Главная
Про науку про физику: Физика как наука

Про науку про физику: Физика как наука

Просто физика – Телеканал “Наука”

    • Живое
    • Эволюция сегодня

    Исследование: собаки Чернобыля генетически отличаются от других собак мира

    • Устройство человека

    Биологи: поведение матери в первый год жизни младенца влияет на работу генов ребенка

    • Внеземное

    Найдены доказательства того, что на Энцеладе могут быть теплые источники

    • Будущее уже здесь
    • Кибервсё

    Новый шлем дополненной реальности позволяет видеть скрытые предметы

    • Космическая гонка

    Американский корабль Crew Dragon успешно пристыковался к МКС

  • Shutterstock

    ChatGPT прошел тест по теории разума и показал уровень 9-летнего ребенка

  • Shutterstock

    Кто считает себя умнее — мужчины или женщины: исследование

  • NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology) and R. Bezanson (University of Pittsburgh). Image processing: Alyssa Pagan (STScI)

    Новое фото «Уэбба»: 50 000 галактик «под крышкой» скопления Пандоры

  • Simone Giovanardi/Bruce Museum

    Палеонтологи открыли новый вид ископаемых пингвинов — птичка оказалась гигантской

  • ААНИИ

    Российские ученые извлекли из ледника в Антарктиде лед возрастом миллион лет

Хотите быть в курсе последних событий в науке?

Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку

Ваш e-mail

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Плеер

Доктор физико-математических наук Сергей Макаров рассказал о том, почему физика – это наука наук – Новости

Сергей Викторович Макаров – доцент кафедры общей и экспериментальной физики ФТФ АлтГУ. За добросовестный труд и высокие результаты в научной деятельности Сергей Викторович неоднократно удостаивался благодарственных писем и почетных грамот – в его портфолио более ста научных публикаций, а также десяток патентов. В интервью «ЗН» ученый рассуждает о том, почему физика – это наука наук, как переменилась социальная парадигма, и где могут работать физики XXI века.

– Физика – наука всеобъемлющая, она выявляет общие закономерности явлений природы. Эрнест Резерфорд даже говорил, что науки делятся на две группы: на физику и собирание марок. Насколько справедливо это высказывание?

– Есть такой предмет – квантовая механика. Еще когда я учился в университете, наш преподаватель всегда говорил, что эта дисциплина должна быть и на гуманитарных курсах тоже, чтобы люди знали, как устроен этот мир, осознавали, насколько он сложен. Ведь это касается всех нас, независимо от того, физик вы или лирик: закономерности природы едины, а физика обнаруживает и описывает их.

Но в чем принципиальное отличие между нами, физиками, и лириками? Мы изучаем природные явления, процессы, объекты, измеряя их. Если обратиться к хрестоматийному определению, то измерение – это познавательный процесс, заключающийся в сравнении изучаемой физической величины с ее эталоном. То есть мы ставим эксперименты, чтобы получить конкретные результаты и соотнести их с тем, что должно быть на самом деле. Только так, путем экспериментов, можно накопить достоверные знания о мире. Принципы экспериментального подхода отражены в двух наших «библиях» – книгах «Метрология» и «Статистическая обработка экспериментальных результатов». Поэтому физика, действительно, наука всеобъемлющая. Даже сейчас, когда она в значительной степени использует аппарат математики, физика остается самой собой. Кроме того – вспомните первых философов. Они были естествоиспытателями, то есть проходили путь экспериментаторов, познавали мир, накапливали мудрость и уже тогда приобретали, так скажем, право рассуждать о высших материях.
Уже в то время физика, не будучи собственно наукой, заявила о себе как об основополагающем учении. В общем, да, Резерфорд прав: науки делятся на две группы: на физику и… (смеется).

– Известно, что великими не рождаются, а становятся. XX век подарил миру сотню гениальных ученых. Альберт Эйнштейн, Макс Планк, Энрико Ферми, Петр Капица… Откуда в них, так скажем, неукротимая созидательная энергия, и почему сейчас, в XXI веке, – застой в мировой науке?

