Эйнштейн, этюды

Нобелевская премия возвышает ученого.
Эйнштейн возвышает Нобелевскую премию.


ПРОЛОГ

Радость видеть и понимать есть самый прекрасный дар природы.
     - Альберт Эйнштейн

Во всём искать закономерность
Пытливость нашего ума,
И даже тех, кто вере верность
Не изменяет никогда.

Для них хоть чудеса возможны
И новых с верой они ждут,
Но не идут дорогой ложной
В науке все законы чтут.

Закономерность есть в природе -
Чередование ночи, дня...
Сезонов мерных хороводы,
Причинно-следственная связь.

Я верю, что не только люди
Знакомы с фазами луны,
Что солнце всё живое будит
С восходом утренней зари. 

Мы верим, как и всё живое,
Что не случайна наша жизнь,
Что что-то сделать людям стоит,
Закономерность чтоб открыть. 

Пусть не всемирный, пусть локальный,
Пускай лишь только для себя...
Но в этом мы универсальны -
В попытках всё вокруг понять.




ОН БЫЛ ПЕРВЫМ

Когда видишь уравнение E = mc^2, становится стыдно за свою болтливость.
        - Ежи Лец

Эйнштейн был первым в очень многом,
Он также первым был и в том,
Что математику основой
Считал и в физике, во всём.

Не наблюдение за природой,
Не результат, эксперимент,
Хотел понять «идею» Бога -
В «всего создания момент».

Искал он главную идею,
Детали - это другим пир.
Бог - математик, в его мнении!
С простой задачей - сделать мир.

Мы знаем, что с простым гамбитом
Сложнейших партий разворот.
Потом начало «шито-крыто»
И не увидеть первый ход.

Вот этот «ход» искал учёный,
Он верил - есть тот алгоритм,
Что начал цепь вселенной новой
И жизни нашей задал ритм.   

Его ученые собратия
Его корили свысока,
А он свои имел понятия
И нет умней его пока.



ЧИСЛО “ПИ” И ДЕНЬ РОЖДЕНИЯ ЭЙНШТЕЙНА

Есть числа магии полны,
Мы их, конечно, применяем
Хотя природу их не знаем.
Одно из них число есть "Пи".       (1)

В любой сферической фигуре,
Да и в окружности любой
Они присутствует. Собой
Даст описание их структуре.

Известно было в Вавилоне,
Египет древний знал его.
Известно было Пифагору -
Круг не построишь без него. 

Число в котором нет конца!
Как так?  Окружность ведь конечна.
А Пи расчёт - он длится вечно!
Без повторений до Творца.

Ему роднёй число есть "е".      
Из натуральных логарифмов
Связал их Эйлер мудрым шрифтом -
В его найдёте "тождестве".        (6)

Зовём мы трансцендентным их
Ведь рамки логики узки,
И нам не втиснуть их в мозги -
Но всё ж везде от них есть штрих.

Они в движении дальних звёзд,
В биологических процессах,
И в экономики прогресса
Везде, где ждёшь их и не ждёшь.    (2)

В них отражение структуры
Пространства-времени единство:
И консерваций всех причинность,
Как внутренней архитектуры.

"е" - объясняет однородность
И сохранение движения,             (3)
"Пи" - консервацию вращения,
Как и пространства изотропность.    (4)

И факт ещё, прошу прощения
У тех, кто это уже знает:
Число то "Пи" так совпадает
Со днём рождения Эйнштейна.         (5)


1. Пи - это число, равное отношению длины окружности к ее диаметру, а е - основание натуральных логарифмов.

2. Числа Пи и е входят во множество формул в математике, физике, химии, биологии, также в экономике

3. Константа е непосредственно связана с однородностью пространства и времени, и отражает закон сохранения энергии и импульса (количества движения)
   Пи - вращательного момента (момента импульса) и отражает закон сохранения вращательного момента (момента импульса).

4. Пи связана с изотропностью пространства.

5.  3,14 =1 4 марта - международный день Пи и день рождения Эйнштейна.

6. Тождество Эйлера (иллюстрация) — известное тождество, связывающее пять фундаментальных математических констант:

   e — число е, или основание натурального логарифма,
   i — мнимая единица
   Пи — пи, отношение длины окружности к длине её диаметра,
   1 — единица, нейтральный элемент по операции умножения,
   0— ноль, нейтральный элемент по операции сложения.



