Джон Уилер и «Это из частицы.

Известный американский физик-теоретик Джон Арчибальд Уилер, который сыграл важную роль в создании атомной бомбы и ввел в научный обиход термин "черные дыры", скончался в возрасте 96 лет .

Окончил университет Джонса Хопкинса в 1933 году. Еще учась в университете, в 21 год получил докторскую степень по физике, а после окончания университета получил стипендию для продолжения образования и в течение двух лет работал и учился в Копенгагене (Дания) у Нильса Бора, где стал свидетелем рождения ядерной физики.

В 1935 году Уилер вернулся в США и до 1938 года работал в университете штата Северная Каролина. Независимо от В. Гейзенберга в 1937 году ввел в теорию поля матрицу рассеяния (S‑матрицу), явившуюся важным инструментом для описания взаимодействий.

В 1938 году был приглашен в Принстонский университет, в 1947 году стал профессором. В 1939 году вместе с Нильсом Бором разработал теорию деления атомного ядра, доказал, что под действием тепловых нейтронов делится редко встречающийся изотоп уран‑235, математически обосновал возможность цепной ядерной реакции деления урана, развил методы управления ядерным реактором.

В годы Второй мировой войны Уилер был одним из участников проекта "Манхэттен" ‑ американской программы создания атомной бомбы.

В 1948-1949 годах Уилер выдвинул идею универсальности взаимодействия Ферми, в 1953 году развил (совместно с Д.Хилом) коллективную модель ядра.

После 1945 года Джон Уилер помогал Эдварду Теллеру в разработке водородной бомбы. В 1951-1953 годах являлся директором стеллараторного проекта «Маттерхорн».

С середины 1950‑х годов Джон Уилер занялся проблемами релятивистской астрофизики и теории гравитации, сформулировав, в частности, основы геометродинамики, изучающей структуру пространства‑времени малых масштабов. В декабре 1967 года Джон Арчибальд Уилер на научной конференции впервые употребил придуманный им термин «черные дыры» ‑ область в пространстве и времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света. Ранее подобные астрофизические объекты называли в англоязычной научной литературе «сколлапсировавшие звезды», а в русскоязычной - «застывшие звезды» или «коллапсары».

В 1976 году Джон Уиллер был приглашен на должность директора Центра теоретической физики Техасского университета в Остине. В 1966 году был избран президентом Американского физического общества.

Многие ученики Уилера стали крупными специалистами в области ядерной физики, среди них ‑ Ричард Фейнман, лауреат Нобелевской премии в области физики. В соавторстве с другими учеными им написаны шесть книг по фундаментальным проблемам физики, одна из них - монументальный труд Гравитация (Gravitation, 1973, в соавторстве с его бывшими студентами К.Торном и Ч.Мизнером).
Награжден медалями А.Эйнштейна (1965), Э.Ферми (1968), Б.Франклина (1969), Национальной медалью за науку (1971) и др.

Американский физик-теоретик.

Родился 9 июля 1911 в Джексонвилле (шт. Флорида). По окончании университета Джонса Хопкинса в 1933 получил стипендию для продолжения образования и в течение двух лет работал в Копенгагене у Н.Бора, где стал свидетелем рождения ядерной физики. В 1935 Уилер вернулся в Америку и до 1938 работал в университете штата Северная Каролина. Задолго до В.Гейзенберга ввел в теорию поля матрицу рассеяния (S-матрицу), явившуюся важным инструментом для описания взаимодействий. В 1938 был приглашен в Принстонский университет, в 1947 стал профессором, в 1951–1953 являлся директором стеллараторного проекта «Маттерхорн». В 1939 вместе с Н.Бором Уилер разработал теорию деления атомного ядра, доказал, что под действием тепловых нейтронов делится редкий изотоп урана U-235, математически обосновал возможность цепной ядерной реакции деления урана, развил методы управления ядерным реактором.

В 1948–1949 Уилер выдвинул идею универсальности взаимодействия Ферми, в 1953 развил (совместно с Д.Хилом) коллективную модель ядра, постулировал существование двух способов деления урана остановившимися мюонами: захват m– -мезона и безызлучательные переходы в мюонных атомах.