– Не могу сказать, что сейчас застой в мировой науке. Открытия продолжаются, нам еще есть что изучать и над чем экспериментировать. Но вы верно заметили, что пик развития научного физического знания пришелся на прошлый и позапрошлый века, когда сложились благоприятные социально-политические условия. Если говорить про события прошлого века, то значительные успехи в научно-техническом плане были достигнуты благодаря двухполярной системе. С одной стороны – советский режим с его точными расчетами и планированием, ориентацией государства на научный прогресс, а с другой – режим капиталистический, со всеми концернами и частными финансовыми вливаниями, поддержкой истеблишмента.

Сыграли свою роль и неуемный исследовательский энтузиазм, и гонка вооружений… Пожалуй, гонка вооружений была решающим фактором: необходимость развития военно-промышленного комплекса подстегивала физиков, стимулировала новые открытия и достижения. Сегодня же парадигма кардинально переменилась, общество потребления диктует свои правила. Вот и получается, что рынок определяет сознание: быть ученым сегодня не только трудно, но и не всегда выгодно с экономической точки зрения. Однако здесь есть некий парадокс. Вас интересовало, почему нам все время навязывают новые товары, вынуждают приобретать их? Все просто: это один из механизмов активизации научных разработок, когда ученые тратят время на создание очередной версии смартфона или холодильника. То есть научный подход, особенно в естественных науках, в наше время поставлен на экономические рельсы, которые и определяют траекторию исследований. Поменялся вектор развития, а с ним – и научные изыскания. Но это не повод для пессимизма. Фундаментальные исследования продолжаются, та же астрофизика полна белых пятен.
Ученые, как и прежде, делают наш мир лучше, проливают свет на многие, не известные ранее явления.

– На физико-техническом факультете АлтГУ работают около пятидесяти физиков. Одни занимаются вычислительной техникой и электроникой, другие ведут прикладные исследования, анализируют информационные системы, третьи «бороздят» просторы Вселенной. А чем занимается кафедра общей и экспериментальной физики?

– На нашей кафедре два ключевых направления: первое – физическое материаловедение и второе – медицинская физика. В рамках первого направления мы изучаем металлические и интерметаллические пленки, пленки углеродные алмазоподобные, детонационные наноалмазы. Из них делают полупроводники, покрытия, которые применяют как в IT-сфере, так и в военной промышленности. Основной метод, который мы используем, – метод акустической эмиссии: он проверяет состояние металлов и сплавов. Мы совершенствуем его совместно с Лабораторией контроля качества материалов и конструкций (Институт физики прочности и материаловедения СО РАН.

Прим. автора). Уже получили фундаментальный результат: зафиксировали акустический волновой эффект корреляции и активации элементарных деформационных сдвигов. Проще говоря, это эффект, который, как твердая рука, сминает металлы и сплавы будто пластилин, задает им нужную нам форму. В рамках же второго направления мои коллеги анализируют влияние лазерного излучения на биологические ткани и жидкости, изучают обратимые деформационные свойства никелида титана – материала, из которого изготавливают медицинские приборы. Вихретоковый метод, применяемый коллегами, отслеживает концентрацию содержания сахара в крови без ее забора у пациента, диагностирует свойства материалов. Кроме того, у факультета есть договор о научном сотрудничестве с Институтом геологии и минералогии СО РАН. Согласно нему мы проводим исследования структурного состояния кристаллов алмаза, синтезированного в условиях высоких термобарических параметров; выявляем физико-механические свойства метеоритного, или импактного, алмаза.
Отмечу, во многих серьезных научных проектах участвуют наши студенты-физики, а лабораторные практикумы на старших курсах, по сути, – продолжение факультетской научно-исследовательской работы. К слову, соавторы очередного патента «Способ получения алмазных тонких пленок» – Алексей Шуткин и Анастасия Зырянова, студенты ФТФ.

– Сергей Викторович, вы специалист в области такого перспективного направления, как физика материалов. Ваши коллеги, Андрей Гейм и Константин Новоселов, девять лет назад стали лауреатами Нобелевской премии за открытие графена – удивительно прочного материала толщиной в один атом. Какие-то подобные открытия возможны в обозримом будущем?

