Почему популяризация науки — бесполезное занятие?
Развитие науки — занятие бесполезное. Особенно, если вы не специалист. Конкретно вы не исследователь, а выпускник гуманитарного факультета. И вы не любите науку и технику, вы просто выполняете работу, которую дает редактор, начальник, директор института..
Развитие науки — занятие бесполезное. Особенно, если вы не специалист. Конкретно вы не исследователь, а выпускник гуманитарного факультета. И вы не любите науку и технику, вы просто выполняете работу, которую дает редактор, начальник, директор института..
Вы, наверное, поняли, что я говорю о специалистах по связям с общественностью институтов, университетов, научных обществ. Или о газете, журнале для молодых мам или журналистке в научном разделе портала..
Частый ученый знает о странном ощущении, когда доски новостей взрываются из-за новостей о научных результатах, но читая то, что можно найти в этих новостях: и элементарное непонимание, и вымысел, и вымысел о приложениях и методах исследования, и спекуляции. —S.
Такова и без того печальная жизнь ученого: когда на тебя обращают внимание, твои уши все еще не понимают, а уши выкручиваются после прочтения твоих искажений, вырезанных интервью..
Недавно новостные порталы взорвались заголовками, такими как «Впервые в физике свет регистрируется как частица и волна одновременно», «Свет одновременно изображается как волна и как частица» и «Дуальность света и частицы». сфотографировал впервые. И что хуже всего, даже серьезные источники, которые сами ученые действительно читают и о которых часто хорошо думают, уловили эти вводящие в заблуждение заголовки..
Зачем вводить в заблуждение, спросите вы? Видите ли, невозможно заставить один фотон вести себя одновременно как волна и как частица. Это фундаментальное утверждение квантовой физики — принцип неопределенности Гейзенберга..
Что он сказал? Он утверждает, что невозможно определить скорость и положение частицы одновременно за одно измерение..
Если мы попытаемся точно измерить положение частицы, тем меньше мы будем знать, насколько быстро частица двигалась до измерения. Если мы попытаемся определить, с какой скоростью летела частица, мы потеряем точность в попытках определить, где была частица. Математически этот принцип выражается неравенством, которое гласит, что произведение ошибки позиционирования на ошибку движения не может быть меньше постоянной Планка: h = 1,054571726 ? 10?34 м2 кг / с2..
Естественный вопрос, почему мы не замечаем этого в повседневной жизни? Объем движения — это физическая величина, полученная путем умножения массы тела на скорость движения тела, а постоянная Планка — очень маленькая величина. Масса электрона m = 9,10938291 ? 10–31 кг, масса протона m = 1,67262178 ? 10–27 кг, масса изотопа урана-238 m = 3,983 ? 10–25 кг, масса ДНК человека m = 2,01 ? 10 –19 кг. Предположим, мы хотим определить положение этих объектов с точностью до одного нанометра. Насколько точно мы можем определить их скорость? Ответ на картинке.
В это трудно поверить, но мы определим только скорость электрона в сотни тысяч километров в час! Даже язык не превратит такое большое число в «точное». Немного «лучше» протоном — определим скорость с точностью до 174 км / ч! В качестве такого небольшого объекта — док. Мы определим скорость атома урана с точностью 0,73 км / ч, и мы сможем измерить скорость ДНК человека с точностью 1,45 ? 10–6 км / ч. Что ж, с числами молекул ДНК у вас уже получается прилично. Такую ошибку мы уже можем назвать «точностью»..
Неопределенность Гейзенберга напрямую связана с принципом дуальности волна-частица, о котором написаны все новостные страницы и о котором обсуждаются работы ученых. Этот принцип утверждает, что объекты в квантовом мире в одних ситуациях ведут себя как волны, в других — как частицы. Но никогда в одно и то же время. Какое отношение этот принцип имеет к принципу неопределенности Гейзенберга? Очень просто. Если вы пытаетесь определить положение электрона, скорее всего, вам понадобится фотоаппарат или пленка. Когда электрон поглощается пленкой, одна точка становится черной. Это определяет положение электрона, но больше невозможно вычислить скорость, с которой он летел..
Электрон ведет себя как частица. При попытке измерить скорость электрона его положение больше не известно. Здесь электрон ведет себя как волна, потому что волны не имеют определенного положения. Если вы бросите в воду камешек, вы увидите волны, которые занимают определенную часть поверхности воды, а не определенные точки..
