Что такое физика частиц?
Пол Соренсон
физик
«Мы сталкиваем друг с другом маленькие штучки, чтобы разбить их в ещё более маленькие штучки до тех пор, пока мы не получим самую маленькую штучку из возможных. Так мы узнаем, из чего состоит вся материя».
Что такое бозон Хиггса?
физик
«Всё вокруг нас сделано из мельчайших деталей, похожих на Lego. Но сами по себе эти вещи из кубиков двигались бы невероятно быстро, как молния. Мы не смогли бы жить в таком мире, - это было бы полное сумасшествие! Так учёные поняли, что должно быть что-то, что замедляет всё вокруг. Нечто похожее на клей, который не даёт вещам разлетаться быстрее, чем мы могли бы моргнуть глазом. Заметьте, как быстро свет распространяется по комнате, когда мы включаем лампу. Но большинство других вещей не может перемещаться так же быстро. И клей этот очень сложно разглядеть. Для этого использовались гигантские машины, огромное количество энергии - только тогда мы смогли его увидеть и теперь точно знаем, что он существует на самом деле».
Что такое механизм Хиггса?
Дэвид Миллер
физик
«Представьте себе коктейльную вечеринку: участвующие в ней политики равномерно распределены по помещению, все общаются со своими ближайшими соседями. В комнату входит бывшая премьер-министр, к которой тут же устремляются ближайшие к ней коллеги, образуя вокруг толпу. <…> Из-за постоянного скопления людей вокруг она приобретает большую массу, чем обычно, то есть обладает большей инерцией при той же скорости перемещения по комнате. После начала движения ей уже будет сложно остановиться, а остановившись - начать двигаться снова. В трёхмерном пространстве и с учётом всех релятивистских усложнений, это и есть механизм Хиггса. Для того чтобы придать элементарным частицам массу, мы вводим дополнительное фоновое поле, которое локально искажается при перемещении частиц через него. Это искажение - кластеризация поля вокруг частицы - и порождает её массу».
Как работает иммунитет
и что такое лектины типа C
Ана Лобато
иммунолог
«Наше тело не очень-то любит гостей, особенно тех, кто не похож на друзей. Когда кто-то попадает внутрь, наши клетки «смотрят» на них разными видами глаз. Разные «глаза» видят различные фигуры и формы, поэтому они могут понять, что это за пришельцы и как с ними поступить. Они не похожи на обычные глаза, а действуют как маленькие ручки, которые трогают предметы. Я изучаю только один тип этих «глаз», который «видит» странные вещи, похожие на плесень, растущую на испорченной еде. Но эти «глаза» не делают всё в одиночку. У них много друзей-помощников, и чем их больше, тем лучше. Все вместе они нападают на незнакомца и съедают его. После того, как поедят, они показывают остатки друзьям, чтобы и те знали, с какими плохими парнями стоит воевать. Таким образом наше тело защищает нас от болезней».
Насколько мощным может быть квантовый компьютер?
Умеш Вазирани
профессор Калифорнийского университета
«Есть древняя легенда. По-моему, она о Бирбале - великом визире при дворе могольского императора Акбара. Император был настолько доволен его службой, что спросил, каким подарком он мог бы его отблагодарить. Министр в ответ пожелал рис. Он попросил на первую клетку шахматной доски положить одно зерно, на вторую - два, на третью - четыре и т. д. Казначей начал отсчитывать зёрна риса, и, прежде чем они дошли до конца шахматной доски, весь амбар опустел. Точно так же квантовый алгоритм исчислений показывает прирост мощности по экспоненте».
Как наглядно показать чёрную дыру?
Роберт Фрост
специалист
по образовательным инструкциям
«Возьмите большой кусок пищевой плёнки, растяните его в руках и положите в центр небольшой шарик, чтобы тот образовал прогиб из-за своего веса. Капните несколько капель воды на лист и посмотрите, как они скатятся по плёнке прямо к шарику. Это покажет, как работает гравитация. Уберите шарик и дайте ребёнку пальцем почувствовать плёнку и понять - чем сильнее её оттягивать (чем тяжелее объект), тем сильнее получается воронка. Затем попросите ребёнка сделать дыру посередине плёнки, которая будет изображать очень и очень тяжёлый объект. Через это отверстие будут проскакивать капли воды. Выходит, что чёрная дыра - это настолько тяжёлый объект, что он искривляет пространство. Всё, что попадает в него (как капли), никогда не возвращается обратно».
