Menu nawigacji stronami

Recenzje książek. Wszystko dla miłośników książek

Ciemna strona światła. Tunel Zagłady - Patronat MoznaPrzeczytac.pl

Teoretyczne minimum. Co musisz wiedzieć, żeby zacząć zajmować się fizyką – Leonard Susskind, George Hrabovsky

Recenzja książki Teoretyczne minimum. Co musisz wiedzieć, żeby zacząć zajmować się fizyką - Leonard Susskind, George Hrabovsky

Teoretyczne minimum. Co musisz wiedzieć, żeby zacząć zajmować się fizyką
Leonard Susskind, George Hrabovsky

Decydując się na tę książkę, jako pasjonat nauk przyrodniczych, chciałem poukładać swoje wiadomości na temat fizyki i poznać czym jest tytułowe “minimum” z tego zakresu wiedzy. Ostatecznie dostałem bardzo dobry wykład na temat fizyki teoretycznej, który został skompresowany do jednej, niewielkiej ale też treściwej książki. I to bez żadnych kompromisów i uproszczeń, bo materiał nie jest wcale bardzo okrojony i zawiera właśnie to, co każdy amator fizyki wiedzieć powinien. 

Mottem przewodnim opracowania jest cytat z “Essai philosophique sur les probabilités” Pierre’a Simona de Laplace’a dotyczący determinizmu w fizyce klasycznej:

Umysł, który w danym momencie znałby wszystkie siły natury i położenie wszystkich obiektów z których natura jest zbudowana, gdyby był ponadto wystarczająco potężny aby móc te dane przeanalizować, mógłby jednym wzorem opisać ruch największych ciał niebieskich i najmniejszych atomów. Dla takiego umysłu nic nie byłoby niewiadomym i całą przyszłość i przeszłość miałby przed swymi oczyma.

Pośrednio więc, oprócz poznawana praw fizyki klasycznej zaklętej w aparacie matematycznym, zastanawiamy się wraz z autorami czy faktycznie cały Wszechświat jest w pełni przewidywalny i czy możemy za pomocą wzorów określić jego stan dla każdej chwili. Jednak nie o luźnych rozmyślaniach jest ta książka, a solidnym, z naciskiem na formalizm matematyczny, wstępem i dalszym rozwinięciem do fizyki teoretycznej w najczystszej postaci. I tak, w formie 11 wykładów, zaczynamy naszą podróż mającą na celu uchwycić prawa natury. Teoretycy mogą zacierać ręce…

Na początku mamy jednak powtórkę z matematyki – autorzy serwują nam wstęp matematyczny z zakresu wektorów, pochodnych i całek – czyli to, co jest najbardziej potrzebne do zrozumienia dalszej części książki. Jest to jednak bardziej przypomnienie niż nauczenie tego działu matematyki od zera i osoba, która wcześniej nie miała styczności z analizą matematyczną może mieć trudności z przebrnięciem tego i kolejnych rozdziałów. W dalszej części książka skupia się na kinematyce i dynamice traktującej o ruchu i siłach jakimi ten ruch jest wywołany. W ten sposób poznajemy założenia mechaniki klasycznej, podstawowe prawa i wnioski z nich płynące. Płynnie z zasad dynamiki Newtona przechodzimy przez równanie Eulera-Langrange’a do zasady najmniejszego działania i już do końca książki nie rozstajemy się z tym formalizmem. Poznając nowe definicje przechodzimy od ruchu punktu w jednym wymiarze do bardziej złożonych układów. Pojawiają się współrzędne i pędy uogólnione, przestrzenie stanów i zasady zachowania. Na te ostatnie jest kładziony szczególny nacisk, a zwłaszcza na symetrie jakie są z nimi związane (poznajemy twierdzenie Noether). I tak, analizując zasadę zachowania energii dochodzimy do pojęcia hamiltonianu i całkowicie innego podejścia do mechaniki, czyli do tak zwanego sformułowania hamiltonowskiego. Mając już wprowadzone wszystkie elementy układanki potrzebne do matematycznego opisu ruchu obiektów, autorzy przechodzą do bardziej złożonych tematów – pojawiają się oscylatory, przepływ cieczy oraz siły elektryczne i magnetyczne, gdzie bardzo zgrabnie mamy wytłumaczony sens stosowania operatorów różniczkowych, pół oraz potencjałów wektorowych i jak bardzo są przydatne w fizyce. Na sam koniec, jako dodatek, autorzy serwują nam wyjaśnienie sił centralnych na przykładzie grawitacji i ruchu planet.

