Механика наука о: Недопустимое название | Наука | Fandom

Техническая механика – наука о механическом движении и взаимодействии материальных тел.



Механика – это наука о механическом движении и взаимодействии материальных тел.

Техническая механика является одним из разделов Механики, в котором изучаются законы движения тел и общие свойства этих движений.
На основе этих закономерностей разработаны методы и приемы технической механики, позволяющие конструировать сооружения, механизмы и машины, а также производить практические расчеты различных технических и строительных конструкций на прочность, устойчивость, жесткость, т. е. – на работоспособность в заданном интервале нагрузок.

Учебная дисциплина “Техническая механика”, изучаемая студентами Каменского агротехнического техникума в пределах рабочих программ для технических специальностей, включает следующие разделы:

• Теоретическая механика
• Сопротивление материалов
• Детали и механизмы машин

Изучение каждого последующего раздела Технической механики для техникумов предполагает знание обучающимся предыдущих разделов, а также базовые знания по общеобразовательным дисциплинам – математике, геометрии, физике.

***

Теоретическая механика

Раздел “Теоретическая механика” состоит из подразделов:

• Статика
• Кинематика
• Динамика

“Статика” является частью Теоретической механики, изучающей условия, при которых тело находится в равновесии. При этом равновесием считается такое состояние тела, когда оно находится в покое или движется прямолинейно и равномерно.
Методы и приемы, применяемые для решения задач Статики, позволяют определить внешние силовые факторы, благодаря которым тело находится в состоянии равновесия, т. е. по известным значениям внешних сил или моментов, приложенных к телу, осуществить расчет неизвестных силовых факторов (сил, моментов), воздействующих на данное тело.

Выполнение таких расчетов необходимо для осуществления оценки работоспособности конструкций различных сооружений или механизмов при помощи методов и приемов, применяемых в науке “Сопротивление материалов”.

“Кинематика” является частью Теоретической механики, и изучает законы движения материальных тел без учета силовых факторов, вызывающих это движение, т. е. с геометрической точки зрения.

Задачи Кинематики сводятся к определению положения тела в пространстве относительно какой-либо системы отсчета в определенный момент времени или через временной промежуток.
Методы и приемы, применяемые при решении задач Кинематики, позволяют производить кинематические расчеты сложных механизмов машин, в которых отдельные детали и узлы совершают относительные перемещения при работе.

“Динамика”, в отличие от Кинематики, изучает законы движения материальных тел с учетом силовых факторов, вызывающих это движение.

Методы и приемы, применяемые в Динамике, позволяют производить расчеты движения и перемещения деталей, узлов и механизмов машин, вызываемых приложенными нагрузками и реакциями.

***



Сопротивление материалов

“Сопротивление материалов” – наука о прочности и деформируемости материалов и элементов строительных и технических конструкций.
Применение методов и приемов Сопротивления материалов позволяет осуществлять расчет технических и строительных конструкций на прочность, жесткость и устойчивость в заданном рабочем режиме.

Изучение этого раздела Технической механики невозможно без знания основ раздела “Статика” курса Теоретической механики.

***

Детали и механизмы машин

Раздел “Детали и механизмы машин” является прикладным разделом Технической механики. Он изучает возможность практического применения методов и приемов Теоретической механики и Сопротивления материалов при конструировании и проектировании машин, механизмов, сооружений и других инженерных конструкций.

Структура раздела “Детали машин” складывается из составных частей, включающих основные понятия о надежности и работоспособности машин и механизмов, классификацию видов соединений деталей, их свойства и особенности с точки зрения сопротивления материалов, типы и виды механизмов (муфты, опоры, передачи, редукторы и т.

п.), а также изучение методов расчета соединений и механизмов по основным критериям работоспособности.

В высших технических учебных заведениях разделы “Сопромат” и “Детали машин” выделены в отдельные предметы, изучаемые студентами по углубленным программам. Обучающимся техническим специальностям среднего профессионального образования (СПО) эти предметы обычно преподаются по упрощенным программам и объединяются в разделы общего курса Технической механики.