– Думаю, да. Тот же углерод, который я уже упоминал, имеет огромное разнообразие форм, различающихся физико-химическими свойствами. Он может быть и графитом, и алмазом, и графеном, и фуллереном. Из него можно делать теплоотводящие алмазные подложки для полупроводниковых структур, которые эффективно отводят тепло, использовать его в каких-то других технологических целях. Не удивлюсь, если в скором времени мы узнаем еще об одной модификации углерода. Большинство же новых материалов создается благодаря легированию – добавлению примесных элементов, существенно изменяющих свойства исходной матрицы, созданию композитных материалов. Это своего рода комбинаторика, перебор всевозможных вариантов и выбор наиболее оптимального из них. Отличие лишь в том, что мы заранее осведомлены о действии каждой добавки, но что получится в итоге, зависит от многих факторов. По-видимому, в обозримом будущем научимся получать сложные углеродные структуры, объединяющие в себе различные физико-механические свойства в едином функциональном устройстве.

– Известно, что физика обогатила многие науки, в том числе химию, биологию, философию. Но и сегодня она не замыкается в самой себе, взаимодействует с другими областями научного знания. Выходит, у физики высокий междисциплинарный потенциал? Где могут работать физики XXI века?

– Уже давно существует, например, физическая экономика – школа, которая применяет методологию физики к анализу экономических данных. Проще говоря, сторонники этой школы пытаются пересмотреть те эквиваленты, которые сейчас приняты за базис экономической деятельности. Когда-то это было натуральное хозяйство, потом ввели денежные единицы: евро, доллар, рубль. Задача «физических» экономистов – найти идеальный эквивалент, служащий мерой стоимости товаров и услуг. Причем найти, используя физические методы. Еще одна область научного знания – химия, которая буквально вышла из физики. У нас с химиками множество точек соприкосновения, нам интересно друг с другом. Далее биология, где большая часть процессов разворачивается на молекулярном уровне. Без физики здесь тоже не обойтись; появилось отдельное направление – биофизика, изучающая биологические объекты как разновидность сложных нелинейных физических систем. Затем физическая география, описывающая природные условия… Список можно продолжать и дальше – физика настолько всемогущая наука, что может взаимодействовать с чем угодно. С ней вы точно не пропадете.

В тему

В умах обывателей физик – это такой бородатый энтузиаст, который то читает книги, то проводит эксперименты. Интересно, а как бы наш герой охарактеризовал физика?

– Физик – это человек, понимающий процессы, которые протекают не только во Вселенной, но и… в обществе. Физик профессионально изучает объективную реальность, а значит, понимает устройство мира и общества в том числе. А с бородой физик или нет – это уже дело десятое. На эксперименты борода не влияет.

Е=мс2 – за этой формулой стоят титанические усилия. По сути, тем самым Альберт Эйнштейн увязал энергию и массу, отобразил их эквивалентность. Если вдуматься в значение этих трех величин, то можно понять, насколько природа умна и гармонична.

Навигатор «ЗН»

Чему научат?

Физико-технический факультет АлтГУ – для тех, кто обожает формулы и расчеты. На факультете пять кафедр: кафедра вычислительной техники и электроники, кафедра общей и экспериментальной физики, кафедра прикладной физики, электроники и информационной безопасности, кафедра радиофизики и теоретической физики, кафедра на базе ФГУН «Институт водных и экологических проблем». Вы научитесь решать сложные физические и технологические задачи, изучите проектирование микропроцессоров, освоите криптографические методы защиты информации. Среди дисциплин ФТФ: схемотехника, лазерная плазма, электричество и магнетизм, механика, оптика, физическое материаловедение, медицинская, атомная физики, астрофизика.

Поступить можно на одно из четырех направлений – «физика», «радиофизика», «информатика и вычислительная техника», «информационная безопасность». Чтобы поступить, необходимо сдать ЕГЭ по физике, математике и русскому языку. К слову, на факультете работает студенческое конструкторско-технологическое бюро «Радиотехника», вошедшее по итогам Всероссийского съезда молодежных научных и конструкторских объединений в десяток лучших СКТБ России.

Кем работать?

