bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> η φυσικη

Τα βακτήρια είναι κύριοι του Tai Chi

Όταν άρχισα να μελετώ πώς κολυμπούν τα ζώα, δεν ένιωθα πολύ σαν φυσικός. Μόλις είχα τελειώσει το πτυχίο μου στη φυσική κατά τη διάρκεια του οποίου είχα διδαχθεί ότι οι φυσικοί εργάζονται σε μια από τις λίγες τσιτάτα:κβαντική μηχανική, κοσμολογία, θεωρία μετρητών και ούτω καθεξής. Για να δω αν το μεταπτυχιακό ήταν το κατάλληλο για μένα, επισκίασα μια φιλική ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, στο Σαν Ντιέγκο — αλλά δεν μελέτησαν κανένα από αυτά τα τσιτάτα. Χρησιμοποίησαν μαθηματικά υψηλής ισχύος για να κατανοήσουν πράγματα όπως η κίνηση των σαλιγκαριών, των σκουληκιών και των μικροοργανισμών.

Ήμουν ευγνώμων για την ευκαιρία και σκέφτηκα ότι τα προβλήματα που μελέτησαν ήταν όμορφα και ενδιαφέροντα – απλώς όχι θεμελιώδη φυσική. Καθώς ασχολήθηκα περισσότερο με την ομάδα, αυτή η διάκριση εξελίχθηκε σε κρίση ταυτότητας. Οι θεωρητικοί φυσικοί είναι κάπως σαν καλλιτέχνες ή αθλητές:Αν νιώθετε ότι απομακρύνεστε περισσότερο από τον Klee ή τον Peyton Manning, μπορεί να φανεί σαν μια καταστροφή. Νόμιζα ότι μπορούσα να νιώσω τον Αϊνστάιν και τον Φάινμαν να με κοιτούν από κάτω και να συνοφρυώνονται καθώς έκανα μια στροφή στο λάθος μονοπάτι.

Θα χρειαζόμουν μερικά εντυπωσιακά επιτεύγματα από μικροοργανισμούς για να με πείσουν ότι ήταν τόσο σέξι όσο το να συνθλίψουν τα άτομα μαζί — και δεν παρέλειψαν να το αποδώσουν. Μερικοί είναι σε θέση να εκτοξεύουν μικρές βελόνες, ή ακόμα και τμήματα του DNA τους, τα οποία επιταχύνουν περίπου 1.000 φορές πιο γρήγορα από μια εκτόξευση διαστημικού λεωφορείου. Άλλοι μοιράζονται γενετικές πληροφορίες με τους άσχετους γείτονές τους, δημιουργώντας ένα Διαδίκτυο πολλές χιλιετίες παλαιότερο από το δικό μας. πολλοί ζουν περισσότερο από εμάς, παρόλο που είναι 1 εκατομμύριο φορές μικρότεροι. Ακόμη πιο ενδιαφέρον ήταν ότι οι μικροοργανισμοί δεν υπακούουν στους νόμους του Νεύτωνα, που διέπουν τη βασική κίνηση και αποτελούν πυλώνα της κλασικής φυσικής.

Αυτά τα αξιοσημείωτα γεγονότα άλλαξαν όχι μόνο τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμουν τα βακτήρια, αλλά και τον τρόπο με τον οποίο όρισα τι σημαίνει να είσαι φυσικός.

Οι μικροοργανισμοί βιώνουν το ρευστό περιβάλλον τους με ριζικά διαφορετικό τρόπο από εμάς. Βιώνουμε το νερό όπως και μόνο επειδή είμαστε συγκεκριμένου μεγέθους και κολυμπάμε με χαρακτηριστική ταχύτητα. Οι φυσικοί και οι μηχανικοί περιγράφουν πώς μπορεί να «αισθάνεται» το νερό με τον αριθμό Reynolds, ο οποίος συγκρίνει τη σχετική σημασία της αδράνειας και του ιξώδους (αντίσταση) για ένα δεδομένο υγρό που ρέει με δεδομένη ταχύτητα. Όσο μεγαλύτερος είναι αυτός ο αριθμός, τόσο πιο σημαντική είναι η αδράνεια σε σχέση με την έλξη. Οι αναταράξεις (το λευκό, ασταθές, αφρώδες νερό που βλέπετε γύρω από τα ταχύπλοα) εμφανίζεται όταν ο αριθμός Reynolds είναι μεγάλος, τουλάχιστον μερικές εκατοντάδες.

