7 сложных физических явлений, о которых мы узнали из сериала «Теория большого взрыва»

В далёком 2007 году на американском канале CBS вышел пилотный эпизод сериала о четырёх незадачливых физиках и их красивой соседке Пенни. За 12 лет он стал безумно популярным, получил не одну награду и разошёлся на цитаты. В мае 2019 года выходит последний эпизод «Теории большого взрыва», а мы вместе с весенним фестивалем науки WOW! HOW? вспоминаем, чему нас научили Шелдон и компания.
1. Корпускулярно-волновой дуализм

Где посмотреть: сезон 1, серия 1
Что это такое. Один из основных принципов квантовой механики. Он заключается в том, что микроскопические объекты могут одновременно вести себя не только как волны, так и как частицы. Например, электроны могут рассеиваться и огибать препятствия (как волны) и одновременно переносить энергию (как частицы).
Зачем это нужно. Для того, чтобы предсказывать движение электронов в атомах, «обычная» физика — механика Ньютона — не годится. Корпускулярно-волновой дуализм позволяет объяснять и предсказывать поведение электронов, фотонов и других частиц. Именно этот принцип, например, лежит в основе работы солнечных батарей.
2. Множество Мандельброта

Где посмотреть: сезон 1, серия 2
Что это такое. Множество точек, заданных определённым соотношением — формулой Мандельброта. Множество Мандельброта является, пожалуй, самым известным фракталом — структурой, каждая часть которой подобна целому. Например, как в цветной капусте сорта романеско.

Зачем это нужно. Фракталы и фрактальные множества широко используются в современной математике, в том числе и для прикладных целей — например, для рисования облаков в компьютерных играх. А ещё существуют очень красивые визуализации фрактальных множеств.
3. Эффект Доплера

Где посмотреть: сезон 1, серия 6
Что это такое. Изменение частоты и длины волны излучения, которое наблюдается при движении источника излучения или наблюдателя относительно друг друга. Например, если мимо нас будет быстро проезжать пожарная машина со включённой сиреной, мы сначала будем слышать всё более и более высокий звук, а затем, когда машина начнёт удаляться от нас — всё более и более низкий.
Зачем это нужно. Используя эффект Доплера, можно очень точно измерять скорость и удалённость звёзд в нашей Вселенной. На его основе работают такие разные приборы, как милицейский радар, аппарат УЗИ-диагностики и GPS-навигатор.
4. Теория струн

Где посмотреть: сезон 1, серия 12
Что это такое. Одна из фундаментальных теорий современной физики. Суть её в том, что все частицы нашей Вселенной — это не частицы, а проекции некоторых структур, пронизывающих всю Вселенную. Эти структуры назвали струнами, а их колебаниями объясняют все свойства частиц. Не все учёные согласны с теорией струн (что и обыгрывается в сериале, хотя Шелдон Купер работает именно над ней).
Зачем это нужно. Есть основания полагать, что теория струн — это так называемая «теория всего», которая в законченном виде позволит объяснять все процессы нашей Вселенной и, возможно, и управлять ими. Даст возможность «увидеть Матрицу», проще говоря. А пока она позволяет учёным (и не только) надеяться на существование множества параллельных Вселенных.
5. Кот Шрёдингера

Где посмотреть: сезон 1, серия 17
Что это такое. Один из самых известных мысленных экспериментов в современной физике. Есть закрытая коробка, в которой находится кот. Единственный способ узнать состояние кота — открыть коробку, но при этом с вероятностью 50% кот умирает, с вероятностью 50% — остаётся в живых. Получается, что мы не можем точно сказать, жив кот или мёртв (то есть определить его состояние) до тех пор, пока не откроем коробку.
Зачем это нужно. В школьном курсе физики считается, что объект не меняется от того, что мы наблюдаем за ним и измеряем его характеристики. Но на самом деле это не всегда так, и на уровне элементарных частиц приходится учитывать, что они изменяются всякий раз, когда мы пытаемся «посмотреть» на них. Как некоторые люди не могут вести себя естественно, если на них направлен фотоаппарат.
6. Принцип неопределённости Гейзенберга

