Det omöjligas fysik
 Omslag
| |
| Författare | Michio Kaku |
|---|---|
| Språk | engelsk |
| Genre | Facklitteratur |
| Utgivare | Doubleday Publishing |
Publiceringsdatum |
2008 |
| Mediatyp | Skriv ut ( inbunden , pocket ) |
| ISBN | 978-0-385-52069-0 |
| OCLC | 157023258 |
| 530 22 | |
| LC klass | QC75 .K18 2008 |
| Föregås av | Parallella världar |
| Följd av | Framtidens fysik |
Physics of the Impossible: A Scientific Exploration Into the World of Phasers, Force Fields, Teleportation, and Time Travel är en bok av den teoretiske fysikern Michio Kaku . Kaku använder diskussioner om spekulativa tekniker för att introducera ämnen om grundläggande fysik för läsaren. Ämnet osynlighet blir en diskussion om varför ljusets hastighet är långsammare i vatten än i vakuum, att elektromagnetism liknar krusningar i en damm, och Kaku diskuterar nyutvecklade kompositmaterial . Ämnet Star Trek "phasers" blir en lektion om hur lasrar fungerar och hur laserbaserad forskning bedrivs. Omslaget till hans bok föreställer en TARDIS , en enhet som används i den brittiska science fiction-tv-showen Doctor Who för att resa i rum och tid, i dess förklädnad som en polislåda , som kontinuerligt passerar genom en tidsslinga . Med varje diskussion om science fiction-teknikämnen förklarar han också "hindren för att förverkliga dessa science fiction- koncept som verklighet".
Begreppet omöjlighet
Enligt Kaku förklarades tekniska framsteg som vi idag tar för givna omöjliga för 150 år sedan. William Thomson Kelvin (1824–1907), en matematisk fysiker och skapare av Kelvin-skalan sa offentligt att flygmaskiner "tyngre än luft" var omöjliga. "Han trodde att röntgenstrålar var en bluff, och den radion hade ingen framtid." På samma sätt trodde Ernest Rutherford (1871–1937), en fysiker som experimentellt beskrev atomen , att atombomben var omöjlig och han jämförde den med månsken (en galen eller dåraktig idé). TV, datorer och internet skulle verka otroligt fantastiska för folket från 1900-talet. Svarta hål ansågs vara science fiction och till och med Albert Einstein visade att svarta hål inte kunde existera. 1800-talets vetenskap hade bestämt att det var omöjligt för jorden att vara miljarder år gammal . Även på 1920- och 1930-talen Robert Goddard hånad för att man trodde att raketer aldrig skulle kunna ta sig ut i rymden .
Sådana framsteg ansågs omöjliga eftersom fysikens och vetenskapens grundläggande lagar inte förstods så bra som de senare skulle bli. Kaku säger att "som fysiker lärde han sig att det omöjliga ofta är en relativ term." Genom denna definition av "omöjligt" ställer han frågan "Är det inte rimligt att tro att vi en dag kan bygga rymdskepp som kan resa avstånd på ljusår, eller tror att vi kan teleportera oss själva från en plats till en annan?"
Typer av omöjligheter
Varje kapitel namnges av en möjlig, eller osannolik, framtidens teknik. Efter en titt på utvecklingen av dagens teknik diskuteras hur denna avancerade teknik kan bli verklighet. Kapitlen blir något mer generella mot slutet av boken. Vissa av våra nuvarande teknologier förklaras och extrapoleras sedan till futuristiska tillämpningar. I framtiden är nuvarande teknologier fortfarande igenkännbara, men i en något förändrad form. Till exempel, när han diskuterar framtidens kraftfält, skriver Dr. Kaku om banbrytande laserteknik och nyutvecklade plasmafönster . Det är två av flera teknologier som han ser som krävs för att skapa ett kraftfält. För att skapa ett kraftfält skulle dessa kombineras i en något förändrad form, till exempel mer exakt eller kraftfullare. Dessutom förblir denna diskussion om kraftfält, såväl som om pantheonen av mycket avancerad teknik, så trogen de ursprungliga koncepten (som hur allmänheten generellt föreställer sig avancerad teknologi) som möjligt, samtidigt som den förblir praktisk. Kaku avslutar sin bok med en kort epilog som beskriver de nyaste gränserna inom fysiken och hur det fortfarande finns mycket mer att lära om fysiken och vårt universum.
fysikens grundläggande lagar idag kan de uppfatta eller föreställa sig en grundläggande översikt över framtida teknologier som kan fungera. Kaku skriver: "Fysiker idag förstår fysikens grundläggande lagar som sträcker sig över svindlande fyrtiotre storleksordningar, från protonens inre ut till det expanderande universum." Han fortsätter med att säga att fysiker kan skilja mellan framtida teknologier som bara är osannolika och de teknologier som verkligen är omöjliga. Han använder ett system av klass I, klass II och klass III för att klassificera dessa science-fiction framtida teknologier som tros vara omöjliga idag.
Klass I omöjligheter
Klass I-omöjligheter är "teknologier som är omöjliga idag, men som inte bryter mot fysikens kända lagar." Kaku spekulerar i att dessa tekniker kan bli tillgängliga i någon begränsad form inom ett eller två århundraden.