Με αυτό μπορείτε να συμπεράνετε ότι η ανθρώπινη κολύμβηση χαρακτηρίζεται από έναν αριθμό που είναι κάπου μικρότερος από μερικές χιλιάδες για κολυμβητές όπως εγώ και κάπου περισσότερο από αυτό για τους Ολυμπιονίκες. Για τα βακτήρια, ο αριθμός Reynolds αποδεικνύεται ότι είναι περίπου 0,001. Αυτό σημαίνει ότι η αδράνεια είναι σχεδόν 1 δισεκατομμύριο φορές λιγότερο σημαντική για αυτούς από ό,τι για εμάς τους ανθρώπους.

Για να αναδημιουργηθεί η εμπειρία ενός βακτηρίου στο νερό, ένας άνθρωπος μέσου μεγέθους θα πρέπει να βυθιστεί σε μελάσα και να κολυμπήσει με περίπου 1 εκατοστό το λεπτό. Αν σταματούσαν ξαφνικά, θα έφταναν λιγότερο από ένα χιλιοστό πριν σταματήσουν. δηλαδή η απόσταση ακτοπλοΐας θα έπρεπε να μετρηθεί με μικροσκόπιο. Ο χρόνος που δαπανάται για την παράκαμψη θα ήταν επίσης μικρός, κάπου της τάξεως των μικροδευτερόλεπτων, που είναι ο χρόνος μεταξύ των αναλαμπές σε ένα στροβοσκοπικό φως. Ομοίως, ένα βακτήριο που ταξίδευε με τελική ταχύτητα και ξαφνικά σταμάτησε θα έφτανε το ένα δέκατο του angstrom, περίπου στο μέγεθος ενός ατόμου. Σε έναν κόσμο με χαμηλούς αριθμούς Reynolds, η νωχελική εκτέλεση του ύπτιο κατά τη διάρκεια ενός έτους σας οδηγεί στο σημείο να ολοκληρώσετε το χτύπημα σε ένα δευτερόλεπτο.

Όταν η αδράνεια δεν έχει πλέον σημασία, όροι όπως η μάζα, η επιτάχυνση και η δύναμη χάνουν τη σημασία τους. Δηλώσεις όπως ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα (η δύναμη ισούται με τη μάζα επί την επιτάχυνση) είναι αμφιλεγόμενες. Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα για ένα βακτήριο είναι μηδέν ίσον μηδέν. Δεν υπάρχει επιτάχυνση, αφού τα βακτήρια αποκτούν τη σταθερή ταχύτητα κολύμβησης σχεδόν αμέσως μόλις αρχίσουν να κολυμπούν και τη χάνουν αμέσως όταν σταματούν. Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα, ότι τα αντικείμενα σε κίνηση παραμένουν σε κίνηση μέχρι να ληφθούν μέτρα, γίνεται παράλογος. το μόνο που γνωρίζουν τα βακτήρια είναι ότι αν δεν κολυμπάς, στέκεσαι ακίνητος. Κανένας μικροοργανισμός δεν μπορεί να μετακινηθεί δωρεάν. Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα, ότι κάθε δράση έχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση, γίνεται κάτι σαν ταυτολογία, γιατί δεν υπάρχουν πλέον ενέργειες.

Στον κόσμο των βακτηρίων, η φυσική περιγράφεται καλύτερα από τον Αριστοτέλη, ο οποίος αρνήθηκε την ύπαρξη αδράνειας.