Билеты для проверки усвоения знаний при промежуточной аттестации по разделу “Детали машин” можно скачать здесь (документ в формате

Word, 600 кБ)

***

Методические рекомендации и контрольные задания для студентов заочных отделений технических и машиностроительных специальностей:

• Методические материалы
• Контрольная работа № 1
• Контрольная работа № 2
• Приложения (схемы редукторов)

Примечание: Документы размещены в формате Word, и могут быть сохранены на компьютере или распечатаны на принтере.

Экзаменационные вопросы по Технической механике для студентов:

• Группа Мз второй курс заочного отделения
• Группа М второй курс очного отделения
• Группа ТО второй курс очного отделения

Примеры решения задач Технической механики

Тестовые задания для самопроверки знаний

***

Статика – основные положения

Сопротивление материалов – Сопромат



Главная страница

• Страничка абитуриента

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71
  

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК. 01.01. «Устройство автомобилей»
•    Карта раздела
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Определение механики; ее место среди других наук; подразделения механики

Механика (от греческого m h c a n i c h – мастерство, относящееся к машинам; наука о машинах) – наука о простейшей форме движении материи – механическом движении, представляющем изменение с течением времени пространственного расположения тел, и о связанных с движением тел взаимодействиях между ними. Механика исследует общие закономерности, связывающие механические движения и взаимодействия, принимая для самих взаимодействий законы, полученные опытным путем и обосновываемые в физике. Методы механики широко используются в различных областях естествознания и техники.

Механика изучает движения материальных тел, пользуясь следующими абстракциями:

1) Материальная точка, как тело пренебрежимо малых размеров, но конечной массы. Роль материальной точки может играть центр инерции системы материальных точек, в котором при этом считается сосредоточенной масса всей системы;

2) Абсолютно твердое тело, совокупность материальных точек, находящихся на неизменных расстояниях друг от друга. Эта абстракция применима, если можно пренебречь деформацией тела;

3) Сплошная среда. При этой абстракции допускается изменение взаимного расположения элементарных объемов. В противоположность твердому телу для задания движения сплошной среды требуется бесчисленное множество параметров.

К сплошным средам относятся твердые, жидкие и газообразные тела, отражаемые в следующих отвлечённых представлениях: идеально упругое тело, пластичное тело, идеальная жидкость, вязкая жидкость, идеальный газ и другие. Указанные отвлечённые представления о материальном теле отражают действительные свойства реальных тел, существенные в данных условиях.

Соответственно этому механику разделяют на:

• механику материальной точки;

• механику системы материальных точек;

• механику абсолютно твердого тела;

• механику сплошной среды.

Последняя в свою очередь подразделяется на теорию упругости, гидромеханику, аэромеханику, газовую механику и другие (см. Приложение).

Термином “теоретическая механика” обычно обозначают часть механики, занимающуюся исследованием наиболее общих законов движения, формулировкой её общих положений и теорем, а также приложением методов механики к изучению движения материальной точки, системы конечного числа материальных точек и абсолютно твердого тела.

В каждом из этих разделов, прежде всего, выделяется статика, объединяющая вопросы, относящиеся к исследованию условий равновесия сил. Различают статику твердого тела и статику сплошной среды: статику упругого тела, гидростатику и аэростатику (см. Приложение). Движение тел в отвлечении от взаимодействия между ними изучает кинематика (см. Приложение). Существенная особенность кинематики сплошных сред заключается в необходимости определить для каждого момента времени распределение в пространстве перемещений и скоростей. Предметом динамики являются механические движения материальных тел в связи с их взаимодействиями.

Существенные применения механики относятся к области техники. Задачи, выдвигаемые техникой перед механикой, весьма разнообразны; это – вопросы движения машин и механизмов, механика транспортных средств на суше, на море и в воздухе, строительной механики, разнообразных отделов технологии и многие другие. В связи с необходимостью удовлетворения запросов техники из механики выделились специальные технические науки. Кинематика механизмов, динамика машин, теория гироскопов, внешняя баллистика (см. Приложение) представляют технические науки, использующие методы абсолютно твердого тела. Сопротивление материалов и гидравлика (см. Приложение), имеющие с теорией упругости и гидродинамикой общие основы, вырабатывают для практики методы расчёта, корректируемые экспериментальными данными. Все разделы механики развивались и продолжают развиваться в тесной связи с запросами практики, в ходе разрешения задач техники.

