение функций Грина и наиболее вероятную функцию Грина (резко отличную от средней!) была, с формальной точки зрения, абсолютно неожиданной, просто как технический прием. Впоследствии выяснилось, что системы с андерсоновской локализацией неэргодичны, там глубокая формальная аналогия со структурой стекол (самосогласованная теория локализации Фоллхардта и Вельфле как адаптация mode coupling theory Гетце для стекол). Все это было очень освежающим. Эргодическая гипотеза у всех сидела в подсознании, в Статфизике Ландау-Лифшица (которые, как всегда, выражали и гипертрофировали мейнстримные взгляды) сказано, что она не имеет никакого отношения к физике, и думать о ней вообще не надо. Если о ней не думать, андерсоновскую локализацию не откроешь.
(Reply) (Parent) (Thread) (Expand)
[User Picture]From: al_pas
2014-10-17 11:05 am (UTC)
Суперструны незаслуженно за списком остались.
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: arktal
2014-10-18 08:50 am (UTC)
По моему "существенная новизна" интересна не только и даже не столько в науке, как в быту, в повседневной жизни, когда новшество невозможно подсмотреть у природы. Например, застежка-молния, или велосипед, или швейная игла с ушком на остром конце... думаю, что таких примеров много...
(Reply) (Thread)
[User Picture]From: nil_0
2014-10-18 03:02 pm (UTC)
Полуцелый спин. Уленбеку и Гаудсмиту очень не хотели верить (как же волновая функция может менять знак при повороте на 360 градусов!) и даже оплатили дорогу только в одну сторону.
(Reply) (Thread)