С середины 1950-х интересы Уилера переместились в область релятивистской астрофизики и теории гравитации. Уилер – один из создателей геометродинамики, изучающей структуру пространства-времени малых масштабов. Широко известны его исследования, посвященные квантованию гравитационного поля, гравитационному коллапсу, структуре материи высокой плотности. Уилеру принадлежит теория нейтронных звезд, именно он предложил термин «черная дыра». Уравнение Харрисона – Уилера используется для анализа процессов, протекающих в недрах умирающих звезд.

В 1976 Уилер был приглашен на должность директора Центра теоретической физики Техасского университета в Остине.

Уилер известен как прекрасный лектор. Многие его ученики стали крупными специалистами в области ядерной физики. В соавторстве с другими учеными им написаны шесть книг по фундаментальным проблемам физики, одна из них – монументальный труд Гравитация (Gravitation, 1973, в соавторстве с его бывшими студентами К.Торном и Ч.Мизнером).

В 1966 Уилер был избран президентом Американского физического общества. Награжден медалями А.Эйнштейна (1965), Э.Ферми (1968), Б.Франклина (1969), Национальной медалью за науку (1971) и др.

Уже полвека нахожусь под его влиянием. Его геометродинамика подвигла меня на создание концепции относительности мира и антимира, согласно которой направление времени меняется от точки к точке, а на релятивистском «горизонте событий» меняет знак. Соответственно меняется направление времени при смене расширения Вселенной сжатием. И я, опираясь на СРТ-инвариантность (С – заряд, Р – четность, Т – направление времени), даже предположил экспериментально (путем сканирования пиков «нейтринного моря» Вселенной) проверить утверждение Платона, будто возникновение современного человека сопряжено с началом течения времени в обратную сторону – «Бог то направляет движение Вселенной, сообщая ей круговращение сам, то предоставляет ей свободу - когда кругообороты Вселенной достигают подобающей соразмерности во времени; потом это движение самопроизвольно обращается вспять, так как Вселенная – это живое существо, обладающее разумом, данным ей тем, кто изначально ее построил, и эта способность к обратному движению врожденна ей в силу необходимости… Вращательное движение Вселенной направлено то в одну сторону, как теперь, то в противоположную» (Политик 269 c-d, 270 b). На эту тему лет сорок назад опубликовал, ссылаясь на Джона Арчибальда Уиллера, несколько статей.

Он очень креативен! Каждую его статью рассматриваю как кладезь идей. Надо бы издать его собрание сочинений – будет что разрабатывать последователям. И вот он скончался.

В Википедии о нем сказано – «Джон Арчибальд Уилер (John Archibald Wheeler; родился 9 июля 1911, Джексонвиль, Флорида, США – умер 13 апреля 2008, Хайтстаун, Нью-Джерси, США) - американский физик-теоретик, член Национальной Академии наук США (с 1952). Окончил университет Дж. Гопкинса (1933). В 1933-1935 гг. работал в Копенгагене у Нильса Бора, в 1935-1938 - в университете штата Новая Каролина, с 1938 г. - в Принстонском университете (с 1947 г. - профессор). Уилером были придуманы два термина, впоследствии широко распространившиеся в науке и научной фантастике - черная дыра (black hole) и кротовина (wormhole).

Его научные работы относятся к ядерной физике, проблеме термоядерного синтеза, специальной и общей теории относительности, единой теории поля, теории гравитации, астрофизике. Независимо от Вернера Гейзенберга ввел матрицу рассеяния для описания взаимодействий (1937). Вместе с Нильсом Бором разработал теорию деления атомного ядра, доказал, что, под действием тепловых нейтронов делится редко встречающийся изотоп уран-235 (1939). Вместе с Энрико Ферми, Юджином Вигнером и Лео Сцилардом математически обосновал возможность цепной реакции деления в уране, первый объяснил отрицательное влияние продуктов деления на ход цепной реакции, развил методы управления ядерным реактором (1939). Выдвинул идею об универсальности фермиевского взаимодействия (1948-1949), с Д. Хилом развил коллективную модель ядра (1953), предсказал существование мезоатомов (1947). Работал в области гравитации и релятивистской астрофизики. Является одним из создателей геометродинамики. Исследования посвящены квантованию гравитации, гравитационному коллапсу, структуре материи чрезвычайно большой плотности и температуры.