Почему рухнул банк
Lehman Brothers
(отправная точка мирового экономического кризиса 2008 года)?
Нэтан Майерс
экономист
«Один парень купил 10 «Сникерсов» в магазине по $ 1 каждый и за день в школе продал их по $ 1,5. Он подумал, что если это было так легко, то на следующий день он мог бы продать 100 шоколадок. Чтобы купить 100 «Сникерсов», ему пришлось занять у друзей по $ 10. Но когда он пришёл в школу на следующий день, в холле уже стоял вендинговый автомат, который продавал шоколадки по 75 центов. Разумеется, никто не хотел покупать у него их по $ 1,5, так что ему тоже пришлось снизить цену до 75 центов. В итоге тех денег, что ему удалось выручить, не хватило даже для того, чтобы вернуть долги друзьям, и те его поколотили».
Как внезапно возникли все современные группы животных?
Марк Срур
палеонтолог
«545 млн лет назад на планете внезапно возникли все современные группы животных (кроме губок и медуз, которые появились раньше). Это явление, называемое Кембрийским взрывом, не так просто объяснить, так как оно связано с множеством факторов.
Во-первых, стоит сравнить землю времён криогенийского и эдиакарского периодов. В первом она напоминала огромный снежок, а во втором начала разогреваться. В тёплом климате животным стало развиваться легче. Из-за того, что между ними тогда не было конкуренции, они начали принимать самые причудливые формы. Некоторые эволюционные эксперименты сохранились до нас только в виде окаменелостей. Другие оказались более успешными, и эти животные передавали информацию другим о том, как лучше строить свои тела.
Для наглядности
возьмите пять одинаковых конструкций
из кубиков Lego
Для наглядности возьмите пять одинаковых конструкций из кубиков Lego. Они будут обозначать тех существ, которых мы находим в начале кембрийского периода. Затем добавляйте к ним детали случайным образом. Каждый добавленный блок будет изображать успешный эволюционный эксперимент. Даже после того, как вы добавите по три детали к каждой из структур, вы увидите, как их виды начинают различаться, и чем больше будет добавлено кубиков, тем менее эти конструкции будут подобны друг другу.
Это интуитивно понятное объяснение тому, что мы называем канализация развития, без погружения в научные дебри генетики развития и макроэволюционной динамики. Эксперимент с Lego показывает, как благодаря естественному отбору укореняются успешные признаки и строение тел животных необратимо начинает различаться. Это и произошло во время Кембрийского взрыва, который подготовил почву для современного биоразнообразия».
Как считают физики, дополнительные пространственные измерения, если они действительно существуют, - свёрнуты. Возвращаясь к примеру с муравьём: мы можем скрутить лист бумаги так, чтобы он образовал цилиндр. В этом случае, если муравей начинает ползти в одном направлении, он в конечном итоге вернётся к той точке, от которой начинал своё движение. Это пример компактифицированного измерения. Если муравей ползёт параллельно длине цилиндра, он никогда не вернётся к исходной точке (особенно если мы представим, что бумажный цилиндр бесконечно длинный). Это пример «плоского» измерения. Согласно теории струн, мы живём в мире, где три знакомые нам измерения пространства - „плоские“; но есть дополнительные измерения, которые скручены в очень малый радиус 10 см в -30 степени или даже меньше».
Время основано на секундах, минутах и часах.
В то время как основа для этих единиц изменялась на протяжении всей истории, корни их прослеживаются еще в древнем государстве Шумере.
Современная международная единица времени определяется электронным переходом атома цезия. Но что из себя представляет эта физическая величина?
Время измеряет прогресс событий
Время - это измерение прогрессирования событий. Физики определяют эту величину как прогрессирование событий из прошлого в настоящее и в будущее. В принципе, если система неизменна, она вне этого показателя. Время можно рассматривать как четвертое измерение реальности, используемое для описания событий в трехмерном пространстве. Это не то, что мы можем видеть, ощущать или вкушать, но мы можем измерить его прохождение.
Стрелка показывает, что время перемещается из прошлого в будущее, а не наоборот
Стрелка на часах показывает, что время перемещается из прошлого в будущее, а не в другом направлении. Физические уравнения работают одинаково хорошо, идет ли величина вперед, в будущее (положительное время), или назад, в прошлое (отрицательное время). Однако в естественном мире эта величина имеет одно направление. Вопрос о том, почему она необратима, является одним из самых больших неразрешенных вопросов в науке.