Sköldar upp! Ett av kommandona som används av kapten Kirk i tv-serien Star Trek . Kraftfält är avgörande för att överleva alla slag i den fiktiva världen, men vad exakt är kraftfält? Inom science fiction är kraftfält väldigt rakt fram, men att göra en frånstötande kraft verkar omöjlig att göra i ett labb. Tyngdkraften förekommer i listan med fyra krafter i Kakus bok. Tyngdkraften fungerar som raka motsatsen till ett kraftfält, men har många liknande egenskaper. Hela planeten håller oss stående på marken och vi kan inte motverka kraften genom att hoppa.
En framtida teknik som kan ses inom en livstid är en ny avancerad stealth-teknik. Detta är en klass I-omöjlighet. 2006 kunde Duke University och Imperial College böja mikrovågor runt ett föremål så att det skulle framstå som osynligt i mikrovågsområdet. Objektet är som ett stenblock i en bäck. Nedströms har vattnet konvergerat på ett sådant sätt att det inte finns några tecken på ett stenblock uppströms. På samma sätt konvergerar mikrovågorna på ett sådant sätt att det för en observatör från vilken riktning som helst inte finns några bevis på ett föremål. 2008 kunde två grupper, en vid Caltech och den andra vid Karlsruhe Institute of Technology , böja rött ljus och blågrönt av det synliga spektrumet. Detta gjorde att objektet framstod som osynligt i det röda och blågröna ljusområdet. Detta var dock bara på mikroskopisk nivå.
Teleportering är en klass I-omöjlighet, eftersom den inte bryter mot fysikens lagar, och kan möjligen existera på en tidsskala av ett sekel. 1988 teleporterade forskare först information på kvantnivå. Från och med 2018 kan information till exempel teleporteras från Atom A till Atom B. Men det här är inget som att stråla kapten Kirk ner till en planet och tillbaka. För att göra det skulle en person behöva lösas upp atom för atom och sedan återmaterialiseras i andra änden. På en skala av ett decennium kommer det förmodligen att vara möjligt att teleportera den första molekylen, och kanske till och med ett virus.
Klass II omöjligheter
Klass II-omöjligheter är "tekniker som sitter i yttersta kanten av vår förståelse av den fysiska världen", som det kan ta tusentals eller miljoner år att bli tillgängliga.
En sådan teknik är tidsresor. Einsteins ekvationer visar att tidsresor är möjliga. Detta skulle dock inte utvecklas under en tidsskala av århundraden eller ens årtusenden från och med nu. Detta skulle göra det till en klass II omöjlighet. De två stora fysiska hindren är energi och stabilitet. Att resa genom tiden skulle kräva hela energin från en stjärna eller ett svart hål. Frågor om stabilitet är: kommer strålningen från en sådan resa att döda dig och kommer "öppningen" förbli öppen så att du kan komma tillbaka? Enligt Dr. Kaku i en intervju, "har den seriösa studien av det omöjliga ofta öppnat rika och oväntade vetenskapsområden".
Klass III omöjligheter
Klass III-omöjligheter är "tekniker som bryter mot fysikens kända lagar." Kaku skriver bara om två av dessa, evighetsrörelsemaskiner och precognition . Utveckling av dessa teknologier skulle representera en grundläggande förändring i människans förståelse av fysiken.
Reception
Bryan Appleyard anser att denna bok är en demonstration av förnyat förtroende för fysikens möjligheter. Han ser också boken som en skildring av hur allmänheten tror på en särskilt optimistisk syn på framtiden. När han diskuterar bokens författare, skriver han, " Kaku , när han är på hemmaplan, är en effektiv och begåvad dramatiker av mycket komplexa idéer. Om du vill veta vad implikationerna skulle bli av rumstemperatursupraledare, eller allt om tachyoner , partiklar som resa snabbare än ljusets hastighet och passera genom alla punkter i universum samtidigt, då är det här platsen att ta reda på."
För Appleyard är det intressant att den här boken använder Sci-Fi-teknik för att öppna dörren till verklig vetenskap. Men, skriver han, det har också den extra effekten att de gör upptäckter som annars skulle kunna bli oklara som ger oss en känsla av att vara närmare den optimistiska framtiden. När du böjer mikrovågor runt ett föremål, snarare än att bara vara ett obskyrt fysikexperiment, skapar det en känsla av att en Star Trek cloaking-enhet är precis runt hörnet. Ett lika obskyrt subatomärt experiment betyder att vi snart kommer att säga, " Beam me up Scotty ." Han skriver att i detta avseende hjälper den här boken till att "upprätthålla vår känsla av en ökande acceleration in i en framtid som måste vara radikalt annorlunda än nuet."
Enligt Appleyard är denna radikalt annorlunda och bättre framtid "... det som ligger i kärnan i den här typen av böcker. Framtiden, tänkt som ett område där samtida problem har lösts, är den primära, men vanligtvis okända, tron" som folk alltid har haft."
Se även
- The Physics of Star Trek , en liknande bok av fysikern Lawrence M. Krauss
- Metamaterial
- Lista över fysiker
- Kvantteleportering
- Interstellära resor
- Supersträngteori
- Supersymmetri
- Lista över teoretiska fysiker
- M. Kaku (2008). Physics of the Impossible: A Scientific Exploration Into World of Phasers, Force Fields, Teleportation and Time Travel . Dubbeldag . ISBN 978-0-385-52069-0 .