Механика как раздел физики развивался в тесной взаимосвязи с другими её разделами – с оптикой, термодинамикой и другими. Основы так называемой классической механики были обобщены в начале XX в. в связи с открытием физических полей и законов движения микрочастиц. Содержание механики быстродвижущихся частиц и систем (со скоростями порядка скорости света) изложены в теории относительности, а механика микродвижений – в квантовой механике.

Чем хороша квантовая механика?

Что может быть страннее квантовой механики? Эта физическая структура отвечает за множество причудливых явлений — теоретические кошки, которые одновременно мертвы и живы, частицы, находящиеся на расстоянии километров друг от друга, которые, тем не менее, могут мгновенно общаться, и нерешительные фотоны, которые каким-то образом движутся в двух направлениях одновременно.

Но он также отвечает за технологические достижения, которые делают возможной современную жизнь. Без квантовой механики не было бы транзистора, а значит, и персонального компьютера; нет лазера и, следовательно, нет проигрывателей Blu-ray. Джеймс Какалиос, профессор физики Миннесотского университета, хочет, чтобы люди поняли, насколько квантовая механика влияет на нашу повседневную жизнь, но для этого люди должны сначала понять квантовую механику.

Какалиос намеревается решить обе задачи в The Amazing Story of Quantum Mechanics (Gotham Books, 2010), доступном, в основном не содержащем математики трактовке одной из самых сложных тем в науке. Чтобы оживить сюжет, автор вкрапляет иллюстрации и аналогии из рассказов Бака Роджерса и других классических научно-фантастических рассказов. Мы поговорили с Какалиосом о его новой книге, о том, что стало возможным благодаря квантовой механике, и о том, как ранние научно-фантастические представления о будущем сравниваются с настоящим, каким мы его знаем.

[ Отредактированная стенограмма интервью следует за .]

Является ли целью этой книги раскрыть этот мир квантовой механики, который люди находят таким загадочным, и показать, что он повсюду?
Вот так. На самом деле введение так и называется: «Квантовая физика?

Есть много прекрасных книг по истории и философским основам квантовой механики. Но мало кто говорил о полезности квантовой механики. Да, у науки странные идеи, и это может сбивать с толку. Но одна из самых удивительных вещей в квантовой механике заключается в том, что вы можете использовать ее правильно и продуктивно, даже если она вас смущает.

Во введении я излагаю то, что я называю «взглядом рабочего» на квантовую механику, и показываю, как, если принять на веру три странные идеи: свет — это фотон; что материя имеет волновую природу, связанную с ее движением; и что всему, свету и материи, присущ собственный угловой момент или вращение, которые могут иметь только дискретные значения — оказывается, тогда вы можете увидеть, как работают лазеры. Вы можете увидеть, как работает транзистор, или жесткий диск вашего компьютера, или магнитно-резонансную томографию — множество технологий, которые мы принимаем как должное и которые во многом определяют нашу жизнь.

До появления транзисторов были компьютеры; они использовали электронные лампы в качестве логических элементов. Чтобы сделать более мощный компьютер, нужно было иметь больше электронных ламп. Они были большими, выделяли много тепла, были хрупкими. Вы должны были сделать комнату и компьютер очень большими. Итак, если бы вы использовали электронные лампы, только у правительства и нескольких крупных корпораций были бы самые мощные компьютеры. У вас не было бы миллионов из них по всей стране. Не было бы смысла цеплять их всех вместе в Интернет, и не было бы Всемирной паутины.

Прекрасным аспектом этого является то, что ученые, разработавшие его, не пытались сделать сотовый телефон; они не пытались изобрести проигрыватель компакт-дисков. Если бы вы пришли к Шрёдингеру в 1926 году и сказали: «Отличное уравнение, Эрвин. Для чего оно нужно?» Он не скажет: «Ну, если вы хотите хранить музыку в компактном цифровом формате…»

Но без любопытного понимания того, как ведут себя атомы, как они взаимодействуют друг с другом и как они взаимодействуют с света, мир, в котором мы живем, был бы совершенно другим.