Одно из объяснений состоит в том, что естественный мир следует законам термодинамики. Второй закон термодинамики гласит, что в замкнутой системе ее энтропия остается постоянной или возрастает. Если Вселенная считается замкнутой системой, ее энтропия (степень беспорядка) никогда не может уменьшиться. Другими словами, время не может вернуться к точному состоянию, в котором оно было в более ранней точке. Эта величина не может двигаться назад.
Замедление или ускорение
Время точно отсчитывают исправные часы. В классической механике оно везде одинаково. Однако из специальной и общей теории относительности Эйнштейна мы знаем, что величина - относительное понятие. Показатель зависит от системы отсчета наблюдателя. Это может привести к субъективному замедлению, когда время между событиями становится длиннее (расширяется), чем ближе одно из них к скорости света.
Движущиеся часы работают медленнее, чем стационарные, причем эффект становится более выраженным, когда движущийся механизм приближается к скорости света. Часы на орбите Земли записывают время медленнее, чем на ее поверхности, частицы мюона распадаются медленнее при падении, а эксперимент Майкельсона-Морли подтвердил сокращение длины и расширение величины.
Параллельная реальность способствует избеганию временного парадокса при путешествии во времени
Временного парадокса при путешествии во времени можно избежать, отправляясь в параллельную реальность. Путешествие означает перемещение вперед или назад в разные моменты, подобно тому, как вы можете перемещаться между разными точками в пространстве. Прыжки вперед во времени происходят в природе. Космонавты на космической станции подвергаются ускорению, когда они возвращаются на Землю и замедляют движение по отношению к станции.
Существующие проблемы
Однако путешествие во времени создает проблемы. Одна из них - причинность, или причинно-следственная связь. Перемещение назад может спровоцировать временной парадокс.
«Парадокс дедушки» - классический пример в науке. Согласно ему, если вы вернетесь назад и убьете своего деда, прежде чем родится ваша мать или отец, вы можете предотвратить свое собственное рождение.
Многие физики считают, что путешествие во времени в прошлое невозможно, но существуют такие решения парадокса, как путешествие между параллельными Вселенными или точками ветвления.
Восприятие физической величины
Старение влияет на восприятие времени, хотя ученые с этим положением не согласны. Человеческий мозг способен отслеживать время. Супрахиазматические ядра мозга - это область, ответственная за ежедневные или циркадные природные ритмы. Нейростимуляторы и наркотики значительно влияют на его восприятие. Химические вещества, которые возбуждают нейроны, заставляют их функционировать быстрее, в то время как снижение работы нейронов замедляет восприятие времени.
В основном, когда вам кажется, что все вокруг ускоряется, мозг продуцирует больше событий в течение определенного интервала. В этом отношении время действительно кажется летящим, когда вы весело проводите время. Но оно, похоже, замедляется во время чрезвычайных ситуаций или опасности.
Ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне говорят, что работа мозга фактически не ускоряется, но такая область, как амигдала, становится более активной. Амигдала - это часть мозга, которая отвечает за создание воспоминаний. По мере того как формируется больше воспоминаний, время кажется затянутым.
Тот же феномен объясняет, почему пожилые люди, кажется, воспринимают время в более быстром темпе, чем, когда они были моложе. Психологи полагают, что мозг формирует больше воспоминаний о новых переживаниях, чем о знакомых. Поскольку в поздний период жизни новых воспоминаний все меньше, то время в восприятии пожилого человека, кажется, проходит быстрее.
Начало и конец времени
Все больше ученых склоняется к тому мнению, что наша Вселенная зародилась в результате мощнейшего взрыва определенной условной точки, в которой не отмечалось таких показателей, как масса, время и пространство.
Астроном Стивен Хокинг и его коллега из Кембриджа Нейл Турок предполагают, что изначально была идея, из которой родилось слово. Именно в этих двух понятиях и заключалось время и пространство.
Неизвестно, имеет ли время начало или конец. Что касается Вселенной, то время в ней началось. Начальная точка была 13 799 миллиардов лет назад, когда произошел Большой взрыв. Свидетельством этого процесса является реликтовое излучение в пространстве и положение разбегающихся галактик. В это время и начинают осуществляться переходы от одного уровня природной организации к другому - от ядра к атому, а затем молекуле, из которой и появилась живая материя.