Με εξέπληξε η ικανότητα των βακτηρίων -που ο ανακάλυψε τους, van Leeuwenhoek, ονόμασε "cavorting wee beasties"- να σπάσουν έναν από τους ακρογωνιαίους λίθους της κλασικής φυσικής. Βλέποντας αυτό, ο επικεφαλής της ομάδας που σκιάζα με καθοδήγησε σε μια σειρά άρθρων που γράφτηκαν τη δεκαετία του 1990 από νομπελίστες φυσικούς. Τα άρθρα απέδειξαν ότι η φυσική που διέπει τους μικροοργανισμούς της κολύμβησης ήταν πανομοιότυπη με τη φυσική που διέπει την κβαντική μηχανική ορισμένων υποατομικών σωματιδίων. Περιέγραψαν ακόμη και κάτι απλό και συγκεκριμένο -την ταχύτητα και την τροχιά ενός συγκεκριμένου φυκιού- με τη θεωρία του μετρητή, ένα από τα τσιτάτα με τα οποία είχα εμποτιστεί ως προπτυχιακός. Το γεγονός ότι τα βακτήρια διέπονται από μια θεωρία μετρητή είναι ακριβώς αυτό που τους επιτρέπει να κινούνται χωρίς δυνάμεις και να παρακάμπτουν τους νόμους του Νεύτωνα.

Αυτό ήταν ένα άλλο μεγάλο μάθημα για μένα, όχι μόνο στη φυσική και στα μαθηματικά αλλά στην κοινωνιολογία και την ταυτότητα. Διαπίστωσα ότι οι φυσικοί δεν είναι υποχρεωμένοι να μελετούν ορισμένα αντικείμενα , αλλά μάλλον εφαρμόστε ορισμένα εργαλεία και τρόπους σκέψης σε κάθε είδους αντικείμενο σε οποιοδήποτε τομέα ενδιαφέροντος. Η θεωρία των μετρητών δεν ήταν μόνο για την κβαντική μηχανική, θα μπορούσε επίσης να είναι για μικροοργανισμούς και άλλα αντικείμενα πιο κοντά στο δικό μας μέγεθος.

Με τεράστια βοήθεια από την ομάδα στο UCSD, πήρα Ph.D. πρόγραμμα στο Πανεπιστήμιο Brown. Οι νέοι συνάδελφοί μου οικειοποιήθηκαν όμορφα εργαλεία από τη θεωρητική φυσική για να μελετήσουν μακροσκοπικά θέματα όπως η κολύμβηση, το τσαλάκωμα των κουρτινών παραθύρων και ο σχηματισμός δέντρων και οστών. Το να μάθω να αναγνωρίζω δομές της θεωρητικής φυσικής σε ασυνήθιστα μέρη με προετοίμασε για την ανακάλυψή μου ότι, όπως οι μικροοργανισμοί, τα ανθρώπινα όντα είναι επίσης ικανά να υπερβούν τους νόμους του Νεύτωνα.

Στο πρώτο μου έτος στο Brown, άρχισα να μαθαίνω τάι τσι για να διώξω το άγχος του μεταπτυχιακού. Είχα αποκτήσει εμμονή με τα προβλήματα που δούλευα και είχα γίνει σαν επιστήμονας κινουμένων σχεδίων που τραβάει μανιακά τα μαλλιά του κοιτάζοντας έναν τεράστιο μαυροπίνακα γεμάτο με μουντζούρες. Το Τάι Τσι διαφήμιζε την ικανότητα να αφήνεις να φύγει, καθώς και έναν ορισμένο μυστικισμό και έκκληση στους αθλητικά ανίκανους.

