СЛОВАРЬ ЮНОГО ФИЗИКА

К НАШИМ ЧИТАТЕЛЯМ

Эта книга адресована всем, кто интересуется физикой. В наше время знание основ физики необходимо каждому, чтобы иметь правильное представление об окружающем мире — от свойств элементарных частиц до эволюции Вселенной.

Словарь будет полезен вам при изучении физики в школе и при чтении научно- популярных книг или статей. Тем же, кто решил избрать физику своей профессией, словарь поможет укрепиться в этом решении, сделать первые шаги на пути к овладению профессией.

Что может быть важнее выбора профессии? Найти любимое дело — значит не только приносить пользу обществу, но и постоянно испытывать чувство внутреннего удовлетворения.

Одна из главных задач этой книги — помочь молодому человеку, который заинтересовался физикой, лучше понять, что представляет собой эта наука и подходит ли она ему по его склонностям и способностям.

Но и тем, кто изберет другую профессию, знание физики принесет пользу. Вы узнаете из словаря, как даже абстрактные на первый взгляд физические исследования рождали новые области техники, давали толчок развитию промышленности и привели к тому, что принято называть научно-технической революцией. Успехи ядерной физики, теории твердого тела, электродинамики, статистической физики, квантовой механики определили облик техники конца XX в., такие ее направления, как лазерная техника, ядерная энергетика, электроника. Разве можно представить себе в наше время какие-нибудь области науки и техники без электронных вычислительных машин? Автоматический отбор научных наблюдений, автоматизация производства и управления и даже лингвистический анализ литературных произведений делаются с помощью ЭВМ.

Многим из вас после окончания школы доведется работать в одной из этих областей, и кем бы вы ни стали — квалифицированными рабочими, лаборантами, техниками, инженерами, врачами, космонавтами, биологами, археологами, — знание физики поможет вам лучше овладеть своей профессией.

Но вернемся к физике. Физические явления исследуются двумя способами: теоретически и экспериментально. В первом случае (теоретическая физика) выводят новые соотношения, пользуясь математическим аппаратом и основываясь на известных ранее законах физики. Здесь главные инструменты — бумага и карандаш. Во втором случае (экспериментальная физика) получают новые связи между явлениями с помощью физических измерений. Здесь инструменты гораздо разнообразнее — многочисленные измерительные приборы, ускорители, пузырьковые камеры и т. д.

Естественно, что эти два подхода требуют различного склада ума и разных способностей, которые редко совмещаются в одном человеке. Кроме того, можно заниматься физикой как наукой или физикой, которая подготавливает почву для практических применений. Так, электромагнитные волны сначала были обнаружены английским ученым Дж. Максвеллом теоретически, как следствие полученных им уравнений электродинамики. Затем они были открыты на опыте немецким физиком Г. Герцем. После этого русский ученый А. С. Попов и итальянский инженер Г. Маркони показали возможность использования этого физического явления в практических целях, выступив как представители прикладной физики. Эти работы были продолжены многими другими теоретиками и экспериментаторами. Ими были развиты физические принципы современных передатчиков и приемников. И, наконец, реальное завершение радиосвязь получила, перейдя из области прикладной физики в область техники.

Какую из многочисленных областей физики предпочесть? Все они тесно связаны между собой. Нельзя быть хорошим экспериментатором или теоретиком в области, скажем, физики высоких энергий, не зная физики низких температур или физики твердого тела. Новые методы и соотношения, появившиеся в одной области, часто дают толчок в понимании другого, на первый взгляд далекого раздела физики. Так, теоретические методы, развитые в квантовой теории поля, произвели революцию в теории фазовых переходов, и наоборот, например, явление спонтанного нарушения симметрии, хорошо известное в классической физике, было заново «открыто» в теории элементарных частиц и совершенно изменило даже самый подход к этой теории. И, разумеется, прежде чем окончательно выбрать какое-либо направление, нужно достаточно хорошо изучить все области физики.

Кроме того, время от времени по разным причинам приходится переходить из одной области в другую. Особенно это относится к физикам-теоретикам, которые не связаны в своей работе с громоздкой аппаратурой.