Мы можем измерять космическое фоновое излучение как микроволны от Большого взрыва, но не было отмечено никакого излучения с более ранним происхождением.
Один из аргументов о происхождении времени состоит в том, что если бы оно бесконечно расширялось, то в этом случае ночное небо было бы заполнено светом старых звезд.
Будет ли конец времени?
Ответ на этот вопрос неизвестен. Если Вселенная расширяется вечно, время будет продолжаться. Если произойдет новый Большой взрыв, наша временная линия закончится, и начнется новый отсчет. В экспериментах по физике частиц случайные частицы возникают из вакуума, поэтому кажется, что Вселенная не станет статической или вневременной. Время покажет…
Понятное объяснение – наука или искусство?
Умение объяснять считается естественной способностью человека. Оно используется в разных сферах жизни. Родители рассказывают малышам, откуда берутся дети. Учителя внедряют основы наук в головы учеников. Продавцы-консультанты продвигают товары. Руководители мотивируют подчиненных. Бизнесмены ищут инвесторов. Политики успокаивают народ. Каждого из нас хоть раз спрашивали, как пройти, просили раскрыть идею обосновать свое мнение, описать мотивы поступков или причины нарушения договоренностей.
Доходчивое устное объяснение – настоящее искусство! Многие люди уверены, что владеют им от природы. А те, кому достигнуть понимания не удалось, грешат на умственные способности партнера по общению. Между тем, психологическая наука накопила большое количество материала о том, как научиться понятно говорить. Хотите эффективно доносить свои мысли до коллег, начальника, друзей и просто незнакомых людей? Тогда, эта статья для вас.
Преимущества, которые получает индивид, приобретая умение объяснять:
- удовольствие от процесса и результата коммуникации;
- заинтересованность со стороны слушателей;
- объединение усилий единомышленников;
- воплощение своих идей, гарантированное достижение целей;
- общественное признание своих достоинств.
Большинство людей совершают распространенную ошибку, незамедлительно приступая к объяснению. Развернутая схема объяснения
выглядит следующим образом: подготовка – оформление – представление. Прежде чем устное объяснение начнет безошибочно попадать в цель с первого раза, придется последовательно освоить три этапа. Потребуются определенные усилия.
Схему удобно применять при планировании предстоящей коммуникации и для анализа уже свершившегося акта. Воспроизведите в памяти случай, когда вы кого-то убеждали. Проследите, была ли проведена оптимальная подготовка? Как были оформлены мысли? Какие способы презентации использованы? Для новичков, интересующихся, как научиться понятно говорить, разделение объяснительного процесса на этапы упростит задачу. Считаете себя гением общения? Схема объяснения поможет убедиться, что реализованы все потенциальные возможности.
После того, как усвоятся и отработаются способы объяснения, произойдет автоматизация навыка. Сократиться уровень сознательного контроля. Первый этап мозг будет осуществлять интуитивно за несколько секунд. Приемы для второй ступени начнут складываться сами собой, из воздуха. А окружающим будет казаться, что вы легко и креативно сразу, на пустом месте приступаете непосредственно к презентации.
Готовим понятное объяснение
Попытавшись определить суть процесса, обнаруживаешь, что объяснение - некоторое действие, в результате которого у партнера возникает понимание. Но что именно нужно делать? Отложим словари и учебники. Представим, что понятное объяснение – румяные вкусные пирожки. Перед тем как покушать, их нужно приготовить. Причем, приготовить так, чтобы хотелось съесть. В первую очередь необходимо выбрать тесто и начинку.
Тесто – внешняя оболочка - слова, фразы и выражения, которые мы используем. Чтобы тесто получилось легким, пышным и хорошо усваивалось, подбирая способы объяснения, важно четко обозначить целевую аудиторию. Кого вы планируете накормить? Если это один человек, оцените его жизненный опыт, уровень образования, род занятий, круг интересов. Проанализируйте его эмоциональное состояние, степень утомления. Предположите, готов ли он к неожиданным поворотам, как отреагирует на те, или иные подходы к объяснению.
Решили убедить сразу группу людей? Помимо перечисленных моментов учтите особенности межличностных отношений. При групповом взаимодействии люди склонны отмалчиваться, скрывать свое личное мнение, подчинятся влиянию лидера или большинства. Другие, наоборот, чувствуя поддержку группы, могут вести себя более агрессивно, бурно реагировать на вполне нейтральные предложения, сопротивляться нововведениям.
