Небесные магниты. Природа и принципы космического магнетизма - [2]
Положение изменилось, когда наш ректор ввел межфакультетские курсы, на которых, по его замыслу, как раз и нужно было рассказывать о новых научных идеях, и так, чтобы слушатель понял сказанное и при этом не должен был окончить хотя бы три курса физфака.
Не могу сказать, что мы все были в восторге от этой идеи. Уж очень мы привыкли к мысли о том, что про физику или математику нужно говорить профессионально, а об истории искусств каждый культурный человек будет с легкостью рассуждать, развлекаясь. Не могу забыть, как в начале 1990-х мы с немецким соавтором ехали из Берлина в Бонн. У нас была возможность сделать остановку в Магдебурге, где я бывал и до этого, а он – еще нет: Германия объединилась лишь недавно. У нас возникли разногласия. Я настаивал на осмотре собора со знаменитым монументом Эрнста Барлаха, а он был уверен, что нужно смотреть музей Отто фон Гёрике, открывшего вакуум. Нам так и не удалось договориться.
Сейчас ясно, что с таким подходом убедить налогоплательщиков давать деньги на физику будет трудно. Нужно учиться говорить понятно для непрофессионалов.
Мы прочитали курс по математическому моделированию как межфакультетский. Потом стало ясно, что он полезен и нашим студентам.
В этой книге я попытался переработать содержание тех частей курса, которые рассказывал сам. Скажу честно, я не знаю, как писать такие книги, но хочу научиться.
Посмотрим, как у меня получится.
Время написать эту книгу нашлось из-за пандемии коронавируса. Пришлось уехать в глухую деревню в муромских лесах. Интернет был, но было и свободное время.
Безусловно, эта книга – не учебник физики и тем более не учебник по всем тем смежным вопросам, которые упоминаются в книге. Чтобы иметь о них представление, нужно обратиться совсем к другим книгам. Скорее это часть большой саги о жизни, из которой можно узнать, в частности, о том, как и для чего работают физики. По крайней мере, некоторые.
Введение
Мы собираемся поговорить о том, как устроена современная физика в той ее части, где существенно востребованы современные математические идеи (таких областей физики – большинство). Разумеется, мы обсудим и то, что интересно мне лично, – просто потому, что на другие темы должны говорить люди, на них специализирующиеся. Я занимаюсь магнетизмом небесных тел – в широком смысле слова. Чем же отличается эта область физики от всех прочих многочисленных областей?
Можно привести простой пример. На физическом факультете МГУ есть много разных научных групп, так или иначе изучающих магнитные явления. Регулярно – раз в несколько лет – проводится российская конференция по магнетизму. Делается много докладов, работают секции, жизнь кипит.
Удивительно, но на этой конференции не было сделано ни одного доклада по магнетизму небесных тел, включая геомагнетизм. Несмотря на то что на факультете есть отделение геофизики, где занимаются, в частности, геомагнетизмом. Один из деканов был специалистом в этой области в текущем столетии.
Среди организаторов конференции были мои однокурсники, которых я хорошо знал со студенческих лет. Я много раз говорил с ними – без всякого результата – о том, что неплохо было бы организовать на конференции секцию по космическому магнетизму.
Как говорят, nothing personal. Просто организаторы конференции не воспринимают космический магнетизм как часть науки о магнитных явлениях. Это кажется необычным, но у организаторов конференции есть свои резоны.
Наверное, в космическом магнетизме есть что-то необычное и интересное, что заслуживает обсуждения. Этому и посвящена эта книга.
Глава 1
Откуда мы знаем про магнитные поля небесных тел
Много лет назад мы с коллегами написали обзорную статью про очень конкретный вопрос из области астрономии. Статья так и называлась: «Магнетизм галактик». Она была написана по-английски, но суть дела от этого не меняется. В то давнее время интернета не было, поэтому журналы выдавали авторам оттиски статей, которые авторы могли послать по почте своим научным знакомым: приятно же, когда твоими статьями кто-то интересуется. Чтобы сообщить авторам, что кто-то не против прочитать их статью, желающий присылал им специальные открытки-запросы на оттиски. В тот раз открытки пришли, и соавторы поручили мне как самому молодому в команде пойти на почту и разослать оттиски. Открыток было много, но все какие-то странные, от знакомых астрономов вовсе ничего не пришло – наверное, они прочитали нашу статью в библиотеке (тогда люди еще ходили в научные библиотеки; я и сам ходил и хорошо это помню). Но открытки пришли из самых различных мест, совершенно не связанных с астрономией. Особенно запомнилось письмо из Каирского зоопарка – его сотрудники тоже не могли жить без магнетизма галактик.
Так я узнал о том, что вопросы космического магнетизма интересуют широкую публику. Попробуем хотя бы отчасти удовлетворить ее интерес.
У человека нет специального органа чувств, с помощью которого можно непосредственно ощущать магнитное поле. Мы судим о присутствии магнитного поля по тому, как оно действует на что-то другое, прежде всего на магнитную стрелку. Мы делаем так, если интересуемся магнитным полем прямо в том месте, где находимся сами. С небесными телами дело обстоит гораздо сложнее: мы живем только на одном небесном теле – нашей Земле. Люди уже побывали на Луне, космические аппараты достигли Марса и Венеры и пролетели в окрестностях других планет. На многих из этих космических аппаратов стояли сложные приборы – магнитометры, которые измеряли магнитное поле в той точке, где в тот момент находились. В этом смысле магнитометры похожи на магнитные стрелки. Это, безусловно, очень важные данные, но мы бы практически ничего не узнали о космическом магнетизме, если бы у астрономов не было других методов измерения (или, может быть, лучше сказать «наблюдения») магнитного поля на астрономических расстояниях.