Итак, возьмем один пример: как квантовая механика делает лазер возможным?
Одно из самых основных следствий квантовой механики состоит в том, что существует волна, связанная с движением всего вещества, включая электроны в атоме. Шрёдингер вывел уравнение, которое гласило: «Вы скажите мне силы, действующие на электрон, и я могу сказать вам, что делает его волна в любой точке пространства и времени». А Макс Борн сказал, что, манипулируя волновой функцией, разработанной Шредингером, можно определить вероятность обнаружения электрона в любой точке пространства и времени. Отсюда получается, что электрон может иметь только определенные дискретные энергии внутри атома. Это было обнаружено экспериментально; это источник знаменитого линейчатого спектра, который демонстрируют атомы и который объясняет, почему неоновые огни красные, а натриевые уличные фонари имеют желтый оттенок. Это связано с линейчатыми спектрами их соответствующих элементов.

Но иметь фактическое понимание того, откуда берутся эти дискретные энергии — что электроны и атомы могут иметь только определенные энергии и никакие другие — это одна из самых удивительных вещей в квантовой механике. Это как если бы вы вели машину по гоночной трассе, и вам разрешено двигаться только со скоростью, кратной 10 милям в час. Когда вы берете это и соединяете множество атомов вместе, все эти энергии расширяются в полосу возможных энергий.

Я использую аналогию: у вас есть зрительный зал с оркестром внизу и балконом наверху. То есть, чтобы выйти из оркестра на балкон, нужно поглотить какую-то энергию, чтобы из оркестра попасть на балкон. Теперь, если все места в оркестре заняты, и вы хотите пересесть с одного места на другое, вы не сможете никуда пойти, если не поглотите немного энергии и не подниметесь на балкон, где есть свободные места и вы можете передвигаться. . Что происходит в лазере, так это то, что у вас есть небольшой мезонин прямо под балконом. Тебя повышают до балкона, но потом ты падаешь и садишься на антресоли. И в конце концов, когда мезонин заполняется, в оркестре, откуда вы пришли, появляется куча свободных мест.

Одного человека выталкивают из мезонина, и из-за того, как они разговаривают друг с другом, они все уходят одновременно. Они высвобождают энергию, когда падают с мезонина в оркестр, и эта энергия находится в форме света. Поскольку все они исходят из одного ряда сидений в мезонине, весь свет имеет одинаковый цвет. Поскольку все они пошли одновременно, все они когерентно совпадают по фазе. И если у вас их много в мезонине, вы можете получить очень интенсивный пучок одноцветного света. Это лазер.

И так же, как Шредингер не мог знать, для чего будет использоваться его уравнение, то же самое можно было сказать и о лазере, который теперь позволяет нам иметь CD, DVD и многое другое.
То же самое и с транзистором. Сначала он был разработан для усиления радиосигналов, и у вас были транзисторные радиоприемники, которые заменили использовавшиеся электронные лампы. Теперь они также используются как логические элементы, 1 и 0. Если вы подаете напряжение на транзистор, вы можете в основном открыть или закрыть затвор и позволить электронам течь через него или сделать его очень трудным для электронов. Итак, у вас есть два различных текущих состояния, высокое и низкое, которые вы можете назвать 1 или 0. Вы можете комбинировать их хитрым образом, чтобы выполнять логические операции с 1 и 0. Вы можете кодировать информацию. Вы можете разработать язык единиц и нулей и манипулировать ими таким образом.

И опять же, я не думаю, что это было первой мыслью людей, разработавших транзистор. Посмотрите на все, что он принес. В обычной больнице, вероятно, больше транзисторов, чем звезд в галактике Млечный Путь, если подумать обо всех компьютерах и всех электронных устройствах, которые мы используем только для медицинских целей. Так что это действительно изменило жизнь очень глубоким образом.

Настоящие супергерои науки — это небольшая горстка людей, которые знали, что меняют физику, но я не думаю, что они осознавали, что они также меняют будущее.

Один из способов сделать эту книгу живой и доступной — использовать анекдоты из ранней научной фантастики. Насколько хорошо сбылись эти прогнозы?
Главная проблема в том, что они верили, что грядет революция в энергетике, которая приведет к реактивным ранцам, лучам смерти и летающим автомобилям. Но то, что мы получили, было революцией в информации. Этот информационный век, конечно же, возник благодаря полупроводникам и физике твердого тела, которые стали возможными благодаря квантовой механике.