Хочешь дать понятное объяснение – учись ставить себя на место другого человека. Определившись с тестом, обратим внимание на начинку. Она должна не только соответствовать вкусам едоков, но и наиболее полно удовлетворять их потребности. Если люди сильно голодны, начинке следует быть сытной. Если народ жаждет новых впечатлений – добавляются необычные ингредиенты. Подходы к объяснению сортируются по тому же принципу.
Что конкретно должны усвоить слушатели? Понятное объяснение отвечает на один или несколько вопросов:
1. ЗАЧЕМ? Мотивирующее объяснение дает представление о важности какого-либо продукта, услуги или знания, о бонусах пользователя.2. КАК? Функциональное объяснение раскрывает механизм работы, последовательность действий, способы решения.
3. ПОЧЕМУ? Причинное объяснение показывает, при каких условиях происходит желаемое, какие нарушения ведут к негативным последствиям.
4. ЧТО ЭТО? Обобщающее объяснение позволяет проникнуть в смысл явления, понять суть, сформулировать определение, назвать критерии, показатели.
Цель объяснения связана не только с пониманием. Умение объяснять помогает вызывать нужные эмоции, формировать отношение, мотивировать на определенные действия. Хотите вызвать жалость – начинайте оправдываться. Желаете вдохновить – демонстрируйте положительные примеры. Но для начала, определитесь, какой эффект вы рассчитываете произвести.
Почему устное объяснение терпит неудачу?
В повседневном общении мы часто пускаемся в объяснения без всякой подготовки. На нее просто нет времени. Разгневанный начальник, требовательные клиенты, недовольные близкие и любопытные детишки не дадут вам возможности спокойно собраться с мыслями. Кое-как сляпанные пирожки получаются несъедобными и плохо перевариваются.
Типичные промахи, допускаемые неподготовленным оратором:
- Полная идентификация.
Объясняющий считает окружающих похожими на себя, предполагает, что людям понравятся именно его любимые пирожки. А это далеко не так. Даже сугубо профессиональная аудитория состоит из людей с разной мотивацией, ценностными установками и стереотипами. По себе людей не судят.
- Проклятие знания.
Объясняющий хорошо знает предмет. Ему трудно увидеть, чего можно не знать. А те, кому объясняют, не хотят показаться глупыми. Вопросов не задают, но глаза пустые. В итоге объяснение состоялось, а понимание – нет. Выступающий доволен собой. А зрители недоуменно пожимают плечами.
Ошибки презентации. Приготовившись давать понятное объяснение, оратор внутренне собирается, его лицо становиться сосредоточенным, голос сухим и строгим. У многих присутствующих в памяти всплывают школьные ассоциации. Зритель понимают, что сейчас начнет происходить что-то важное и, вероятно, весьма скучное. Хорошая презентация запоминается, а неудачная - отбивает желание.
Недостаточное понимание. Нередко кто-то берется объяснять то, чего сам до конца не понимает. Есть индивиды, считающие себя экспертами в любой области. Прочитав о чем-то в социальных сетях, готовы приседать на уши всем и каждому. В процессе объяснения некомпетентность обнаруживается достаточно быстро. Для того, чтобы аргументировать свою позицию, необходимо иметь большой личный опыт или черпать информацию из достоверных источников.
Неоправданные ожидания. Даже доступное устное объяснение терпит фиаско, если объясняющий говорит не о том. Например, начальник подробно разжевывает подчиненным алгоритм выполнения задачи, а те пытаются понять, какую премию получат за выполнение. Или учитель произносит перед родителями пламенную речь о значимости патриотического воспитания, и ни слова не упоминает о методах его осуществления. Родители требуют от ребенка соблюдения определенных правил, не объяснив толком, почему нужно поступать именно так, и что будет «если…».
Тестируем разные способы объяснения
Повторим еще раз, прежде чем начинать устное объяснение, определите желаемый результат и ненавязчиво прощупайте аудиторию. Уяснив, с кем и о чем вести беседу, рассмотрим, КАК реализовать запланированное. Привлекательное оформление идеи – следующий пункт назначения для субъекта, решившего освоить умение объяснять.
Предлагаем простые и эффективные приемы, позволяющие научиться понятно говорить:
Речь в лифте. Вообразите, что вы и человек, которому адресовано объяснение, едете в лифте. Вам нужно успеть изложить суть своего предложения за 30-60 секунд (50-100 слов). Учитесь начинать с главного, излагать самое основное. Максимально отжимайте воду, откажитесь от ненужных подробностей, опирайтесь на факты. При этом сообщение должно остаться образным и интересным.