Κατά τη διάρκεια της αρχικής εκπαίδευσης, έμαθα πράγματι να χαλαρώνω και να ξεχνάω τη δουλειά μου. Αλλά έλαβα ένα εντελώς διαφορετικό όφελος όταν εισήχθηκα στην κοινή άσκηση tai chi δύο ατόμων, γνωστή ως tuishou , που μεταφράζεται ως "Push Hands" (ή "Pushing Hands"). Μπορεί να εκτελεστεί είτε συλλογικά, για λόγους χαλάρωσης, είτε αγωνιστικά. Ο στόχος των ανταγωνιστικών Push Hands είναι απλός:Οι αγωνιζόμενοι αντιμετωπίζουν ο ένας τον άλλον και προσπαθούν να εξισορροπήσουν ο ένας τον άλλον χωρίς τη χρήση χτυπημάτων, αρπαγών και χωρίς ώθηση κάτω από τη μέση ή πάνω από την κλείδα. Η αναδιάταξη των δύο διαγωνιζομένων αναμένεται να είναι ομαλή και συνεχής, χωρίς να υπάρχουν οι μυϊκές αναβολές άλλων αγώνων αγώνων.

Το κλειδί για την εκγύμναση Push Hands είναι να μάθετε πώς να μην πιάνετε ψηλά όταν έχετε μυϊκούς μύες, αλλά να χαλαρώνετε και να οδηγείτε τον αντίπαλο «στο κενό»:χειρισμός της ευθυγράμμισης του αντιπάλου έτσι ώστε η εισερχόμενη ώθηση ή το τράβηγμα του να ανακατευθύνεται με ασφάλεια μακριά από το κέντρο μάζας του ασκούμενου. Στα αρχικά στάδια είναι δύσκολο να αναγνωρίσουμε ποια στοιχεία του σώματος είναι σφιχτά και ποια χαλαρά, ακόμη και στον εαυτό μας - μπορεί να χρειαστούν χρόνια μελέτης και εξάσκησης ρουτίνες tai chi για να γίνει αυτό. Αυτό είναι ένα απολύτως απαραίτητο συστατικό της προπόνησης, καθώς κάθε ένταση παρέχει μια άμεση γραμμή στο κέντρο μάζας κάποιου:Είναι σαν να έχεις μια χαλύβδινη ράβδο (το σφιχτό άκρο ή την άρθρωση) επισφαλώς συνδεδεμένη σε μια δομή που κλίνει (τον κορμό). Επειδή η ράβδος δεν τεντώνεται ή λυγίζει, οποιοσδήποτε μπορεί να τραβήξει τη δομή προς τα κάτω πιέζοντας ή τραβώντας τη ράβδο.

Στη συνέχεια, ένας υποψήφιος αθλητής Push Hands πρέπει να μάθει να αναγνωρίζει αυτές τις σφίξεις σε άλλο άτομο με την αφή και με την όραση. Αυτό συνήθως διευκολύνεται από προκαθορισμένες, συνεργατικές ασκήσεις Push Hands που εκπαιδεύουν την ικανότητα του ting , που σημαίνει ακούγοντας — Μαθαίνοντας να ερμηνεύεις την πρόθεση και την ευθυγράμμιση του σώματος ενός αντιπάλου απτικά μέσα από τα σημεία αμοιβαίας επαφής. Η αξία αυτής της ικανότητας είναι τόσο μεγάλη που οι συμμετέχοντες αποθαρρύνονται από τη διακοπή της επαφής.

Το Push Hands σας προκαλεί να κινηθείτε και να παραμορφώσετε το σώμα σας για να διαλύσετε την εισερχόμενη δύναμη. Χωρίς δύναμη σημαίνει χωρίς αδράνεια. Όταν δεν υπάρχει αδράνεια, υπάρχει ασάφεια στον ορισμό των όρων που σχετίζονται με τη μάζα. Έννοιες όπως το «κέντρο μάζας» γίνονται ασαφείς. Εάν δεν μπορείτε να νιώσετε μια μηχανική σύνδεση με το κέντρο του αντιπάλου σας, δεν μπορείτε να πείτε με βεβαιότητα πού βρίσκεται το κέντρο του - μπορεί να είναι στο κεφάλι του, το αριστερό του ροζ ή οπουδήποτε αλλού.