Большинству физиков-теоретиков приходится работать в различных областях: атомная физика, космические лучи, теория металлов, атомное ядро, квантовая теория поля, астрофизика — все разделы физики интересны. Сейчас наиболее принципиальные проблемы решаются в теории элементарных частиц и в квантовой теории поля. Но и в других областях физики есть много интересных нерешенных задач. И, конечно, их очень много в прикладной физике.

Эта книга поможет вам не только ближе познакомиться с различными разделами физики, но, главное, почувствовать их взаимосвязь.

Очень важно при чтении подкреплять свои мысли или догадки вычислениями. Для этого нужно знать, хотя бы приближенно, все, важные физические константы, все главные соотношения.

Нужно научиться делать оценки величин и соотношений. Вот примеры: 1. Оцените расстояние до Луны. (Это легко сделать, зная ускорение силы тяжести и период обращения Луны.) 2. Какую максимальную скорость может приобрести парашютист в затяжном прыжке? С какой скоростью падают капли дождя? (Здесь нужно знать вязкость и плотность воздуха и мысленно заменить парашютиста шаром с радиусом, например, 1 м. Проверьте, какой режим в этом случае выполняется — вязкий или турбулентный.) 3. Сравните теплоотдачу свечи, электрической плитки и человека. 4. С какой средней скоростью движутся электроны в проводнике при плотности тока, скажем, ампер/см2? 5. Какая энергия падает на Землю в виде космических лучей?

Как только вы хотя бы немного научитесь таким оценкам, вы сможете быстро проверять разумность той или иной идеи.

Для того чтобы заниматься наукой, надо не только много знать и уметь, но и воспитать в себе определенные качества характера. Вот несколько советов.

Старайтесь читать научно-популярные статьи и книги активно, пытаясь решать поставленные в них задачи до того, как прочтете их решение.

Не старайтесь с самого начала все понимать до конца. Понимание приходит постепенно, в результате упорного труда, по мере привыкания к новым понятиям. Настоящее глубокое понимание обязательно приводит- к новым результатам, но приходит оно только после того, как хорошенько поработаешь в данной области.

Если придет в голову идея, надо не только стараться ее подтвердить, но в еще большей степени стараться ее опровергнуть. Только так можно научиться добросовестно и объективно думать.

Главной движущей силой должен быть интерес к делу, а не стремление к эффектным результатам. Я знаю немало примеров, когда талантливые люди теряли способность добросовестно работать из-за стремления во что бы то ни стало сделать мировое открытие.

Задача научного работника — упорное и добросовестное исследование интересующего его явления, когда каждый малый шаг приносит радость. Открытие приходит только как побочный продукт такого исследования.

От идеи, даже самой хорошей, до достоверной научной истины — тяжелый и трудный путь, идущий через сомнения и догадки, через провалы и взлеты, подобно восхождению на непокоренную вершину, с которой открываются новые горизонты.

К нашим читателям

Физике посвящены тысячи томов научной и научно-популярной литературы. Все это в одну книгу вместить нельзя. Авторы словаря постарались отобрать самое существенное и ответить на основные вопросы, которые могут возникнуть у любознательных читателей. Вы не найдете здесь некоторых понятий и терминов, которые хорошо известны вам из школьного курса. Главное внимание уделено физике XX в.

В словаре около двухсот статей, расположенных в алфавитном порядке. Атом и ядро, акустика, механика, оптика, плазма, твердое тело, теория относительности, термодинамика, элементарные частицы — об этих и других разделах физической науки рассказывается в этой книге.

Вы встретите здесь имена многих выдающихся ученых нашей страны и других стран мира. Им посвящено около сорока статей, помещенных рядом со статьями о тех областях науки, которыми они занимались.

В книге описаны интересные физические опыты; их можно проделать самостоятельно в школьной лаборатории или даже дома.

Чтобы найти нужную статью, пользуйтесь алфавитным указателем в конце книги. Там же находится список рекомендуемой литературы.

Если слово в статье набрано курсивом, значит, в словаре есть отдельная статья с таким же названием.

Авторы, работавшие над Энциклопедическим словарем юного физика, надеются, что он станет настольной книгой для всех, кто интересуется физикой.

Академик А. Б. МИГДАЛ