Нильса Бора он боготворил, как и мы, студенты физического факультета МГУ, когда он приезжал к нам в гости. Когда Нильс Бор приехал в Америку и сообщил, что немцам удалось успешно расщепить атомы урана, то группе американских ученых, в которую входили Альберт Эйнштейн и Джон Уилер, за несколько недель удалось разработать теорию ядерного деления. "Бор планировал работать вместе с Эйнштейном, но в результате, гораздо больше внимания он уделил мне", - вспоминал позднее Уилер.

В 1930-1990-ые годы Джон Уилер был одним из самых выдающихся ученых. "Для меня он являлся последним титаном, единственным на данный момент супергероем в физике", - говорит его коллега, ученый из Массачусетсского института технологий Макс Тегмарк.

29 декабря 1967 году на научной конференции "Наша Вселенная: известное и неизвестное" ученый впервые публично употребил придуманный им термин "черная дыра" для обозначения области в пространстве и времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что вырваться из нее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света. Президент США Джордж Буш, узнав о смерти Уилера, сказал, что "он был одним из самых великих физиков в истории Америки, открытия которого изменили ход истории".

Коллега Джона Уилера, астрофизик Макс Тегмарк из Массачусетского технологического института сказал: "Для меня он являлся последним титаном, единственным на данный момент супергероем в физике",

Уилер, пожалуй, единственный среди ученых проекта "Манхеттен" - американской программы по созданию атомной бомбы - никогда не жалел о бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. Даже тогда, когда его коллеги содрогнулись, увидев кадры кинохроники последствий взрыва, ученый не перестал повторять: "Жаль, что мы не нанесли удар раньше. Его брат погиб в бою Италии в 1944 году".

Уже в четыре года Уилер мучал маму расспросами о бесконечности Вселенной. Довело это любопытство малыша до того, что в 21 год Джон Уилер стал доктором наук, но не потерял юношеской восторженности. Всю жизнь он пытался разгадать «код сущего». И создающаяся «прикладная эсхатология» опирается в том числе и на его глубокие и по сей день не до конца осмысленные идеи.

Границы между философией и естественными науками, в частности физикой, никогда не бывали четкими, и "инвайдеры" периодически проникали на "чужую территорию", как с той, так и с другой стороны, иногда совершая опустошения, а по большей части принося с собой свежие идеи. Известный американский физик-теоретик Джон Уилер (John Wheeler) в конце семидесятых годов сформулировал ряд тезисов относительно самых общих принципов существования Вселенной и нашего понимания ее законов. Эти тезисы "упираются" в несколько проблем чисто философского плана (что такое закон природы, время, отношение субъект/объект), поэтому, на мой взгляд, эти тезисы невозможно обсуждать, оставаясь строго в рамках физики (сам Уилер это отчетливо понимал). Поэтому мне хотелось бы обсудить именно философскую "часть" тезисов; для затравки же я добавил свой комментарий.

2. Мы немедленно поймем насколько Вселенная проста, когда поймем насколько она странна.

3. Когда станет ясно, как она возникла, то мы сразу же скажем, насколько мы были глупы.

4. Поэтому мы можем ошибаться в наших исследованиях. Важно совершить эти ошибки как можно скорее.

5. Никакое объяснение не может считаться таковым, если оно неспособно объяснить как Вселенная возникла из ничто; не из физического вакуума с его флуктуациями и виртуальными частицами, но именно из ничего. Ни законов, ни частиц, из ничего.

6. "Omnibus ex nihil ducendis unum suficit." (Одного принципа достаточно чтобы получить все из ничего.)

7. Самым подходящим принципом для этой цели есть тот, что игра не сыграна пока не пересечена линия, проведенная через пустую игровую площадку: дополнительность и различие между наблюдателем и наблюдаемой системой.

8. Физика должна отказаться от своего невыполнимого идеала гордого несгибаемого постоянства [законов] и принять более скромную изменчивость у своих сестер-наук - биологии и геологии.

9. Если царство жизни и высочайшие горные цепи возникли в результате накопления путем многочисленных небольших индивидуальных процессов, то трудно представить, что еще другое кроме этого же могло привести к возникновению самой Вселенной.

10. Какая еще имеется возможность для "закона без закона" кроме статистики больших чисел относительно событий, не подчиняющихся законам.