Многие из этих вещей восходят к транзисторам и полупроводникам. На ваш взгляд, это самый большой фундаментальный скачок, который позволила нам сделать квантовая механика?
Даже больше. Выяснив, каковы были фундаментальные правила, регулирующие взаимодействие атомов друг с другом и как они взаимодействуют со светом, вы также получили фундаментальное понимание химии. Есть причина, по которой атомы расположены именно так, как они расположены в периодической таблице элементов, и она естественным образом вытекает из уравнения Шредингера, если добавить к нему принцип запрета Паули. Существует действительно глубокое понимание того, почему мир такой, какой он есть.

Можете ли вы представить себе жизнь в мире до появления квантовой механики?
Мы принимаем все эти вещи как должное. Это как в клипе Louis C.K. YouTube — все замечательно и никто не счастлив.

«Квант» часто используется как ярлык для вещей, которых мы не понимаем, и мы часто отбрасываем ряд явлений в расплывчатую категорию «квантовой странности». Это то, что вы хотели бы, чтобы рассеялись?
Я бы. Он слишком часто используется как универсал. Предложение странных и противоречащих интуиции идей для объяснения наблюдений, разработка следствий этих идей и их дальнейшая проверка, а затем, если они согласуются с реальностью, их принятие — не уникальное явление для квантовой механики. Это то, что мы называем физикой.

Кроме того, поскольку квантовая механика имеет репутацию странной, она слишком часто используется в качестве оправдания вещей, которые не имеют ничего общего с квантовой механикой. Существует выражение «квантовое увлечение», когда люди берут личную философию, например силу позитивного мышления или позволяют улыбке быть вашим зонтиком, и каким-то образом прикрепляют к ней квантовую механику, чтобы попытаться придать ей научный характер.

И заработать на этом много денег.
Ага. Мне кажется, что это на том же уровне, что и использование математической теории узлов или топологии для оправдания скрещивания пальцев, когда вы загадываете желание. Он имеет примерно столько же актуальности и оправдания.

ОБ АВТОРАХ

Джон Мэтсон — бывший репортер и редактор Scientific American , который много писал об астрономии и физике. Подписывайтесь на Джона Мэтсона в Твиттере

Что общего между Богом, квантовой механикой и сознанием

Когда мне было 20, у меня был блестящий, очаровательный друг, образованный по плющу, богатый и наследник семейного состояния. Я назову его Галлахер. Он мог делать все, что хотел. Он экспериментировал, увлекаясь нейробиологией, юриспруденцией, философией и другими областями. Но он был настолько критичен, что придирчивый, что он так и не остановился на карьере. Ничто не было достаточно хорошим для него. По той же причине он так и не нашел любви. Он также пренебрежительно относился к выбору своих друзей, настолько, что оттолкнул нас. Он оказался горьким и одиноким. По крайней мере, это мое предположение. Я не разговаривал с Галлахером уже несколько десятилетий.

Есть такая вещь, как быть слишком разборчивым, особенно когда речь идет о таких вещах, как работа, любовь и еда (даже самый привередливый едок должен съесть что-то ). Это урок, который я извлек из Галлахера. Но когда дело доходит до ответов на большие загадки, большинство из нас недостаточно разборчивы. Мы останавливаемся на ответах по плохим причинам, например, потому что в это верят наши родители, священники или профессора. Мы думаем, что нам нужно верить что-то, но на самом деле нет. Мы можем и должны решить, что ни один из ответов не является достаточно хорошим. Мы должны быть агностиками.

Некоторые путают агностицизм (незнание) с апатией (безразличие). Возьмем Фрэнсиса Коллинза, генетика, который руководит Национальным институтом здоровья. Он набожный христианин, который верит, что Иисус творил чудеса, умер за наши грехи и воскрес из мертвых. В своем бестселлере 2006 года « Язык Бога , » Коллинз называет агностицизм «отговоркой». Когда я брал у него интервью, я сказал ему, что я агностик и возражаю против «отговорки».

Коллинз извинился. «Это было оскорбление, которое не должно применяться к искренним агностикам, которые рассмотрели доказательства и до сих пор не находят ответа», — сказал он. «Я реагировал на агностицизм, который я вижу в научном сообществе, к которому не пришли путем тщательного изучения доказательств». Я исследовал свидетельства в пользу христианства и нахожу их неубедительными. Меня также не убеждают никакие научные истории о сотворении мира, вроде тех, что изображают наш космос в виде пузыря в океанической «мультивселенной».