- Объяснение для шестилетки.
Тренируйтесь менять способы объяснения в зависимости от контекста взаимодействия, рассматривайте проблему с разных точек зрения. Опишите свою идею так, чтобы стало понятно маленькому ребенку, вашей бабушке и признанному эксперту в этом вопросе. Используйте простые слова, приводите примеры, проводите аналогии, вызывайте нужные ассоциации, устанавливайте связи с имеющимся у слушателей опытом.
Презентация на салфетке. Попробуйте схематично изобразить свою идею на листе бумаги размером с салфетку. Если не получиться с первого раза, создайте максимально подробное описание на доске или ватмане. Затем сократите площадь в два раза и перенесите самое основное. Повторите эту операцию несколько раз. Привлекайте графики, диаграммы, оси времени и координатную сетку. Ограничения подталкивают к творчеству.
Визуальная форма. Чтобы сделать устное объяснение более доступным, опирайтесь на возможности визуального мышления. Сопровождайте рассуждение зарисовыванием основных моментов, подбирайте готовые изображения. Оперируя информацией, содержащей имя или название, рисуем «портрет» - рожицу, человечка, простое условное обозначение предмета. Далее чертим стрелки, линии, фигуры, объединяющие скобки, чтобы показать изменения объекта, его связи с прочими элементами.
Захватывающая история. Подходящая история помогает уловить смысл объяснения т.к. в ней факты преподносятся через призму личного опыта. Хорошо, если у вас в запасе есть реальный случай из жизни, история, услышанная от кого-то из знакомых или интересные факты биографии знаменитостей. С целью привлекательного оформления своего объяснения, вы можете придумать правдоподобный рассказ, в котором главный герой испытывает определенные трудности и находит способ их преодолеть. А в качестве этого способа и будет описан ваш концепт.
Всеобщее братство. Объединяйте людей и идеи. Создавайте ощущение согласия. Вызывайте у аудитории чувство общности при помощи местоимения «Мы»: «Мы знаем», «Мы понимаем», «Мы хотим», «Мы согласны» и т.д. Покажите присутствующим, что они часть команды, решающей общую задачу. Вселяйте в людей уверенность в том, что вы рассказываете о понятных и интересных вещах.
Пробуйте перечисленные способы объяснения в профессиональной деятельности и повседневном общении. Пусть перспективные задумки, правильно оформленные и адекватно представленные, разлетаются как горячие пирожки.
Время основано на секундах, минутах и часах.
В то время как основа для этих единиц изменялась на протяжении всей истории, корни их прослеживаются еще в древнем государстве Шумере.
Современная международная единица времени определяется электронным переходом атома цезия. Но что из себя представляет эта физическая величина?
Время измеряет прогресс событий
Время - это измерение прогрессирования событий. Физики определяют эту величину как прогрессирование событий из прошлого в настоящее и в будущее. В принципе, если система неизменна, она вне этого показателя. Время можно рассматривать как четвертое измерение реальности, используемое для описания событий в трехмерном пространстве. Это не то, что мы можем видеть, ощущать или вкушать, но мы можем измерить его прохождение.
Стрелка показывает, что время перемещается из прошлого в будущее, а не наоборот
Стрелка на часах показывает, что время перемещается из прошлого в будущее, а не в другом направлении. Физические уравнения работают одинаково хорошо, идет ли величина вперед, в будущее (положительное время), или назад, в прошлое (отрицательное время). Однако в естественном мире эта величина имеет одно направление. Вопрос о том, почему она необратима, является одним из самых больших неразрешенных вопросов в науке.
Одно из объяснений состоит в том, что естественный мир следует законам термодинамики. Второй закон термодинамики гласит, что в замкнутой системе ее энтропия остается постоянной или возрастает. Если Вселенная считается замкнутой системой, ее энтропия (степень беспорядка) никогда не может уменьшиться. Другими словами, время не может вернуться к точному состоянию, в котором оно было в более ранней точке. Эта величина не может двигаться назад.
Замедление или ускорение
Время точно отсчитывают исправные часы. В классической механике оно везде одинаково. Однако из специальной и общей теории относительности Эйнштейна мы знаем, что величина - относительное понятие. Показатель зависит от системы отсчета наблюдателя. Это может привести к субъективному замедлению, когда время между событиями становится длиннее (расширяется), чем ближе одно из них к скорости света.