Όλα αυτά με κατέκλυσαν με μια αίσθηση déjà vu. Η αναγνώριση κάτι οικείου που κρυφοκοίταζε πίσω από τη μάσκα ήταν άμεση, αλλά μου πήρε λίγο χρόνο για να το επεξεργαστώ, γιατί για πρώτη φορά δεν σκεφτόμουν την έρευνά μου με στυλό και χαρτί—το ένιωθα με τα χέρια, τα χέρια μου, δάχτυλα, πόδια. Τελικά, συνειδητοποίησα:Τα βακτήρια ήταν κύριοι στο τάι τσι.

Όπως ένας ειδικός επαγγελματίας του τάι τσι, τα βακτήρια στερούνται επίσης κέντρο μάζας. Εάν είστε βακτήριο και προσκρούσετε σε άλλο βακτήριο, η κίνηση είναι ίδια είτε νομίζετε ότι το κέντρο μάζας βρίσκεται στο κεφάλι σας είτε στο μαστίγιο σας. Όταν δύο βακτήρια έρχονται σε επαφή, κολλάνε και προσκολλώνται και κινούνται χωρίς να ασκούν δύναμη το ένα στο άλλο. Μερικές φορές για να εξουδετερώσουν αυτές τις δυνάμεις χρειάζεται να παραμείνουν μαζί για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, σχεδόν επ 'αόριστον. Κατά κάποιο τρόπο τα βακτήρια «ξέρουν πώς να κινούνται» για να μην ασκούν δύναμη το ένα στο άλλο. Είναι κύριοι της εξουδετέρωσης.

Επίσης, όπως οι ασκούμενοι του Push Hands, κάνουν το φαινομενικά αδύνατο:εξουδετερώνουν κάθε δύναμη, ενώ εξακολουθούν να επιτυγχάνουν κάποιο είδος κίνησης. Επιταχύνουν και επιβραδύνουν και αλλάζουν κατευθύνσεις σε μια δεκάρα. Ο Νεύτωνας απαγορεύει να συμβεί αυτό απουσία δυνάμεων.

Αυτή η συζήτηση μεταξύ δύναμης και κίνησης μου δίδαξε τη μοναδική διαφορά μεταξύ βακτηριακής κολύμβησης και Push Hands. Στα Push Hands ασκούμε τελικά μεγάλες δυνάμεις αφού κερδίσουμε μια πλεονεκτική θέση. Παρόμοιες στρατηγικές μπορούν να φανούν έξω από το τάι τσι, όπως η τεχνική του Μοχάμεντ Άλι «σχοινί-α-ντόπα» για προσκόλληση και ιππασία με γροθιές χρησιμοποιώντας την ελαστικότητα των σχοινιών δακτυλίου για να διασκορπιστεί η εισερχόμενη ενέργεια, η οποία οδηγεί σε τεράστιες δυνάμεις στην επακόλουθη αντί- γροθιά. Με μια φράση, η βακτηριακή κίνηση του ασκούμενου έπρεπε να εγκαταλειφθεί ακριβώς όταν θα μεγιστοποιούσε το πλεονέκτημα.

Αυτό με οδήγησε να αναρωτηθώ – άντεξαν οι μικροοργανισμοί να μάθουν κάτι από τους επαγγελματίες του τάι τσι; Πώς θα συμπεριφερόντουσαν αν τους επιτρεπόταν ξαφνικά να ασκήσουν βία έγκαιρα και στρατηγικά; Για να το καταλάβω αυτό, έπρεπε να τους μυήσω σε κάποια νέα φυσική. η θεωρία του μετρητή της κολύμβησης που στην αρχή με είχε ενθουσιάσει ήταν τώρα το κύριο εμπόδιο στο να διδάξω στα μικρά μου θηρία να χρησιμοποιούν δύναμη το ένα στο άλλο.