«А как же ученые? Что они тогда делали? »- я уже могу представить лица людей, читающих мои брошюры..
Я прочитал оригинальную публикацию в журнале Nature Communications. Я должен сказать, что ничего подобного утверждениям в вышеприведенных заголовках ученые не делали. Это даже не пахнет. Прежде всего, исследователи изучали не отдельные фотоны, а группы фотонов — множество разных фотонов. И в этой группе фотонов одни фотоны вели себя как волны, а другие как частицы, но ни один фотон не вел себя как частица и волна одновременно. Ни один. Никто. Точка. И меня удивляет, сколько источников не осознают этого на данный момент..
Зачем я это пишу? Новости науки читают разные люди и для разных целей: одни читают и идут своим путем, другие комментируют, некоторые изучают гуманитарные науки, другие «точны», а третьи изучают физику. Такие новости в первую очередь страдают от молодых студентов-физиков, поскольку авторитет серьезного журнала противопоставляется объективной науке и физической истине..
Такие статьи, пропагандирующие науку, просто вводят молодежь в заблуждение. Желание журналов зарабатывать деньги неизбежно связано с желанием публиковать новости как можно быстрее и привлекать как можно больше рекламы. Вот почему все журналы либо упрощают новости так, чтобы не осталось ни новостей, ни науки, либо радикализируют их таким образом, что они говорят неправду. Говорят, наблюдалось нечто гораздо более радикальное, чем было на самом деле. Люди, а не физики, работающие в этих журналах и на этих новостных сайтах, переоценивают, переоценивают и переоценивают важность научных данных..
Что на самом деле произошло? Что сделали эти ученые? К счастью, я специалист в этой области, поэтому могу объяснять и комментировать. Прежде всего, ученые поймали электромагнитную волну на тонкой проволоке толщиной в несколько нанометров, а сама проволока сделана из металла..
Почему я говорю «электромагнитная» вместо того, чтобы называть эту волну оптической или световой волной? Говоря прямо ярко, это не волна света. Это гибрид света и электронных волн. В оптике такие волны называют поверхностными плазмонными поляритонами..
В отличие от простой длины волны света, которая может перемещаться в пространстве, эти поверхностные волны существуют только на металлической поверхности и имеют более короткую длину волны, чем фотоны. Эти поверхностные волны называются затухающими или удивительными волнами, потому что они затухают по экспоненциальному закону, когда наблюдатель удаляется от поверхности металла. Наряду со светом колеблются и электрические заряды в металле, электроны переходят из одного места в другое, поэтому в одном месте возникает избыток отрицательного заряда, а в других местах волны..
Световые волны, состоящие только из фотонов, этого не делают. Его электрическое поле изменяется по синусоидальному закону, а расстояния между максимумами больше, чем у поверхностных плазмонов. И такие волны видит человеческий глаз.
Таким образом, эксперимент представляет собой гибрид волн, состоящий из колеблющихся связанных электронов и фотонов, возникающих в результате этих колебаний. Ученые запустили в эту нанопроволоку колеблющийся электрон плазмонной волны. Эти электроны иногда неожиданно ускорялись, как если бы они откуда-то получали кванты энергии. Поскольку единственным источником этой энергии могла быть волна-гибрид, исследователи пришли к выводу, что электрон поглощает фотоны этой волны. Другими словами, частица.
Но как фотон может быть одновременно волной и частицей? Ответ прост — в волне нет ни одного фотона. В волне много фотонов. Каждый из них ведет себя по-своему. Именно это и взяли ученые. Они обнаружили, что фотоны в волне независимы. И хотя некоторые из них все еще вели себя как волны, другие вели себя как частицы. И новизна этого эксперимента как раз в том, что оба типа фотонов были отображены одновременно..
Я уже могу представить разочарованные лица. Хороший результат, но без революции. Ничего такого, что заменило бы классические учебники или заставило бы переписать книги. Не надо спешить с книгами на свалку. А как насчет измерения одиночного фотона. Ближайшим был проф. Стейнберг из Торонто, который в 2011 году измерил волновые и корпускулярные свойства одиночных фотонов. Эта работа даже получила название «Прорыв года». Однако ни в этой работе, ни в этой работе никто не отрицал неуверенность Гейзенберга..
Как говорится, желания остаются желаниями, а наука остается тем, чем была всегда. Холодный и безжалостный необоснованный фантастический убийца.
Источник:
