Раз, два, три... «Бесконечность: факты и домыслы науки» — научно-популярная книга физика-теоретика Георгия Гамова , впервые опубликованная в 1947 году, но до сих пор (по состоянию на 2020 год[обновлять]) доступная в печатном и электронном форматах. В книге рассматривается широкий спектр фундаментальных концепций математики и науки, написанных на уровне, понятном как ученикам средней школы, так и взрослым «интеллигентным дилетантам». [1] В книгу включено множество иллюстраций, выполненных вручную Гамовым.
Книга объемом 340 страниц состоит из четырех частей и одиннадцати глав. Части следующие: 1 Игра с числами, 2 Пространство, время и Эйнштейн, 3 Микрокосмос, 4 Макрокосмос. В предисловии краткость последней части объясняется предшествующим освещением в предыдущих книгах Гамова « Рождение и смерть Солнца» и «Биография Земли» . В книге 128 иллюстраций, нарисованных Гамовым, «топологически преобразованных» из работ «многочисленных художников и иллюстраторов», которых Гамов поблагодарил в предисловии. Включен четырехстраничный индекс.
В 1961 году вышло новое издание. В предисловии Гамов говорит, что по счастливой случайности издание 1947 года было «написано сразу после ряда важных научных достижений», так что «потребовалось сравнительно немного изменений и дополнений». Например, Хайнц Френкель-Конрат и Робли Уильямс разделили вирус табачной мозаики на безжизненные молекулы, а затем рекомбинировали их в активный вирус. В издании 1965 года рассуждали о сборке «искусственной вирусной частицы» (стр. 267).
Часть 1 в основном посвящена выражению больших чисел, Георгу Кантору и бесконечности, а также мнимой единице . После уничижения римской системы счисления за то, что она ограничена тысячами (М), описывается система мириад и октад Песочного счетовода . С точки зрения взаимно-однозначных соответствий в мире бесконечности «часть может быть равна целому». Описывается число алеф ноль, причем алеф один связан с точками на плоскости, а алеф два — с кривыми. (Эти последние ассоциации не верны, если только не выполняется обобщенная гипотеза континуума , о которой Гамов не упоминает.) Что касается простых чисел , показано решето Эратосфена. Числа Ферма даны и связаны с простыми числами. Излагается гипотеза Гольдбаха : «Каждое четное число можно записать в виде суммы двух простых чисел». Это был эпитет Джероламо Кардано , который закрепился: квадратные корни из отрицательных чисел являются мнимыми . Диаграмма Аргана отображается, и умножение на i поворачивает диаграмму против часовой стрелки на прямой угол. Затем изучение комплексных чисел переходит в охоту за сокровищами .
Часть 2 открывается «необычными свойствами пространства» и затрагивает «преобразование координат» и полярные координаты, прежде чем приступить к топологии . Проиллюстрирована и доказана многогранная формула Эйлера для многогранников, спроецированных на сферу. Упоминается модификация формулы для бублика ( тора ) и других дырчатых поверхностей. Объясняется проблема четырех цветов (решена в 1976 году) и тот факт, что для бублика необходимо и достаточно семи цветов. Выворачивание сферы описывается в терминах двух отдельных червоточин, заполняющих яблоко. Напоминая читателю о гаструляции в эмбриональном развитии и интерпретируя человека как бублик, одна из иллюстраций изображает человека, вывернутого наизнанку. Свойство хиральности трехмерного пространства отсутствует на ленте Мебиуса и бутылке Клейна .
Обращаясь к временному расширению пространства, существуют мировые линии и в мировых барах существ «большинство волокон остаются вместе как группа». Пересказывается определение скорости света Рёмером , приводящее к световому году и световому футу (1,1 × 10−9 секунд ) как эквивалентам пространства-времени. Затем интервалы пространства-времени измеряются с помощью теоремы Пифагора, модифицированной с отрицательным членом для квадрата временного разделения. Автобус, идущий по Пятой авеню в Нью-Йорке, представляет собой движущуюся точку отсчета и требует «вращения четырехмерной оси-креста», с разделением «инвариантным относительно вращения». Рассматривая светоносный эфир , неудача эксперимента Майклсона–Морли в 1887 году описывается как удар по классической физике и абсолютному пространству и времени . Рассуждая о будущих высокоскоростных путешествиях, описывается поездка после завтрака на Сириус , чтобы приземлиться на планете для обеда и вернуться на Землю для ужина. Искривление лучей звездного света было подтверждено фотографиями, сделанными на острове Принсипи в ходе экспедиций по исследованию солнечного затмения 1919 года . Учитывая, что средняя кривизна Вселенной может быть положительной, отрицательной или нулевой, распределение масс может дать решение.