Выпускники ФТФ АлтГУ работают в научно-исследовательских институтах, в отраслевых лабораториях и образовательных учреждениях, на производственных предприятиях. Партнеры факультета – ИВЭП СО РАН, БСКБ «Восток», «СКАНЭКС», «Научно-технический центр Галэкс», Диагностический центр Алтайского края, а также научно-производственные и коммерческие предприятия СФО и России.

Физика | Внутри науки

Поиск

Да будет свет, звук, жидкости и квантовые странности

Мы любим физику во всех ее формах, от новых исследований умопомрачительных концепций, таких как квантовые странности и жуткие действия на расстоянии, до науки о звуках и жидкостях и всех силах которые толкают, тянут, прилипают и скользят. Здесь мы занимаемся макроскопическим, субатомным, странным, крутым, новаторским и неясным.

Physics

Inside Science исследует зарождающуюся квантовую технологическую революцию.

Кэтрин Мейерс, редактор

Физика

Николь Юнгер Халперн: Когда физика сочетает прошлое с будущим

В этом интервью Николь Юнгер Халперн описывает свои попытки связать квантовую физику с ретро-футуристическим жанром стимпанк.

Крис Горски, редактор

Физика

В новом исследовании рассматриваются крошечные изменения, которые происходят, когда что-то превращается из влажного в сухое, и размышляют над более важными вопросами.

Кэтрин Гаммон, соавтор

Физика

Недавние наблюдения высоких температур и экстремальных давлений пугают, но не все эксперты в этом убеждены.

Чарльз К. Чой, автор

Физика

Хаким Олусеи: взращивание любви к науке

В этом выпуске Inside Science Conversations Хаким Олусеи рассказывает о том, как он влюбился в науку.

Крис Горски, редактор

Физика

Обнаружение этих частиц подтвердит существование законов природы за пределами Стандартной модели физики, говорят исследователи.

Том Меткалф, автор

Физика

В новой статье выдвигается гипотеза о том, как количество темной материи могло экспоненциально расти в ранней Вселенной.

Уилл Салливан, штатный писатель

Физика

Тайна, покорившая Интернет, имеет простой ответ. По крайней мере, так говорит Колгейт.

Хейли Вайс, штатный писатель

Физика

Сложная динамика волчков, таких как дрейделы, позволяет создавать невероятные конструкции и удобные демонстрации физики.

Зак Савицкий, автор

Физика

Работа Джорджио Паризи, которая принесла ему долю Нобелевской премии по физике 2021 года, имеет удивительно широкий спектр применений.

Уилл Салливан, штатный писатель

Физика

Ученые должны точно определить время жизни, чтобы лучше понять фундаментальные вопросы физики, например, как развивалась Вселенная.

Уилл Салливан, штатный писатель

Физика

Физики говорят, что универсальная теория, описывающая все, от отражения света в чайных чашках до черных дыр, может объяснить, почему у яблок есть углубление наверху.

Джессика Орвиг, автор

  • Загрузи больше

Подпишись на физику

Наши андеррайтеры


Американское акустическое общество


Американское физическое общество


Американское метеорологическое общество


Биофизическое общество


AVS: Наука и технология материалов, интерфейсов и обработки

Перейти к основному содержанию

Поиск

Да будет свет, звук, жидкости и квантовые странности

Мы любим физику во всех ее формах, от новых исследований умопомрачительных концепций, таких как квантовые странности и жуткие действия на расстоянии, до науки о звуках и жидкостях и всех силах которые толкают, тянут, прилипают и скользят. Здесь мы занимаемся макроскопическим, субатомным, странным, крутым, новаторским и неясным.

Physics

Inside Science исследует зарождающуюся квантовую технологическую революцию.

Кэтрин Мейерс, редактор

Физика

Николь Юнгер Халперн: Когда физика сочетает прошлое с будущим

В этом интервью Николь Юнгер Халперн описывает свои попытки связать квантовую физику с ретро-футуристическим жанром стимпанк.

Крис Горски, редактор

Физика

В новом исследовании рассматриваются крошечные изменения, которые происходят, когда что-то превращается из влажного в сухое, и размышляют над более важными вопросами.

Кэтрин Гаммон, соавтор

Физика

Недавние наблюдения высоких температур и экстремальных давлений пугают, но не все эксперты в этом убеждены.