Teoretyczne minimum. Co musisz wiedzieć, żeby zacząć zajmować się fizyką

Na uwagę zasługuje fakt, że autorzy nie spłycają swojego wykładu do popularnonaukowej pogadanki – mamy tutaj wzory w postaci różniczkowej i całkowej oraz prawdziwy formalizm używany na co dzień przez fizyków czy to w publikacjach czy wykładach. Dodatkowo, w książce często mamy wstawki z ćwiczeniami, które wymagają dłuższej chwili zastanowienia się i paręnaście dobrych minut obliczeń na kartce.

Książka nie jest adresowana z całą pewnością do osób które nie miały nigdy styczności z analizą matematyczną i wektorami, a fizyka klasyczna mgliście kojarzy się z zasadami dynamiki Newtona. Mamy tu co prawda wstęp matematyczny, który obejmuje wektory, pochodne i całki,  Zresztą autorzy, jak tłumaczą, napisali tę książkę z myślą o osobach które interesują się fizyką, ale z różnych przyczyn nie mogły zacząć związanych z nią studiów. Dlatego też autorzy zakładają, że czytelnik ma pewną bazę pojęć i będzie dalej pogłębiał swoją wiedzę. Stąd “teoretyczne minimum” przedstawione w książce wymaga co najmniej maksimum wiedzy z zakresu matematyki na poziomie liceum, a nawet pierwszego semestru z analizy matematycznej na poziomie studiów nauk ścisłych.

Do lektury jednak trzeba siąść z zapasem czasu i cierpliwości. Nie jest to lekka opowieść o fizyce, jak chociażby w książce “Odkryj smak fizyki” (którą również polecam). Tutaj mamy całkiem co innego. Przeplatające się dość często wzory z treścią raczej nie pozwolą efektywnie czytać “z doskoku”. Świadczy to również o wysokim poziomie merytorycznym książki, ponieważ nie mamy tutaj gotowych wyników końcowych lecz, wraz z autorami, wychodząc często z prostych lub nawet fundamentalnych założeń wyprowadzamy równania i wyciągamy z nich wnioski.

Tłumaczenie zasad fizyki teoretycznej w sposób przystępny, a zarazem poparty matematyką, to nie lada wyczyn i trzeba przyznać, że autorom to się udało. Jednak trzeba mieć te zastrzeżenie, że grupą docelową, która najbardziej skorzysta na lekturze są czytelnicy również pasjonujący się fizyką – czyli po prostu samoucy i ciekawscy natury wszechświata, niezależnie od posiadanego wykształcenia. Należy też zauważyć, że książka nie wyczerpuje tematu i nie ma w niej wnikliwych analiz przypadków, takich jakie byśmy spotkali w toku studiów. Mamy za to mocne podstawy, przez co książka zapełnia lukę pomiędzy poziomem laika i akademika. Na zakończenie, dodam, że jest jeszcze druga część „Teoretycznego minimum„, wprowadzającego czytelnika w świat fizyki kwantowej i właśnie pierwsza część daje solidny fundament pod następną lekturę…

Książkę możecie znaleźć w księgarni BookMaster.com.pl

Informacje o książce:
Tytuł: Teoretyczne minimum. Co musisz wiedzieć, żeby zacząć zajmować się fizyką
Tytuł oryginału: The Theoretical Minimum: What You Need to Know to Start Doing Physics
Autor: Leonard Susskind, George Hrabovsky
ISBN: 9788379611348
Wydawca: Prószyński i S-ka
Rok: 2015

Komentarze

komentarze

Zaprzyjaźnione blogi