КЛЮЧ К ИДЕЯМ ЭЙНШТЕЙНА

Философия А. Эйнштейна

…философские предубеждения мешают правильной интерпретации фактов даже учёным со смелым мышлением и с тонкой интуицией
       - А. Эйнштейн, Автобиография, 1949

Эйнштейн - учёный всем известен,
Нет знаменитее его.
Он как философ - интересен
И в этом ключ идей его.

По взглядам ближе он к Спинозе,
Он сознавал и признавал -
Рациональность есть в природе
И в жизни всей. Он это знал.

Всё, что разумно - то и право:
И этика, и гуманизм.
Свободе мысли там есть слава, ,
Где есть гармония и смысл.

Законы мира - объективны
И постижимые для нас,
Так как разумны, эффективны
И эстетичны в тот же час.

Любая физики теория,
Он говорил, должна иметь
Внутри эстетики гармонию
И факты объяснить суметь.

Чтоб предпосылки - минимальны,
А объяснения глубоки
Гармонии универсальной
Природы разумы штрихи.

Эстетика любой теории
Играет главную там роль.
Быть элегантной, значит более,
Чем формул замутнённых соль.

И это главная причина
Эйнштейна несогласия с Бором,
Где разумом непостижима
Теория принята вне споров.



Основные постулаты философских взглядов Эйнштейна:

•     «природа представляет собой реализацию простейших математически мыслимых элементов» («О методе теоретической физики»). ;•    «существует иная, более тонкая причина, играющая не меньшую роль, а именно — стремление к единству и простоте предпосылок теории» («Об обобщённой теории тяготения»). ;•     «вера в существование внешнего мира, независимого от воспринимающего субъекта, лежит в основе всего естествознания» («Влияние Максвелла на развитие представлений о физической реальности»).


ИНЕРЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА

Небесные тела вращаются всё по тем же орбитам, но всякий раз по другим законам.
               -  Станислав Ежи Лец


Инерциальная система:   (1)
Таков отсчёт нам Ньютон дал
Его законы непременно
Там выполняются. Он знал.

Что “относительно" движение
Эйнштейн сказал и знает свет,
Зависит лишь от точки зрения,
Что неподвижно, а что нет.

В теории мудрого Эйнштейна
Система эта не нужна -
И споры - что есть центр затейны,
Но та окончена война.

Ответ получим тот же самый
Неважно, где есть центр для нас!
Земля, Луна, иль спутник малый,
Иль Солнце.  Вот такой рассказ.

Так где, скажите, революция?
За что сожгли Джордано Бруно?
Так гравитации эволюция
Жизнь пробивала себе трудно.


(1) Инерциальная система отсчёта (ИСО) — система отсчёта, в которой все свободные тела движутся прямолинейно и равномерно, либо покоятся.




МАТЕРИЯ И ПОЛЕ

Материализм исторический признает общественное бытиё независимым от общественного сознания человечества.
            - В. И. Ленин. Материализм и эмпириокритицизм

Весь мир сегодня поделён
Между материей и полем –
Энергией её зовём,
Эйнштейн разделом тем доволен.

По уравнению его
Они равны одно другому.
И не меняя ничего –
Энергией весь мир наш полон.

Но вот загадка, парадокс,
Что на сегодня без ответа –
Один стариннейший вопрос:
«Что было до создания света?»

Всё создано из «ничего»!
С «Да будет свет», с «Большого взрыва»,
И всё, что было «до того»,
Пока никем не объяснимо.

И те, кто с верой в высший разум,
И атеисты в том равны –
Что было «до того», ни разу
Ещё никто не объяснил.

Теологи с времён Августа     (1)
И физики с недавних лет
Считают – «до того» – всё пусто,
Пространства-время тоже нет.

Законов не было, морали.
Ни гравитации, ни частиц...
Возникло всё потом.
Вначале «Ничто!» Ну как вообразить!   (2)

Возникновение энергии –
Вот нарушение основ,
Создания и исчезновения,
Того, что больше не дано!


(1) Когда у блаженного Августина спрашивали: "что было до того, как Бог создал время?" Он отвечал, что Бог создавал ад для тех, кто задает такие вопросы.

(2) Современная принятая теория, что до Большого взрыва не было вообще ничего. Получается, что Вселенная произошла из Ничего, что Ничто породило Всё!



ПУСТОТА


Нет ничего более богатого по своим возможностям, чем пустота.
    —  Станислав Лем


Загадка, тайна всей Вселенной
То, что “пространством” мы зовём.
Ответов много многомерных,
Но нет того, что все мы ждём.