Где посмотреть: сезон 2, серия 23 и сезон 5, серия 5
Что это такое. Принцип, согласно которому невозможно точно определить все характеристики частицы. Более того, чем точнее мы определяем одну из характеристик (например, положение в пространстве), тем больше будет ошибка при определении другой характеристики (например, импульс).
Зачем это нужно. В курсе школьной физики мы привыкли, что характеристики объекта можно определить точно и однозначно. Но оказывается, что для микроскопических частиц это невозможно, поэтому можно говорить только о вероятных характеристиках. Например, определить место вероятного нахождения электрона. Благодаря принципу неопределённости Гейзенберга возможно существование полупроводников, транзисторов и всей электроники.
7. Бозон Хиггса

Где посмотреть: сезон 6, серия 3
Что это такое. Последняя открытая частица Стандартной модели (это нечто вроде таблицы Менделеева, но для элементарных частиц). Существование бозона Хиггса предсказали ещё в 1964 году, но обнаружить его удалось только в 2012 году (то есть через пять лет после выхода сериала «Теория большого взрыва» на экраны).
Зачем это нужно. Открытие бозона Хиггса позволило уточнить ряд физических теорий и продвинуться в создании теории струн.
Узнать побольше о физике и других науках можно будет 9 и 10 марта на весеннем фестивале науки для детей WOW! HOW?. В Большом зале Российской академии наук посетителей ждет научное шоу «Полный отрыв!» и целый день мастер-классов без ограничения. Стоимость билетов от 650 до 2490 рублей.
Популярные комментарии
Ангелина Ромашкинасистема не отпустит детей — ей нужны ее винтики иим плевать на человека, она его хочет гнуть и ломать, чтобы он служил ей, система не отменит школы, тут самим нужно крутиться, чтобы ее обойти и защитить своего ребенка, а не отдавать системе на съедение
Обязанность учиться: как принуждение к учёбе портит детям жизнь
ОльгаВижу огромный провал в подходе к обучению у школьных учителей. Мне вот интересно, они это делают специально? Ведь те же самые учителя потом занимаются репетиторством. Может им просто выгодно плохо учить в школе? Иначе к репетиторам никто обращаться не будет? Вот только как мотивацию учиться детям возвращать, которую они же и растоптали? У сына в школе очень плохо преподают математику. Вот так им не повезло. Каждый год новый учитель. Причем последняя сама занимается репетиторством. И мы выяснили, что мотивы ее плохого преподавания в нашем классе предельно просты: никто не обратился к ней за платными дополнительными уроками. А как я к ней обращусь, если я вижу, что она или не умеет или не хочет научить? Сын мне сказал: «Ненавижу математику, учительница мне сказала: если стоит тройка, значит заслужил и больше, чем на три ты все равно не знаешь. И исправлять она вообще никому ничего не разрешает. И какой смысл тогда вообще пытаться что-то исправить? Все равно уже тройка стоит» Пошли к репетитору, она еще меня учила в школе давным-давно. Так она вообще сначала не поняла, зачем мы пришли. Говорит: «Мальчик хорошо соображает, ему только уверенности побольше и кое-какие правила подучить. А провалов особых у него нет, он просто теряется из-за неуверенности в своих силах. Может вам и не надо дополнительно заниматься?» Посмотрела, как она ведет занятия, вспомнила свои школьные годы… И мне интересно: их сейчас в педвузах специально учат детей ломать так, что им становится все равно?
«Просто не хотелось, устал»: 6 способов вернуть мотивацию подростку, которому «всё равно»
Зинаида БарыкинаГосподи, это так смешно, там много мошенников и нехороших дядек, которые хотят встречаться с 8ми летками. Я недавно статью видела, правда она 2017 года, но тем не менее!!! Я вот запрещаю своим детям скачивать «Roblox», чтобы потом по заброшками не шатались и не гавкали на мать родную, а то возомнили.
5 родительских вопросов про Roblox: что это за игра, на что там тратят деньги и почему ее запретили в России