Αυτό το απροσδόκητο κίνητρο από τις πολεμικές τέχνες έγινε η κύρια ώθηση της διδακτορικής μου έρευνας. Ξεκίνησα να μελετήσω νέα περιβάλλοντα για βακτήρια στα οποία η φυσική τους είναι ελαφρώς διαφορετική. Σε αυτά τα περιβάλλοντα - όπως απλά υγρά σε ασυνήθιστες γεωμετρίες ή ασυνήθιστα υγρά σε απλές γεωμετρίες - τα βακτήρια θα μπορούσαν να κάνουν χρήσιμη εργασία για τον άνθρωπο, συμπεριλαμβανομένης της συναρμολόγησης και ρυμούλκησης μικρών παρτίδων φαρμάκων ή της τροφοδοσίας μικροσκοπικών μηχανών. Αυτό γίνεται δυνατό όταν διαλύουμε τη συμβατική φυσική με έναν προ-προγραμματισμένο τρόπο, όπως ο ασκούμενος του Push Hands παραβιάζει τους κανόνες της εξουδετέρωσης όταν το πλεονέκτημα έχει κερδίσει.

Ιδέες σαν αυτές διεισδύουν τώρα σε πολλές κατευθύνσεις και τελικά θα οδηγήσουν στην κατασκευή χρήσιμων μικροσκοπικών συσκευών. Η ικανότητα ενεργοποίησης δυνάμεων που επιτρέπουν στα βακτήρια να διαχωριστούν από αντικείμενα μετά την προσκόλληση και την προσκόλληση θα μπορούσε να τους επιτρέψει να ρυμουλκήσουν φορτίο, για παράδειγμα ένα ωφέλιμο φορτίο χημειοθεραπευτικών μορίων απευθείας σε έναν όγκο, που παραδίδεται χωρίς να βομβαρδίζει τον υγιή ιστό. (Τα βακτήρια μπορούν να διαχωριστούν χωρίς τη βοήθειά μας, αλλά ο μηχανισμός είναι λίγο ασαφής και περιλαμβάνει την έκκριση πολλών διαφορετικών χημικών ουσιών.) Ή μικροί κολυμβητές (φυσικοί ή κατασκευασμένοι) θα μπορούσαν να χειριστούν και να συναρμολογήσουν σωματίδια φαρμάκου ή άλλα μικρά μόρια σε περίπλοκα σχέδια , ακόμα και σε απόσταση, λόγω των ροών που δημιουργούν όταν ασκούν δύναμη. Ένα βακτήριο θα μπορούσε, με αυτόν τον τρόπο, όχι μόνο να συγκεντρώσει αντικαρκινικά φάρμακα από ορισμένα βασικά συστατικά, αλλά και να τα μεταφέρει σε έναν όγκο, να τον απελευθερώσει και να επαναλάβει τη διαδικασία μέχρι να ολοκληρωθεί η θεραπεία.

Η μελέτη του τάι τσι έκανε κάτι περισσότερο από την καθοδήγηση της έρευνάς μου - άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο κάνω έρευνα. Η δυτική φιλοσοφία τείνει να διαχωρίζει το σύμπαν σε παρατηρητή και παρατηρούμενο, με μικρή αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο. Βλέποντας βακτήρια και τάι τσι να ενημερώνονται αμοιβαία το ένα το άλλο, μου έδωσε μια προοπτική για έναν πιο ισότιμο τρόπο άσκησης της φυσικής, εστιάζοντας στις συνδέσεις .

