|
|
   |
Точність формулювань у фізиків — понад усе, хоча є й такі, які вміють жартувати, як лауреат конкурсу нашої газети «Люди справи», народний вчитель України, викладач фізики Рішельєвського ліцею, переможець конкурсу Global Teacher Prize Ukraine 2021 в номінації «Вибір українців» за курс відеоуроків шкільної фізики, кандидат фізико-математичних наук Павло Віктор.
Презентація його п’ятої книги «Фізика. Світло, теорія відносності, кванти, атоми та ядра» пройшла у книгарні «Є» (Кузнечна, 59). Разом із видавництвом BookChef тут підготували особливу зустріч з відомим популяризатором науки.
— Для когось з нових читачів це буде відкриттям — моя серія з п’яти книг базується на курсі відеоуроків, які проводив у Рішельєвському ліцеї, — розповідає Павло Віктор. Робота над п’ятою книгою тривала понад чотири роки. Я дуже хвилювався, чи вийде вона взагалі, адже після початку широкомасштабної війни взяв серйозну паузу з написанням книг. У 2022 році вийшла моя четверта книжка, а потім усе затихло. У Харкові в типографію влучила ракета, промайнула думка: «Напевно, надрукуватися вже буде неможливо…». Але все сталось інакше.
Моя п’ята «Фізика» завершує курс і містить фундаментальні розділи, що поєднують шкільну фізику із сучасною. Це оптика, у тому числі квантова. Це теорія відносності, атомна, ядерна фізика — певна сходинка для тих, хто вивчатиме фізику в університеті й хоче краще підготуватися до вступу. Мабуть, не випадково ця книжка за обсягом найбільша серед тих, які виходили друком.
Обізнана із законами фізики людина має імунітет проти шахраїв та критично сприймає мистецтво. Неодноразово в художніх фільмах ми бачимо процес телепортації.
— Я не уявляю, що таке можливо, принаймні, моїх знань для цього не вистачає, — посміхається Павло Віктор. — Зараз у зв’язку з квантовими комп’ютерами кажуть, що можна інформацію передавати зі швидкістю, яка перевищує швидкість світла. До цього треба стримано ставитися, це приблизно так: якщо в тебе є два чоботи, кожний в коробці, і між ними відстань мільйон кілометрів, то якщо ти відкрив коробку і бачиш лівий чобіт, то ти миттєво можеш сказати, що в іншій коробці лежить правий.
Щодо подорожей у часі, на зображення яких також грішить кінематограф, наш учитель не такий категоричний:
— Подорож можлива, але тільки в один бік. Ми не можемо мандрувати назад у часі. Тільки вперед. Тому що мандри у часі назад протирічать принципу причинності. У дворі нашого ліцею росте каштан. Якщо я зараз разом із вами піду туди, я його побачу. Я можу піти назад у часі, цей каштан спиляти, але ж це означає, що його не буде у 2025 році. А ми його бачимо. От вам і порушення принципу причинності. Для того, аби зорієнтуватися у цьому світі, люди придумали такі поняття, як час і простір. Тобто, вони не існують насправді, їх придумали, аби пояснити все, що нас оточує, це спосіб описати природу. Може, якісь інші розумні істоти придумають інші способи опису нашого Всесвіту. Ви думаєте, існує довжина? Існує швидкість? Ні. Це величини, придумані людьми, це способи, за допомогою яких розум намагається описати природу у фізичних величинах. Чому це цінно? Тому, що ми можемо на ці величини розраховувати і передбачити, який буде результат, наприклад, за який час упаде впущений мною предмет. Передбачити, а потім перевірити це експериментально. Всі фізичні величини мають право на існування, якщо є спосіб їхнього вимірювання. До речі, теоретична механіка може не користуватися другим законом Ньютона, функція Лагранжа це дозволяє.
Вчитель на презентації нагадав, що точна швидкість світла становить 299 мільйонів 792 тисячі 458 метрів на секунду. Це надзвичайно важливо.
— Люди вимірювали швидкість світла все точніше і точніше, а потім сказали: «Так, давайте вважати, що швидкість світла точно ось така». Якщо вважати, що це точне значення, то нам не потрібний еталон довжини. Нам достатньо мати еталон часу, атомний годинник і еталон швидкості світла в вакуумі, то ми можемо сказати, що метр — це відстань, яку проходить світло за 1/ 299792458 частку секунди. А тепер наступний крок. Таким чином, нам можна «загубити» еталон довжини. До речі, ми можемо «загубити» й еталон часу. Сучасні атомні годинники складаються з атомів, всі атоми цезію однакові, якщо ти розбив один еталон, можеш знову набрати атомів цезію, зробити знову цю штуковину і тиражувати її. Зараз на кожному супутнику GPS літає атомний годинник, вони стали доступними.
Книга Павла Андрійовича, зокрема, присвячена й теорії відносності, але тут не все так просто. За сучасною програмою теорію відносності вивчають у десятому класі, до того, як починають вивчати електромагнітні явища. Тому зрозуміти теорію відносності достатньо глибоко неможливо. А щоб це пояснити, треба змінити поняття про час. Розповісти про це в десятому класі було б передчасно, тому у стандартних школах вивчають теорію відносності у десятому класі, а в Рішельєвському ліцеї — в одинадцятому, після того, як вивчили електромагнітні хвилі.
Розповідаючи про найактуальніші напрямки фізики, вчитель згадав квантові комп’ютери, в яких працюють замість звичайних електронних схем кубіти (квантові біти). До речі, Організація Об’єднаних Націй оголосила 2025 рік Міжнародним роком квантової науки та технологій.
— Кубіт — це фізична система, — наголосив педагог. — І треба зробити його стійким. Один з варіантів виготовлення таких кубітів: взяти атом, прибрати з нього електрон, і ось цей іон, який залишився у нас, треба зупинити. За допомогою електричного поля його майже зупиняють. Вчені сьогодні переймаються також питанням походження темної матерії. В астрономії нещодавно відкрили метод знаходження планет навкруги зірок, які ми не можемо бачити принципово, бо вони дуже маленькі і знаходяться надто далеко. Зірка притягується до планети, планета притягується до зірки. Всі звикли до того, що планети рухаються навколо зірки, і думають, що зірка нерухома. А насправді центр мас цієї зірки нерухомий, але зірка також крутиться навколо планети. Якщо дивитися в телескоп на цю зірку, то вона ніби танцює. Ось за рухом зірки можна виявити присутність так званих екзопланет. Це ще одна з галузей сучасної фізики.
Зараз фізика настільки розвинена, каже педагог, що фізики, які спеціалізуються на виготовленні кубітів, фізики, які сидять на великому адронному колайдері та фізики, які вираховують екзопланети, майже не розуміють одне одного. Але та фізика, про яку йде мова в книжках Павла Віктора, є рідною, земною, класичною (лише трішечки в 5-му томі висвітлюється квантова механіка). Засвоївши її, можна пояснити повсякденні явища: чому з’являється іній на вікнах, чому пляшка із водою в морозильній камері може луснути тощо.
Марія Гудима