11. Для статистики ни один процесс не может быть более притягательным, чем элементарный акт наблюдателя-участника [т.е. наблюдение, в котором само наблюдение следует учитывать в наблюдаемом процессе].

12. Квантовая теория флуктуаций геометрии говорит нам, что концепции "до" и "после" теряют свою применимость на расстояниях порядка длины Планка и меньше. Если хоть где-то концепция времени подводит, она будет подводить везде.

13. Время не является первичной категорией, и асимметрия времени между прошлым и будущим не является первичной категорией в описании природы. Она вторична и выводима.

14. Элементарный акт наблюдателя-участника переступает пределы категории времени (см. опыт с задержанным выбором).

15. Вселенная возникла в результате акта наблюдателя-участника; сам наблюдатель-участник порожден Вселенной ("самовозбуждающийся контур") - вот самая предпочтительная картина, которая может быть предложена на сегодня.

16. Законы физики также мало говорят о глубинной структуре Вселенной как и законы упругости о квантовой механике твердого тела. Принципы симметрии обобщают закон, но они также и прячут сам механизм за законом.

17. Философия слишком важна, чтобы оставить ее на откуп философам.

Идея Уилера, на мой взгляд, подразумевает, что этот факт должен быть вполне осознан и взят в качестве основы для понимания, описания или объяснения порядка природы. Грубо говоря, существование мира в том виде, который мы имеем, должно иметь где-то в фундаменте необозримо большое количество элементарных событий (или чего бы там ни было), бесформенных и существующих без всякого порядка. Но именно в силу большого количества, закон больших чисел должен привести к той организации, которую мы имеем. Как при складывании головоломки-паззла - итоговая картинка только одна, ничего другого получиться просто не может.

Однако, такая бесструктурность не укладывается в представление о равномерном потоке времени (даже если равномерность времени понимать в обобщенном смысле, как в ОТО). Не существует какого-то такта времени, взятого самого по себе, если можно так выразиться, и он может быть задан и обеспечен именно самими событиями. Поэтому в бессвязном многообразии событий "рассыпается" время. Когда-то, занимаясь проблемой возникновения понятий причинности и необходимости, Юм предположил, что они эквивалентны упорядоченности во времени. Хотя это решение, насколько мне помниться, никого не удовлетворило, первая проба решения иной проблемы иногда зацепляет самую суть - хотя необходимая связь событий не эквивалентна ходу времени (иначе теряется информативность в различении этих двух категорий), но обе эти категории неявно подразумевают друг друга.

В этой связи вспоминается другой философ - Анри Бергсон, который настойчиво критиковал привычную идеальную схему времени, с двумя несуществующими мирами - прошлым и будущим, и реальностью, сплюснутой в одну точку настоящего. В "рассыпанном" бесструктурном существовании элементарных событий такая идеальная схема отпадает сама собой, и она возникает только как нечто выводное - вместе с возникновением порядка.

Это - вторая тема, подсказанная Уилером.

Третья - отношение между субъектом и объективным миром. Неустранимое участие субъекта в функционировании мира - если вообще о нем имеет смысл говорить - допускает, на мой взгляд, иную интерпретацию, чем просто взгляд на сознание как на черный ящик, процессы в котором невозможно "отцепить" от процессов, которые оно наблюдает. Скорее так: познавательный процесс возможен только при той организации мира (степень "материализации" и упорядоченность событий), с которой мы имеем дело, этот процесс ничем принципиально не отличается от всего того, что происходит с миром, он лишь «вызревает» по мере роста общей упорядоченности. Но постижение возможно, по-видимому, только в комплексе ("самовозбуждающийся контур"): материализация мира с необходимостью приводит к разрастанию и усложнению его самоотражения, и к возникновению сингулярных точек такого самоотражения; одновременно самоотражение и исчерпывает в полной мере эту материализацию.

Джон Арчибальд Уилер (John Archibald Wheeler, 9 июля 1911, Джэксонвилл, Флорида, США — 13 апреля 2008, Хайтстаун, Нью-Джерси, США) — американский физик-теоретик, член Национальной академии наук США (с 1952). Президент Американского физического общества в 1966 году. Окончил Университет Джонса Хопкинса (1933). В 1933-1935 годах работал в Копенгагене у Нильса Бора, в 1935-1938 годах в университете Северной Каролины, с 1938 года — в Принстонском университете (с 1947 года — профессор).