Люди, которыми я восхищаюсь, обвиняют меня в том, что я слишком скептичен. Один из них — покойный религиозный философ Хьюстон Смит, назвавший меня «слабоумным». Другой — мегаэксперт Роберт Райт, мой старый друг, с которым я часто спорил об эволюционной психологии и буддизме. Однажды Райт раздраженно спросил меня: «Ты не веришь во что-нибудь ?» Вообще-то я во многое верю, например, что война — это плохо и ее надо отменить.

Но когда дело доходит до теорий высшей реальности, я на стороне Вольтера. «Сомнение — неприятное состояние, — сказал Вольтер, — но уверенность — абсурд». Сомнение защищает нас от догматизма, который может легко превратиться в фанатизм и то, что Уильям Джеймс называет «преждевременным сведением счетов с реальностью». Ниже я защищаю агностицизм как позицию в отношении существования Бога, интерпретаций квантовой механики и теорий сознания. Рассматривая предполагаемые ответы на эти три загадки, мы должны быть такими же разборчивыми, как мой старый друг Галлахер.

ПРОБЛЕМА ЗЛА

Почему мы существуем? Ответ, согласно основным монотеистическим религиям, включая католическую веру, в которой я вырос, состоит в том, что нас создала всемогущая сверхъестественная сущность. Это божество любит нас, как человеческий отец любит своих детей, и хочет, чтобы мы вели себя определенным образом. Если мы будем хорошими, Он вознаградит нас. Если мы плохие, Он накажет нас. (Я использую местоимение «Он», потому что в большинстве священных писаний Бог описывается как мужчина.)

Моим главным возражением против такого объяснения реальности является проблема зла. Беглый взгляд на человеческую историю и на современный мир обнаруживает огромное страдание и несправедливость. Если Бог любит нас и всемогущ, почему жизнь многих людей так ужасна? Стандартный ответ на этот вопрос таков: Бог дал нам свободу воли; мы можем выбрать быть как плохими, так и хорошими.

Покойный великий физик Стивен Вайнберг, атеист, умерший в июле, опровергает аргумент о свободе воли в своей книге Мечты об окончательной теории . Отмечая, что нацисты убили многих его родственников во время Холокоста, Вайнберг спрашивает: Должны ли были умереть миллионы евреев, чтобы нацисты могли осуществлять свою свободную волю? Это не кажется справедливым. А как насчет детей, которые болеют раком? Должны ли мы думать, что раковые клетки обладают свободой воли?

С другой стороны, жизнь не всегда адская. Мы переживаем любовь, дружбу, приключения и душераздирающую красоту. Могло ли все это действительно произойти от случайных столкновений частиц? Даже Вайнберг признает, что жизнь иногда кажется «более красивой, чем это необходимо». Если проблема зла мешает мне верить в любящего Бога, то проблема красоты не дает мне быть таким атеистом, как Вайнберг. Отсюда и агностицизм.

ПРОБЛЕМА ИНФОРМАЦИИ

Квантовая механика — самая точная и мощная научная теория реальности. Он предсказал бесчисленные эксперименты, породил бесчисленное количество приложений. Проблема в том, что физики и философы расходятся во мнениях относительно того, что это означает, то есть что оно говорит о том, как устроен мир. Многие физики — вероятно, большинство — придерживаются копенгагенской интерпретации, выдвинутой датским физиком Нильсом Бором. Но это своего рода анти-интерпретация, которая говорит, что физики не должны пытаться понять квантовую механику; они должны «заткнуться и вычислить», как однажды выразился физик Дэвид Мермин.

Философ Тим Модлин сожалеет об этой ситуации. В своей книге 2019 года « Философия физики: квантовая теория, » он указывает, что несколько интерпретаций квантовой механики подробно описывают, как устроен мир. К ним относятся модель GRW, предложенная Гирарди, Римини и Вебером; теория пилотной волны Дэвида Бома; и гипотеза многих миров Хью Эверетта. Но вот в чем ирония: Модлин так скрупулезно указывает на недостатки этих интерпретаций, что усиливает мой скептицизм. Все они кажутся безнадежно неуклюжими и нелепыми.

