Zeven korte lessen over natuurkunde - boekbespreking

• Mei 13, 2024

ervaring en fysica staan ​​in de titel, maar raak niet in paniek. Hoewel Carlo Rovelli een krachtige theoretische fysicus is, geeft hij de lezer geen lezing. Hij deelt zijn begrip van het vreemde universum van de moderne fysica als een man doordrenkt van filosofie en met poëzie in zijn ziel.

Als je natuurkunde op school hebt ontmoet, heb je het misschien wiskundig, mystificerend en alledaags gevonden. Maar Zeven korte lessen over natuurkunde is daar niets van. Het is een interpretatie van enkele van de belangrijkste ideeën van de moderne fysica, en van onze plaats in dit universum. Het wetenschappelijke werk van Carlo Rovelli bevindt zich op het gebied van kwantumzwaartekracht, maar hij heeft ook vele jaren algemene relativiteitstheorie en de geschiedenis en filosofie van de wetenschap onderwezen aan de universiteit van Aix-Marseille in Zuid-Frankrijk.

Het is kort
De titel zegt het kort en dat is wat je krijgt. Het is tachtig pagina's lang met een lovenswaardig leesbaar lettertype. Elk hoofdstuk is een uitbreiding van een artikel dat Rovelli schreef voor een zondagskrant. Hij zegt:
Deze lessen zijn geschreven voor degenen die weinig of niets weten van de moderne wetenschap. Samen geven ze een snel overzicht van de meest fascinerende aspecten van de grote revolutie die zich in de twintigste eeuw in de fysica heeft voorgedaan, en van de vragen en mysteries die deze revolutie heeft geopend.

Twee prachtige theorieën, maar er is een probleem
Meer dan de helft van het boek gaat over twee bekroningen van de 20e eeuw: de algemene relativiteitstheorie van Einstein en de kwantummechanica. Relativiteit gaat over de grootse structuur van de kosmos, terwijl de kwantummechanica duikt in de wereld van Alice in Wonderland met de kleinste stukjes waar alles van is gemaakt.

Algemene relativiteitstheorie
De grote Russische natuurkundige Lev Landau noemde de algemene relativiteitstheorie de "mooiste van de theorieën" en Rovelli concrurs.

Voor Isaac Newton was de ruimte leeg behalve de objecten erin, zoals sterren en planeten. Deze objecten beïnvloedden elkaar door de zwaartekracht. Newton zelf was niet blij met een kracht die onmiddellijk inwerkte, zelfs op grote afstanden, maar zijn vergelijkingen werkten en niemand wist hoe het verder moest gaan. Tot Einstein.

Einsteins briljante inzicht leidde hem tot de conclusie dat ruimte niet niets is en zwaartekracht geen kracht is. Ruimte heeft substantie en wordt vervormd door de aanwezigheid van materie. Wanneer materie ruimte kromt, bewegen dingen door de ruimte langs de kromming als iets op een kermisterrein. Het buigen van de ruimte rond een ster is samengevat in de enige vergelijking in het boek.

Gelukkig nodigt Rovelli ons alleen uit om de elegante eenvoud van de vergelijking te bewonderen zonder dat we het hoeven te begrijpen. Ik zou het echter niet eens moeten zijn met zijn bewering dat het minder inzet en moeite kost om 'de techniek te beheersen om deze vergelijking te lezen en te gebruiken' dan 'om de ijle schoonheid van een laat Beethoven strijkkwartet te waarderen.' Ik denk dat ik Beethoven al lang zou waarderen voordat ik de vergelijking van Einstein kon gebruiken.

Kwantummechanica en deeltjes
De fundamentele deeltjes waaruit alles bestaat, bestaan ​​in een vreemde kwantumwereld. Deze fundamentele componenten worden beschreven door de Standaard model. Het bevat "een handjevol soorten elementaire deeltjes, die voortdurend trillen en schommelen tussen bestaan ​​en niet-bestaan ​​en zwermen in de ruimte, zelfs als het lijkt alsof er niets is."

Ze ontstaan ​​alleen wanneer ze met iets anders omgaan. Yow! Rovelli legt het verder goed uit, maar geeft toe dat niemand echt begrijpt wat er op dit niveau aan de hand is. (Dat is geruststellend voor zijn lezers.)

Conflict
Deense natuurkundige Niels Bohr was een van de grote leiders van de expositie van kwantumfysica. Hij en Einstein bewonderden elkaar, maar hun meningen waren verschillend over de realiteit van het bestaan. Einstein dacht dat er een onderliggende realiteit was waarin de kwantumeffecten logisch waren, ook al hebben we het niet waargenomen. Bohr deed het niet.

Het conflict tussen relativiteit en kwantumfysica is niet filosofisch. Er is een punt waarop ze elkaar tegenspreken. Dit is echter geen praktisch probleem. De algemene relativiteitstheorie is vele malen getest en is altijd geslaagd. Uw GPS werkt alleen nauwkeurig omdat het rekening houdt met de algemene relativiteitstheorie. En hoewel kwantummechanica gek lijkt, werkt het. Zonder deze zou je geen computer hebben.

Dus hoe kunnen ze allebei bijna altijd gelijk hebben, maar op een gegeven moment elkaar tegenspreken? Dat is iets dat theoretische natuurkundigen zoals Rovelli hard aan het werk houdt.

Onszelf
Rovelli wijdt een les aan hoe ons beeld van de kosmos gedurende millennia is geëvolueerd van een klein, op de aarde gecentreerd universum naar een enorm uitbreidend universum.Maar het Universum is niet iets waarvan we ons onderscheiden, en in de laatste les beschouwt hij onze plaats in het Universum. Dit is speculatiever dan de andere hoofdstukken, maar natuurlijk zijn we altijd geïnteresseerd in onszelf.

De moeite om te lezen?
Het boek is goed geschreven, attent en stimulerend. Rovelli schreef het in het Italiaans en het is een bestseller in een aantal talen. Ik moet ook de vertalers (Simon Carnell en Erica Segre) prijzen voor de zeer leesbare Engelse versie. En als we een kijkje nemen op sommige websites met lezersrecensies, lijkt het erop dat mensen het boek daadwerkelijk lezen. Ze halen er ook iets uit. Het kan een leuk cadeau zijn voor iemand die je kent.

Carlo Rovelli, Zeven korte lessen over natuurkunde, Penguin Books Ltd, 2016

Opmerking: een exemplaar van het boek werd me cadeau gegeven.

Video-Instructies: Oefenen met rekenen met massaverhoudingen (Mei 2024).