Ответ нам нужен, чтоб как в песне -
Мол «широка моя страна».
И, чтоб понятно, - “все мы вместе,
Пространство - наше навсегда”!

Спросите физика, - он скажет:
«Пространство-время» - мир один.
Эйнштейн нам заварил ту кашу -
Теперь расхлебывать самим.

Что есть пространство? Это море
В Вселенной берегах крутых?
В нём звёзды плещутся в просторе,
Галактики, как рыбы-кит.

Возможно чтобы то пространство
Существовало по себе?
Планеты, звёзды, пыль, туманность...
Чтоб не маячили нигде?

Представьте - нет! Оно не может
Без массы, гравитации быть.
Не может это не тревожить -
Нам в этом мире надо жить.

Оно насыщено полями
И с гравитацией заодно.
Всё прогибается местами
Под массой звездных тел оно.

В нём рябь стоит от столкновений
Нейтронных звёзд и чёрных дыр.
Пусть длятся все одно мгновение,
Волной накроет звёздный мир. 

Простейшие вопросы часто
Ответ имеют непростой.
Оно привычно не напрасно,
Но нас пугает пустотой.



АБСУРД ИМЕЕТ СМЫСЛ

Если в первый момент идея не кажется абсурдной, она безнадежна.
        - Альберт Эйнштейн



Абсурд - довольно сложный термин,
Хоть внутренне понятен он:
Без толка парадокс, нелепен,
Противоречия закон.

Вне логики и то, что смыслом
Привыкли мы считать всегда.
Тупик без выхода для мысли…
Но не везде и не всегда!

Так привести к абсурду довод -
Приём софистов с древних пор.
Привёл и этим выдал повод
Закончить бесполезный спор.

И в математике есть метод,
Как в доказании теорем -
Решение абсурдно в этом
Понятно и доступно всем.

Но всё зависите от системы
И что завёлся “здравый смысл”,
Лишь измени отсчёт и веру, -
Абсурд откроет новый мир.

То, что абсурдом раньше было,
(Коперник, Галилей, Эйнштейн)
Сегодня - мудрость, знания, сила
Источник множества идей. 

Абсурдно жить с сознанием смерти,
Мы ищем смыслы бытия,
Шекспира как и Кафку свертьте -
Вопросы не придумал я,.

Абсурдным вижу мир сегодня -
Где жизни нашей грош цена.
Мы ближе к преисподни сходням,
Как только носит нас Земля?


МАССА ВСЕЛЕННОЙ

Неограниченность - не бесконечно!
Хоть нет границ, предел же дан.
Шар - без границы есть конечный,
Его объём - известен нам.

Примерно так и со Вселенной -
Неограниченно ничем:
Конечна ли, как шар примерный,
Иль бесконечная совсем?

Ответ нам даст Вселенной масса,
Вернее плотность у неё.
На кубометр протонов наших
Всего лишь шесть дано всего.

По формуле Эйнштейна умной
Энергию можно подсчитать,
А также массу, пусть безумна,
Вселенной той, что можем знать. 

Там в килограммах выйдет степень,
А в ней нулей за пятьдесят!
Вселенная так много весит,
Хоть безгранична, говорят.



Астрономы подсчитали среднюю плотность Вселенной: она эквивалентна массе шести протонов на кубический метр.

Если плотность умножить на объем пространства, откуда свет уже успел дойти до наземных наблюдателей за 13,8 млрд лет (во столько сейчас оценивается возраст Вселенной), мы получим 10 в 53  степени кг — единицу с 53 нулями




ГОРИЗОНТ СОБЫТИЙ

Горизонты представляют собой заранее очерченные потенциальности.
        —  Эдмунд Гуссерль


У Ньютона есть гравитация,
Как притяжение разных тел.
Есть те, кто верит в левитацию,
Но есть для них один предел.

Допустим, больше наше Солнце 
Так раз в пятьсот - вот тот предел
Где свету не "пробить оконце”
И мир бы сразу потемнел.

Впервые “Чёрная дыра”
Была отмечена в науке.
Эйнштейна не пришла пора
Простой расчёт просился в руки.

Теперь расчётов очень много
Определения тех границ.
У физиков даётся строго…
А в жизни нет таких страниц.



 Для тела с радиусом в 500 солнечных радиусов и с плотностью Солнца вторая космическая скорость на его поверхности будет равна скорости света. Таким образом, свет не сможет покинуть это тело, и оно будет невидимым. 
Из письма Джона Митчелла Королевскому Обществу в 1784 году

Чёрная дыра — область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер — гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда.