Υπάρχει αρκετή αφέλεια στην εύρεση συνδέσεων μεταξύ βακτηρίων και κινεζικών πολεμικών τεχνών. Αλλά αυτού του είδους η αφέλεια είναι κεντρική στο πώς γίνεται η θεωρητική φυσική, και η υποχώρηση σε αυτήν για μια στιγμή με οδήγησε σε κάτι βαθύτερο. Άρχισα να γράφω προσχέδια και προσχέδια για κάτι , κάποια τρελή ιδέα της παιδαγωγικής της φυσικής χρησιμοποιώντας τεχνικές σώματος. Άρχισα να φωνάζω στους φίλους και τους συναδέλφους μου για μια «φυσική από το σώμα." Για μένα η σύνδεση μεταξύ του τάι τσι, των βακτηρίων και της μαθηματικής ιδέας της θεωρίας μετρητών φαίνεται πιο βαθιά από τυχαίες συνδέσεις μεταξύ των ενδιαφερόντων μου ή υποδηλωτικές μικρές ιδέες που οδήγησαν την έρευνά μου σε μεγάλα προβλήματα.

Έχω καταλήξει να εκτιμώ το σώμα ως διάνυσμα της γνώσης, μια πηγή ξεχωριστή από τα μάτια που διαβάζουν βιβλία και τα αυτιά που ακούν διαλέξεις. Υπό αυτή την έννοια, είναι το πιο προσιτό διάνυσμα που έχουμε. Όλοι έχουν ένα σώμα, αλλά δεν έχουν όλοι πρόσβαση σε βιβλία ή διαλέξεις. Πιστεύω πραγματικά ότι οι σκοτεινές ιδέες που θεωρούνται τώρα ως η προέλευση των μαθηματικών μπορούν να γίνουν παγκοσμίως προσβάσιμες, τουλάχιστον μέσω της αναλογίας. Εάν μπορείτε να συνδέσετε τους λόγους για τους οποίους ένα υποατομικό σωματίδιο συμπεριφέρεται με έναν συγκεκριμένο τρόπο με το γιατί εσείς και το σώμα σας συμπεριφέρεστε με έναν συγκεκριμένο τρόπο, τότε ίσως θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε τον κόσμο στον οποίο ζείτε λίγο καλύτερα, ακόμα κι αν παραβιαστούν οι μικροσκοπικές λεπτομέρειες. το χαλί. Ή, ακόμα καλύτερα, ίσως θα σας κάνει θέλετε για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτόν τον κόσμο.

Η αναγνώριση αυτής της σύνδεσης με έκανε επίσης να νιώσω ότι έχω ένα συγκεκριμένο μέρος ή ρόλο, που δεν περιγράφεται απαραίτητα με τον όρο «φυσικός». Αυτή η λέξη έχει έναν δύσκολο και αδύναμο ορισμό που έχει τις ρίζες της στην κοινωνιολογία και τη λαϊκή γνώμη και με είχε κάνει να αμφιβάλλω για τον εαυτό μου. Τα είδη των πραγμάτων για τα οποία ενδιαφέρονται τώρα οι επιστήμονες έχουν από καιρό επισκιάσει αυτήν την ορολογία, και το πεδίο σήμερα αξίζει μια αλλαγή νοοτροπίας και ορολογίας. Αυτή η νέα νοοτροπία θα πρέπει να έχει ένα νέο όνομα:Το "Thinker" είναι εντελώς πολύ προσχηματικό, επομένως θα επιλέξω το "connector".

Ένας σύνδεσμος είναι κάποιος που παρατηρεί τη σύνδεση μεταξύ των πραγμάτων. Η σύνδεση είναι ίσως η πιο πολύτιμη δεξιότητα για τη φυσική και που την κατέχουν πολλοί από τους ήρωές της—η λαϊκή λογοτεχνία είναι γεμάτη παροιμία σχετικά με τον Φάινμαν που ανακαλύπτει αρχές της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής περιστρέφοντας πιάτα στην τραπεζαρία του Cornell και τον Αϊνστάιν ανακαλύπτοντας πτυχές του Brownian του. θεωρία κίνησης παίζοντας με τη σούπα. Οι επιστημονικές ανακαλύψεις είναι τυλιγμένες σε μια προσωπική αφήγηση - μερικές φορές είναι κάτι τόσο βαρετό όσο το να κοιτάς έναν μαυροπίνακα για εκατοντάδες ώρες, αλλά πιο συχνά υπάρχουν μικρές ανακαλύψεις που συμβαίνουν στο ντους, ενώ κάνεις μπόουλινγκ, ενώ παρακολουθείς τα σχέδια που σχηματίζουν τα πουλιά καθώς πετούν .