Модлин не исследует интерпретации, которые превращают квантовую механику в теорию информации. Для положительного взгляда на интерпретации, основанные на информации, ознакомьтесь с Beyond Weird журналиста Филипа Болла и The Ascent of Information астробиолога Калеба Шарфа. Но, на мой взгляд, подходы к квантовой механике, основанные на информации, еще менее правдоподобны, чем интерпретации, которые анализирует Модлин. Понятие информации не имеет смысла без сознательных существ, которые посылают, получают и воздействуют на информацию.

Введение сознания в физику подрывает ее претензии на объективность. Более того, насколько нам известно, сознание возникает только у определенных организмов, просуществовавших короткий период здесь, на Земле. Так как же квантовая механика, если это теория информации, а не материи и энергии, может применяться ко всему космосу с момента Большого взрыва? Информационные теории физики кажутся возвратом к геоцентризму, который предполагал, что Вселенная вращается вокруг нас. Учитывая проблемы со всеми интерпретациями квантовой механики, агностицизм снова кажется мне разумной позицией.

ПРОБЛЕМЫ РАЗУМА И ТЕЛА

Споры о сознании еще более бурны, чем споры о квантовой механике. Как материя создает разум? Несколько десятилетий назад, казалось, возник консенсус. Философ Дэниел Деннет в своем дерзком заголовке « Объяснение сознания, » утверждал, что сознание явно возникает из нейронных процессов, таких как электрохимические импульсы в мозгу. Фрэнсис Крик и Кристоф Кох предположили, что сознание генерируется сетью нейронов, колеблющихся синхронно.

Постепенно этот консенсус рухнул, так как эмпирические доказательства нейронных теорий сознания не материализовались. Как я указывал в своей недавней книге Проблемы разума и тела , , сейчас существует головокружительное разнообразие теорий сознания. Кристоф Кох поддержал теорию интегрированной информации, согласно которой сознание может быть свойством всей материи, а не только мозга. Эта теория страдает от тех же проблем, что и информационные теории квантовой механики. Теоретики, такие как Роджер Пенроуз, получивший в прошлом году Нобелевскую премию по физике, предположили, что квантовые эффекты лежат в основе сознания, но эта теория еще более лишена доказательств, чем теория интегрированной информации.

Исследователи не могут договориться даже о том, какую форму должна принять теория сознания. Должен ли это быть философский трактат? Чисто математическая модель? Гигантский алгоритм, возможно, основанный на байесовских вычислениях? Должен ли он заимствовать понятия из буддизма, такие как анатта, учение об отсутствии «я»? Все вышеперечисленное? Ни один из вышеперечисленных? Консенсус кажется еще более далеким, чем когда-либо. И это хорошо. Мы должны быть непредубежденными в отношении наших умов.

Итак, какая разница, если она есть, между мной и Галлахером, моим бывшим другом? Мне нравится думать, что это вопрос стиля. Галлахер презирал выбор других. Он походил на одного из тех подлых атеистов, которые поносят верующих за их веру. Я стараюсь не быть догматиком в своем неверии и сочувствовать тем, кто, как Фрэнсис Коллинз, нашел ответы, которые работают для них. Кроме того, я получаю удовольствие от изобретательных теорий всего, таких как «это из битов» Джона Уилера и принцип максимального разнообразия Фримена Дайсона, даже если я не могу их принять.

Я определенно скептик. Сомневаюсь, что мы когда-нибудь узнаем, существует ли Бог, что означает квантовая механика, как материя создает разум. Я подозреваю, что эти три загадки являются различными аспектами единой непостижимой тайны, лежащей в основе вещей. Но одно из удовольствий агностицизма — возможно, самое большое удовольствие — заключается в том, что я могу продолжать искать ответы и надеяться, что откровение ждет прямо за горизонтом.

Это обзорно-аналитическая статья; мнения, высказанные автор или авторы не обязательно являются авторами Scientific American .

Дополнительная литература :

Я излагаю свое агностическое мировоззрение в двух своих последних книгах: Mind-Body Problems , , Pay007 и Attention: Sex07 и Attention 9, которые доступны бесплатно онлайн.