Движущиеся часы работают медленнее, чем стационарные, причем эффект становится более выраженным, когда движущийся механизм приближается к скорости света. Часы на орбите Земли записывают время медленнее, чем на ее поверхности, частицы мюона распадаются медленнее при падении, а эксперимент Майкельсона-Морли подтвердил сокращение длины и расширение величины.
Параллельная реальность способствует избеганию временного парадокса при путешествии во времени
Временного парадокса при путешествии во времени можно избежать, отправляясь в параллельную реальность. Путешествие означает перемещение вперед или назад в разные моменты, подобно тому, как вы можете перемещаться между разными точками в пространстве. Прыжки вперед во времени происходят в природе. Космонавты на космической станции подвергаются ускорению, когда они возвращаются на Землю и замедляют движение по отношению к станции.
Существующие проблемы
Однако путешествие во времени создает проблемы. Одна из них - причинность, или причинно-следственная связь. Перемещение назад может спровоцировать временной парадокс.
«Парадокс дедушки» - классический пример в науке. Согласно ему, если вы вернетесь назад и убьете своего деда, прежде чем родится ваша мать или отец, вы можете предотвратить свое собственное рождение.
Многие физики считают, что путешествие во времени в прошлое невозможно, но существуют такие решения парадокса, как путешествие между параллельными Вселенными или точками ветвления.
Восприятие физической величины
Старение влияет на восприятие времени, хотя ученые с этим положением не согласны. Человеческий мозг способен отслеживать время. Супрахиазматические ядра мозга - это область, ответственная за ежедневные или циркадные природные ритмы. Нейростимуляторы и наркотики значительно влияют на его восприятие. Химические вещества, которые возбуждают нейроны, заставляют их функционировать быстрее, в то время как снижение работы нейронов замедляет восприятие времени.
В основном, когда вам кажется, что все вокруг ускоряется, мозг продуцирует больше событий в течение определенного интервала. В этом отношении время действительно кажется летящим, когда вы весело проводите время. Но оно, похоже, замедляется во время чрезвычайных ситуаций или опасности.
Ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне говорят, что работа мозга фактически не ускоряется, но такая область, как амигдала, становится более активной. Амигдала - это часть мозга, которая отвечает за создание воспоминаний. По мере того как формируется больше воспоминаний, время кажется затянутым.
Тот же феномен объясняет, почему пожилые люди, кажется, воспринимают время в более быстром темпе, чем, когда они были моложе. Психологи полагают, что мозг формирует больше воспоминаний о новых переживаниях, чем о знакомых. Поскольку в поздний период жизни новых воспоминаний все меньше, то время в восприятии пожилого человека, кажется, проходит быстрее.
Начало и конец времени
Все больше ученых склоняется к тому мнению, что наша Вселенная зародилась в результате мощнейшего взрыва определенной условной точки, в которой не отмечалось таких показателей, как масса, время и пространство.
Астроном Стивен Хокинг и его коллега из Кембриджа Нейл Турок предполагают, что изначально была идея, из которой родилось слово. Именно в этих двух понятиях и заключалось время и пространство.
Неизвестно, имеет ли время начало или конец. Что касается Вселенной, то время в ней началось. Начальная точка была 13 799 миллиардов лет назад, когда произошел Большой взрыв. Свидетельством этого процесса является реликтовое излучение в пространстве и положение разбегающихся галактик. В это время и начинают осуществляться переходы от одного уровня природной организации к другому - от ядра к атому, а затем молекуле, из которой и появилась живая материя.
Мы можем измерять космическое фоновое излучение как микроволны от Большого взрыва, но не было отмечено никакого излучения с более ранним происхождением.
Один из аргументов о происхождении времени состоит в том, что если бы оно бесконечно расширялось, то в этом случае ночное небо было бы заполнено светом старых звезд.
Будет ли конец времени?
Ответ на этот вопрос неизвестен. Если Вселенная расширяется вечно, время будет продолжаться. Если произойдет новый Большой взрыв, наша временная линия закончится, и начнется новый отсчет. В экспериментах по физике частиц случайные частицы возникают из вакуума, поэтому кажется, что Вселенная не станет статической или вневременной. Время покажет…
Пределы доставляют всем студентам, изучающим математику, немало хлопот. Чтобы решить предел, порой приходится применять массу хитростей и выбирать из множества способов решения именно тот, который подойдет для конкретного примера.