ЧТО ТАКОЕ ЭНЕРГИЯ

„Энергия любит материю, но изменяет ей с пространством во времени.“
—  Славомир Врублевский


По мудрой квантовой теории
Частицы те, что строят мир -
Материи первичной "дольки"
К материи и не близки!

Они волной к нам прилетают
И в тех же волновых полях,
Где и энергия бывает...
Они энергии родня.

Известна формула Эйнштейна,
Где скорость света есть звеном -
Материя и есть энергия!
Энергетично всё кругом!

И мысли излучают волны -
Опять с энергией есть связь!
Но что Энергия такое?
Лишь слов физическая вязь?

Энергия равна по сути
Способности, что вам дана -
Потенциальная до жути
И кинетически сильна.

Энергию никто не видел!
Работу, мощность - это да.
Энергия похоже символ
Другой сегодня, чем вчера.

И в чём её не измеряют:
И в "эргах", в килловатт-часах,
В каллориях - мы это знаем,
И в джоулях и в "лошадях"   

Её придумал Аристотель,
Ей Лейбниц труд свой посвятил,
Максвелл держал её в почёте,
Эйнштейн её боготворил.

Сказал всех лучше Ричард Фейнман   
Известный гений наших лет -
Энергия - приём удобный
Для уравнений. В жизни - нет.



(1). "Существует факт, […] управляющий всеми явлениями природы, всем, что было известно до сих пор. Исключений из этого закона не существует; насколько мы знаем, он абсолютно точен. Название его — сохранение энергии.  […]
Это отнюдь не описание механизма явления или чего-то конкретного, просто-напросто отмечается то странное обстоятельство, что можно подсчитать какое-то число и затем спокойно следить, как природа будет выкидывать любые свои трюки, а потом опять подсчитать это число — и оно останется прежним."
         -  Ричард Фейнман.

(2)  1 Еh = 1.62 * 10-24 лошадиных сил*час

Энергия Хартри (обычно обозначаемая Eh) — атомная единица энергии, названная в честь английского математика и физика Дугласа Хартри.
Энергия Хартри равна абсолютному значению электрической потенциальной энергии атома водорода в основном состоянии.



ДО ЭЙНШТЕЙНА

Мир был стабилен до Эйнштейна
Для тех, кто верил в интеграл,
Наука все могла, умела,
Век девятнадцатый все знал.

Прогресс науки был бесспорен -
Какую область не возьми
Был новый путь тогда проторен
Открытий хоть прудом пруди.

Был инженер подобен богу
Мог мост иль домну рассчитать,
Была железная дорога
Огромный шаг, что не отнять.

Индустриальный век прогресса,
Век пара. Химии прогресс:
Таблицу создал Менделеев,
Мы до сих пор не можем без.

Век электричества, моторов,
И Эдисона, Теслы век...
Был век фантастов, фантазеров -
Всесилен был там человек.

Вдруг появляется Эйнштейн
На перекрестке двух столетий,
Какой-то неизвестный клерк
И мир науки весь изменен.

Мы знаем больше, опыт ценен,
Но велика была цена:
Ни в чем никто уж не уверен
Мир - относительность сама.



ЭПИЛОГ

Есть только одно благо — знание, и только одно зло — невежество.
                - Сократ

Совсем недавно, как вчера
Сказал сосед мой, алкоголик:
Эйнштейн какой-то (точно враг)
С Ньютоном нашим вроде спорил.

Что?  Как не наш?  Не из Рязани?
Как англичанин? Врёте, нет?
Его еще Исааком звали?
Не дочитал в календаре!

Ну всё равно - тот, кто чужой нам,
По духу, крови и вообще...
Сказал, что Время и Пространство
Все "Относительно" везде.

Сказал, что если очень быстро
На тачке скорость света взять,
То время вдруг остановится!
Где совесть братцы? Так солгать!

Ещё был разговор о кварках,
Материи темной, всей в пороке.
Но я все думал о пространстве
И времени. А я был в шоке.

Привык я слушать глас народа
В отдельно выбранной стране -
Пространство - наше! Время - тоже!
Вот эта физика по мне!

Я ждал все время коммунизма,
(Торжественно обещан был),
Теперь понятно, кто марксизму
Пространство-время изменил.

Ну я конечно не сдержался,
Сказал о носе, о родне,
О том как били их на Калке,
На Чудском и Бородине.

Ах, как не их?  Другие были?
Но всё равно, я будь не я...
И под конец меня "убили" -
Сказали - круглая Земля???