Часть 3 самая длинная (150 страниц) и начинается с «нисходящей лестницы» и классических элементов . «Растения берут большую часть материала, используемого для роста их тел... из воздуха». Ржавчина — это окисление железа. Вопрос «Насколько велики атомы?» требует проведения эксперимента по получению масляной пленки толщиной всего в одну молекулу. «1 куб. мм масла может покрыть 1 кв. м воды». Закон определенных пропорций изложен простым языком (стр. 123) как «фундаментальный закон химии». Молекулярная структура вещества была раскрыта с помощью молекулярных пучков Отто Штерном , а Лоуренс Брэгг изобрел «атомную фотографию» с помощью рентгеновских лучей.
Раздел «Рассечение атома» начинается с рассмотрения кислорода в форме бублика, соответствующего атомам водорода, образующим воду. Отвергая это представление, Гамов утверждает, что атомы являются «сложными механизмами с большим количеством движущихся частей». Благодаря ионизации и ссылке на Дж. Дж. Томсона вводится электрон , имеющий массу 1/1840 массы атома водорода. Модель атома Резерфорда , аналогия с Солнечной системой , подтверждается ссылкой на процент массы в центре: 99,87% для Солнца и 99,97% для ядра. Версия Гамова в периодической таблице элементов использует лепестки цветов со стеблями в инертных газах. «Предельная точность» небесной механики противопоставляется кванту действия , что приводит к принципу неопределенности . Явления дифракции , не объяснимые с помощью геометрической оптики, потребовали создания волновой механики Луи де Бройля и Эрвина Шредингера .
В главе «Загадка жизни» состояния материи в кузове автомобиля, двигателе и радиаторе также присутствуют в живых системах, но однородность биологической ткани иного рода. По оценкам, человек имеет более сотен тысяч миллиардов клеток . Есть, расти и размножаться постулируются как характеристики жизни. Отвергнуты кристаллическое нарастание в перенасыщенном растворе и молекулярная реакция
С другой стороны, размножение вирусов является «недостающим звеном» между неживыми и живыми организмами. Восемь хромосом Drosophila melanogaster признаны за их вклад в науку. Рост путем митоза и размножение путем мейоза с гаметами , осуществляющими сингамию, показывают функцию хромосом. Рост и аккреция начинаются с бластулы и гаструлы .
В трактате Аристотеля « О небесах» была заложена космология . Окружность Земли была найдена Эратосфеном , предполагающим, что Асуан находится на границе Северного тропика. Внеземные расстояния используют звездный параллакс , который Гамов связывает с человеческим бинокулярным зрением, продевающим конец нитки в ушко иглы. Вводится солнечно - тыквенная шкала, где Солнце имеет размер тыквы, Земля — размер горошины, а Луна — размер мака. Эта шкала соотносит астрономическую единицу с 200 футами. Фридрих Бессель измерил параллакс 61 Лебедя , придя к выводу о расстоянии в 10 световых лет, что сделало его «первым человеком, который с линейкой шагнул в межзвездное пространство». В солнечно-тыквенной шкале 61 Лебедя находится на расстоянии 30 000 миль.
Наша собственная галактика, Млечный Путь, имеет диаметр 100 000 световых лет и толщину от 5 до 10 световых лет, что в сумме составляет 4 × 10 10 звезд. Цефиды — это пульсирующие звезды, имеющие зависимость периода от светимости , которую Харлоу Шепли использовал для оценки расстояний до шаровых скоплений. Межзвездная пыль в направлении Галактического центра закрывает вид, за исключением окна Бааде .
Вместо библиографии в качестве приложения Гамов в ходе своего изложения приводит около десятка названий:
Научный писатель Вилли Лей похвалил книгу Гамова, назвав ее «по общему признанию редкой... книгой, которая развлекает посредством обучения». [2] Kirkus Reviews назвал ее «стимулирующей и провокационной книгой для неспециалистов, интересующихся наукой». [3] Физик-теоретик Шон М. Кэрролл приписал «One Two Three... Infinity» определение траектории своей профессиональной жизни. [4] Когнитивный ученый Стивен Пинкер прочитал книгу в детстве и назвал ее способствующей его интересу к научно-популярной литературе. [5] Астрофизик и популяризатор науки Нил Деграсс Тайсон назвал «One Two Three... Infinity» одной из двух книг, которые оказали на него наибольшее влияние, вторая — «Mathematics and the Imagination» Эдварда Каснера и Джеймса Р. Ньюмана . [6]
В 1956 году Гамов был удостоен премии Калинги от ЮНЕСКО за свою работу по популяризации науки, в том числе за книгу « Один, два, три... Бесконечность» , а также за другие работы. [7]