Αυτές οι μικρές συνδέσεις σπάνια γίνονται εκδόσεις, σπάνια συζητούνται σε ομιλίες αποδοχής Νόμπελ. Αλλά κατά μία έννοια είναι το πιο σημαντικό μέρος της ιστορίας όχι μόνο επειδή είναι το πιο ανθρωπιστικό και προσβάσιμο, αλλά επειδή αντικατοπτρίζουν τη φύση της επιστημονικής ανάπτυξης. Και αν αυτό είναι αλήθεια, τότε οι καθημερινές δραστηριότητές μας δεν είναι τόσο διαφορετικές όσο θα μπορούσαμε να σκεφτούμε από τη συντριβή ατόμων για να μαντέψουμε πώς γεννήθηκαν τα πρώτα αστέρια. Όπως το γιν και το γιανγκ, συνήθως πάνε χέρι-χέρι, είτε το παρατηρούμε είτε όχι.

Ο Μάντισον Κρίγκερ έλαβε πρόσφατα το διδακτορικό του. στη μηχανική από το Πανεπιστήμιο Μπράουν και είναι επί του παρόντος μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πρόγραμμα Εξελικτικής Δυναμικής του Χάρβαρντ.

Αναφορές

1. Purcell, E.M. Life at low Reynold’s number. American Journal of Physics 45 , 3-11 (1977).

2. Shapere, A. &Wilczek, F. Γεωμετρία αυτοπροώθησης σε χαμηλό αριθμό Reynolds. Journal of Fluid Mechanics 198 557-585 (1989).

3. Shapere, A. &Wilczek, F. Αποδοτικότητα αυτοπροώθησης σε χαμηλό αριθμό Reynolds. Journal of Fluid Mechanics 198 , 587-599 (1989).


Η Κβαντομηχανική της Τύχης

Ο αντικειμενικός κόσμος απλώς είναι , δεν συμβαίνει », έγραψε ο μαθηματικός και φυσικός Hermann Weyl το 1949. Από την άποψή του, το σύμπαν είναι διατεταγμένο στο χρόνο με την ίδια βεβαιότητα όπως είναι διατεταγμένο στο διάστημα. Ο χρόνος δεν περνά, και το παρελθόν και το μέλλον είναι τόσο αληθινά όσ

Διατρέχετε μεγαλύτερο κίνδυνο να σας χτυπήσει κεραυνός εάν κάνετε piercing;

Ο κεραυνός είναι ένα φυσικό φαινόμενο που συχνά συζητείται και φοβάται. Είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα που σχηματίζεται κυρίως μέσα στα σύννεφα, αλλά μερικές φορές μπορεί να σχηματιστεί μεταξύ των νεφών και του εδάφους. Λέγεται συχνά ότι αν έχετε τρύπημα μετάλλου στο άτομό σας, είναι πιο πιθανό να σας χτ

Ακολουθία Fibonacci

Οι αριθμοί Fibonacci, που συνήθως συντομεύονται ως Fn , είναι μια μαθηματική σειρά στην οποία κάθε αριθμός είναι το άθροισμα των δύο προηγούμενων. Η σειρά αρχίζει συνήθως με το 0 και το 1, ενώ ορισμένοι συγγραφείς παραλείπουν τους δύο πρώτους όρους και ξεκινούν με 1 και 1 ή 1 και 2. Ακολουθούν οι επ