В книге воспоминаний заслуженного деятеля науки РФ, почетного профессора СПбГУ Л. И. Селезнева рассказывается о его довоенном и блокадном детстве, первой любви, дипломатической работе и службе в университете. За кратким повествованием, в котором отражены наиболее яркие страницы личной жизни, ощутимо дыхание целой страны, ее забот при Сталине, Хрущеве, Брежневе… Книга адресована широкому кругу читателей.
Содержание антологии составляют переводы автобиографических текстов, снабженные комментариями об их авторах. Некоторые из этих авторов хорошо известны читателям (Аврелий Августин, Мишель Монтень, Жан-Жак Руссо), но с большинством из них читатели встретятся впервые. Книга включает также введение, анализирующее «автобиографический поворот» в истории детства, вводные статьи к каждой из частей, рассматривающие особенности рассказов о детстве в разные эпохи, и краткое заключение, в котором отмечается появление принципиально новых представлений о детстве в начале XIX века.
Монография впервые в отечественной и зарубежной историографии представляет в системном и обобщенном виде историю изучения восточных языков в русской императорской армии. В работе на основе широкого круга архивных документов, многие из которых впервые вводятся в научный оборот, рассматриваются вопросы эволюции системы военно-востоковедного образования в России, реконструируется история военно-учебных заведений лингвистического профиля, их учебная и научная деятельность. Значительное место в работе отводится деятельности выпускников военно-востоковедных учебных заведений, их вкладу в развитие в России общего и военного востоковедения.
Как цикады выживают при температуре до +46 °С? Знают ли колибри, пускаясь в путь через воды Мексиканского залива, что им предстоит провести в полете без посадки около 17 часов? Почему ветви некоторых деревьев перестают удлиняться к середине июня, хотя впереди еще почти три месяца лета, но лозы и побеги на пнях продолжают интенсивно расти? Известный американский натуралист Бернд Хайнрих описывает сложные механизмы взаимодействия животных и растений с окружающей средой и различные стратегии их поведения в летний период.
Немногие культуры древности вызывают столько же интереса, как культура викингов. Всего за три столетия, примерно с 750 по 1050 год, народы Скандинавии преобразили северный мир, и последствия этого ощущаются до сих пор. Викинги изменили политическую и культурную карту Европы, придали новую форму торговле, экономике, поселениям и конфликтам, распространив их от Восточного побережья Америки до азиатских степей. Кроме агрессии, набегов и грабежей скандинавы приносили землям, которые открывали, и народам, с которыми сталкивались, новые идеи, технологии, убеждения и обычаи.
«Представляемая мною в 1848 г., на суд читателей, книга начата лет за двадцать пред сим и окончена в 1830 году. В 1835 году, была она процензирована и готовилась к печати, В продолжение столь долгого времени, многие из глав ее напечатаны были в разных журналах и альманахах: в «Литературной Газете» Барона Дельвига, в «Современнике», в «Утренней Заре», и в других литературных сборниках. Самая рукопись читана была многими литераторами. В разных журналах и книгах встречались о ней отзывы частию благосклонные, частию нет…».
Почему при течении воды в реках возникают меандры? Как заставить бокал запеть? Можно ли построить переговорную трубку между Парижем и Марселем? Какие законы определяют форму капель и пузырьков? Что происходит при приготовлении жаркого? Можно ли попробовать спагетти альденте на вершине Эвереста? А выпить там хороший кофе? На все эти вопросы, как и на многие другие, читатель найдет ответы в этой книге. Каждая страница книги приглашает удивляться, хотя в ней обсуждаются физические явления, лежащие в основе нашей повседневной жизни.
В книге собраны 181 задача, 50 вопросов и 319 тестов с ответами и решениями. Материал в основном новый, но включает наиболее удачные задания из предыдущих изданий. В целом это не очень сложные, но «креативные» задачи, раскрывающие разные стороны современной астрономии и космонавтики и требующие творческого мышления и понимания предмета. Основой для некоторых вопросов стали литературные произведения, в том числе научно-фантастические повести братьев Стругацких. Работа с этой книгой делает знания по астрономии и космонавтике активными, что важно для будущих ученых и инженеров, а также преподавателей физики и астрономии.
Почему мы помним? Как мы забываем? И что же такое память, в конце концов? Отвечая на эти и другие вопросы, умная и веселая книга «Это мой конёк» позволяет нам по-новому увидеть одну из самых поразительных человеческих способностей. Две сестры из Норвегии, нейропсихолог и известная писательница, искусно вплетают в повествование историю, науку и собственные исследования, открывая перед читателем захватывающую панораму понимания памяти — от эпохи Возрождения и открытия гиппокампа, напоминающего по форме морского конька, до нашего времени. В свете самых актуальных научных идей XXI века показана роль различных отделов мозга, причины забывания детских воспоминаний и трудностей с памятью при стрессе и депрессивных состояниях.
Карло Ровелли – итальянский физик-теоретик, специалист в области квантовой гравитации, автор нескольких научно-популярных книг. В “Сроке времени” он предлагает неожиданный взгляд на такой, казалось бы, привычный нам всем феномен, как время. Время, утверждает он, не универсальная истина, а иллюзия, это просто наше ощущение последовательности событий, их причинно-следственных связей. Время есть форма нашего взаимодействия с миром. Тайна времени, вероятно, в большей степени связана с тем, что такое мы сами, чем с тем, что такое космос.