Чарльз К. Чой, автор

Физика

Хаким Олусеи: взращивание любви к науке

В этом выпуске Inside Science Conversations Хаким Олусеи рассказывает о том, как он влюбился в науку.

Крис Горски, редактор

Физика

Обнаружение этих частиц подтвердит существование законов природы за пределами Стандартной модели физики, говорят исследователи.

Том Меткалф, автор

Физика

В новой статье выдвигается гипотеза о том, как количество темной материи могло экспоненциально расти в ранней Вселенной.

Уилл Салливан, штатный писатель

Физика

Тайна, покорившая Интернет, имеет простой ответ. По крайней мере, так говорит Колгейт.

Хейли Вайс, штатный писатель

Физика

Сложная динамика волчков, таких как дрейделы, позволяет создавать невероятные конструкции и удобные демонстрации физики.

Зак Савицкий, автор

Физика

Работа Джорджио Паризи, которая принесла ему долю Нобелевской премии по физике 2021 года, имеет удивительно широкий спектр применений.

Уилл Салливан, штатный писатель

Физика

Ученые должны точно определить время жизни, чтобы лучше понять фундаментальные вопросы физики, например, как развивалась Вселенная.

Уилл Салливан, штатный писатель

Физика

Физики говорят, что универсальная теория, описывающая все, от отражения света в чайных чашках до черных дыр, может объяснить, почему у яблок есть углубление наверху.

Джессика Орвиг, автор

  • Загрузи больше

Подпишись на физику

Наши андеррайтеры


Американское акустическое общество


Американское физическое общество


Американское метеорологическое общество


Биофизическое общество


AVS: Наука и технология материалов, интерфейсов и обработки

DK Наука и техника: Физика

  2. / Наука и техника

Процитируйте

ЧТО ИЗУЧАЮТ ФИЗИКИ?
ЧТО ТАКОЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА?
КАК РАБОТАЮТ ФИЗИКИ?
БИОГРАФИЯ: СЭР ИСАК НЬЮТОН Английский, 1642–1727
УРАВНЕНИЯ
ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

Физика изучает силы, энергию и материю, составляющие Вселенную и все в ней. ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА использует открытия физики в медицине, технике и других практических ситуациях.

ЧТО ИЗУЧАЮТ ФИЗИКИ?

Физики исследуют, из чего состоят атомы, как ведут себя материалы и какие силы удерживают планеты на орбитах. Они также изучают тепло, свет, звук, электричество и магнетизм. Они пытаются открыть основные законы, которым подчиняются материя и энергия. Открытия обычно записывают в виде научных УРАВНЕНИЙ.

ЧТО ТАКОЕ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА?

Физические свойства — это характеристики, которые можно измерить в виде чисел, например длина, вес и объем. Другие физические свойства включают твердость, плотность, эластичность (насколько гибок материал), проводимость (насколько хорошо он проводит электричество или тепло) и отражательную способность (сколько света он отражает).

КАК РАБОТАЮТ ФИЗИКИ?

В физике есть два основных типа исследований. Физики-экспериментаторы работают в лабораториях, разрабатывая эксперименты для измерения физических свойств и процессов. Физики-теоретики работают с идеями, уравнениями и моделями, чтобы раскрыть новые законы физики, которые могут объяснить или предсказать результаты экспериментов.

БИОГРАФИЯ: СЭР ИСАК НЬЮТОН English, 1642–1727

Исаак Ньютон сделал одни из самых важных научных и математических открытий всех времен. Его законы движения и теории гравитации объясняют, как движутся все объекты от атомов до планет. Его теории оптики (света) показывают, что белый свет состоит из спектра цветного света.

УРАВНЕНИЯ

Уравнение — это короткий способ записать научную идею. Например, плотность материала является мерой того, насколько плотно упаковано вещество внутри него. Уравнение плотность=масса/объем говорит о том, что плотность объекта равна его массе, деленной на его объем.

ЧТО ГОВОРЯТ НАМ УРАВНЕНИЯ?

Уравнение утверждает, что сумма слева от знака равенства равна сумме справа. Буквы используются для обозначения физических свойств — в уравнении F=ma, F — сила, а ma означает массу (m), умноженную на ускорение (a).

Оставить комментарий