Уилером были придуманы два термина, впоследствии широко распространившиеся в науке и научной фантастике — чёрная дыра (англ. black hole) и кротовая нора (англ. wormhole).

Научные работы относятся к ядерной физике, проблеме термоядерного синтеза, специальной (СТО) и общей (ОТО) теории относительности, единой теории поля, теории гравитации, астрофизике.

В 1934 году совместно с Грегори Брейтом разработал теорию процесса рождения электрон-позитронной пары при столкновении двух фотонов (так называемого процесса Брейта — Уилера). Независимо от В. Гейзенберга ввёл матрицу рассеяния для описания взаимодействий (1937). Вместе с Нильсом Бором разработал теорию деления атомного ядра, доказал, что, под действием тепловых нейтронов делится редко встречающийся изотоп уран-235 (1939).

Вместе с Энрико Ферми, Юджином Вигнером и Лео Силардом математически обосновал возможность цепной реакции деления в уране, первый объяснил отрицательное влияние продуктов деления на ход цепной реакции, развил методы управления ядерным реактором (1939). Выдвинул идею об универсальности фермиевского взаимодействия (1948-1949), с Д. Хилом развил коллективную модель ядра (1953), предсказал существование мезоатомов (1947).

Работал в области гравитации и релятивистской астрофизики. Является одним из создателей геометродинамики. Исследования посвящены квантованию гравитации, гравитационному коллапсу, структуре материи чрезвычайно большой плотности и температуры.

В 1990 году Уилер высказал предположение, что информация является фундаментальной концепцией физики. Согласно его доктрине «it from bit» все физические сущности являются информационно-теоретическими в своей основе.

Книги (3)

Гравитация, нейтрино и Вселенная

Данное издание является переводом лекций авторитетного американского физика теоретика Дж. Уилера в Международной летней школе физики имени Энрико Ферми в Варенне (Италия). В приложении вы найдете оригинальные статьи автора и других известных зарубежных учёных — Мак-Витти и Мизнера.

В книге поднимается проблематика гравитации, космологии и теории элементарных частиц. Центральное место в книге отведено попытке общего описания гравитационного и электромагнитного полей, включающего топологические обобщения.

Так же поднимаются актуальные вопросы, о взаимных превращениях гравитации и элементарных частиц, роль нейтрино и гравитационных волн в общем балансе энергии во Вселенной. Книга ориентирована на физиков, астрономов и математиков.

Предвидение Эйнштейна

Книга выдающегося американского физика Д.А. Уилера посвящена элементарному изложению геометродинамики — воплощению мечты Эйнштейна «свести всю физику к геометрии».

Автор начинает с элементарных понятий динамики и частной теории относительности, затем переходит к метрике и ее связи с распределением масс, а затем к топологии и «динамической геометрии», геометродинамике. Он подробно рассматривает простейшую задачу геометродинамики — гравитационный коллапс — и в заключение знакомит читателя с применением изложенных идей к проблеме структуры элементарных частиц.

В приложениях собраны необходимые сведения о «арене действия» геометродинамики — суперпространстве и его свойствах.

Физика пространства-времени

Это учебник для начинающих физиков, а так как идеи теории относительности стали в наши дни краеугольным камнем общечеловеческой культуры, это и учебник для всех людей, интересующихся естественными науками. Он написан просто, но скрупулезно строго: его авторы — крупные физики и отличные педагоги.

Книги такого рода полезно читать в два-три, а то и более приемов: сначала как увлекательный роман, а затем как запутанную детективную повесть, в которой нужно разобраться до конца, и знание дальнейшего развития «фабулы» здесь помогает лишь лучше понять суть дела и делает более острой «интригу».

Успехи XIX столетия в развитии механики, электромагнетизма и изучении свойств материи были гармонично объединены в XX веке великими принципами относительности и квантов. Изучать даже начальный курс физики, не пользуясь всей мощью этих основополагающих принципов, — это то же самое, что заниматься мучительной процедурой деления, пользуясь римскими цифрами вместо куда более подходящих арабских.

Главная » Транскрипции » Джон Уилер и «Это из частицы.