В этой статье мы не поможем вам понять пределы своих возможностей или постичь пределы контроля, но постараемся ответить на вопрос: как понять пределы в высшей математике? Понимание приходит с опытом, поэтому заодно приведем несколько подробных примеров решения пределов с пояснениями.
Понятие предела в математике
Первый вопрос: что это вообще за предел и предел чего? Можно говорить о пределах числовых последовательностей и функций. Нас интересует понятие предела функции, так как именно с ними чаще всего сталкиваются студенты. Но сначала - самое общее определение предела:
Допустим, есть некоторая переменная величина. Если эта величина в процессе изменения неограниченно приближается к определенному числу a , то a – предел этой величины.
Для определенной в некотором интервале функции f(x)=y пределом называется такое число A , к которому стремится функция при х , стремящемся к определенной точке а . Точка а принадлежит интервалу, на котором определена функция.
Звучит громоздко, но записывается очень просто:
Lim - от английского limit - предел.
Существует также геометрическое объяснение определения предела, но здесь мы не будем лезть в теорию, так как нас больше интересует практическая, нежели теоретическая сторона вопроса. Когда мы говорим, что х стремится к какому-то значению, это значит, что переменная не принимает значение числа, но бесконечно близко к нему приближается.
Приведем конкретный пример. Задача - найти предел.
Чтобы решить такой пример, подставим значение x=3 в функцию. Получим:
Кстати, если Вас интересуют , читайте отдельную статью на эту тему.
В примерах х может стремиться к любому значению. Это может быть любое число или бесконечность. Вот пример, когда х стремится к бесконечности:
Интуитивно понятно, что чем больше число в знаменателе, тем меньшее значение будет принимать функция. Так, при неограниченном росте х значение 1/х будет уменьшаться и приближаться к нулю.
Как видим, чтобы решить предел, нужно просто подставить в функцию значение, к которому стремиться х . Однако это самый простой случай. Часто нахождение предела не так очевидно. В пределах встречаются неопределенности типа 0/0 или бесконечность/бесконечность . Что делать в таких случаях? Прибегать к хитростям!
Неопределенности в пределах
Неопределенность вида бесконечность/бесконечность
Пусть есть предел:
Если мы попробуем в функцию подставить бесконечность, то получим бесконечность как в числителе, так и в знаменателе. Вообще стоит сказать, что в разрешении таких неопределенностей есть определенный элемент искусства: нужно заметить, как можно преобразовать функцию таким образом, чтобы неопределенность ушла. В нашем случае разделим числитель и знаменатель на х в старшей степени. Что получится?
Из уже рассмотренного выше примера мы знаем, что члены, содержащие в знаменателе х, будут стремиться к нулю. Тогда решение предела:
Для раскрытия неопределенностей типа бесконечность/бесконечность делим числитель и знаменатель на х в высшей степени.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на
Еще один вид неопределенностей: 0/0
Как всегда, подстановка в функцию значения х=-1 дает 0 в числителе и знаменателе. Посмотрите чуть внимательнее и Вы заметите, что в числителе у нас квадратное уравнение. Найдем корни и запишем:
Сократим и получим:
Итак, если Вы сталкиваетесь с неопределенностью типа 0/0 – раскладывайте числитель и знаменатель на множители.
Чтобы Вам было проще решать примеры, приведем таблицу с пределами некоторых функций:
Правило Лопиталя в пределах
Еще один мощный способ, позволяющий устранить неопределенности обоих типов. В чем суть метода?
Если в пределе есть неопределенность, берем производную от числителя и знаменателя до тех пор, пока неопределенность не исчезнет.
Наглядно правило Лопиталя выглядит так:
Важный момент : предел, в котором вместо числителя и знаменателя стоят производные от числителя и знаменателя, должен существовать.
А теперь – реальный пример:
Налицо типичная неопределенность 0/0 . Возьмем производные от числителя и знаменателя:
Вуаля, неопределенность устранена быстро и элегантно.
Надеемся, что Вы сможете с пользой применить эту информацию на практике и найти ответ на вопрос "как решать пределы в высшей математике". Если нужно вычислить предел последовательности или предел функции в точке, а времени на эту работу нет от слова «совсем», обратитесь в профессиональный студенческий сервис за быстрым и подробным решением.