Уолтер Левин: Глазами физика. От края радуги к границе времени

О книге
Профессор MIT, чьи захватывающие лекции сделали его звездой Youtube, рассказывает о самых интересных открытиях физики.

Знакомя слушателей с чудесами физики, Уолтер Левин творит волшебство. В чем же секрет профессора? "Я ввожу людей в их собственный мир, - говорит он, - в мир, в котором они живут и который неплохо знают, но на который не смотрят глазами физика... пока, во всяком случае. Если я, например, рассказываю о волнах на воде, то прошу слушателей, вернувшись домой, провести некоторые эксперименты в собственной ванне; так они могут своими глазами увидеть, насколько тесно они связаны с этим явлением. И люди могут увидеть, как они связаны с радугой. Именно за это я так сильно люблю физику: с ее помощью можно объяснить все что угодно. И это прекрасный, потрясающий опыт - и для моих слушателей, и для меня самого. Я заставляю своих студентов полюбить физику! Иногда, сумев по-настоящему заинтересовать аудиторию, ощущаешь это буквально физически".

Левин на лекции может вскарабкаться на верхушку высоченной лестницы и тянуть клюквенный сок из стоящей на полу мензурки через длинную соломинку, составленную из лабораторных трубок. Он рискует получить серьезную травму, подставляя голову под достаточно мощный удар небольшого, но весьма опасного груза, раскачивающегося в миллиметре от его подбородка. Он палит из винтовки по банкам из-под краски, наполненным водой. Он пропускает через собственное тело электрический заряд в 300000 вольт с помощью устройства под названием генератор ван де Граафа, - очень похожего на прибор из лаборатории безумного ученого, героя научно-фантастического фильма, - в результате чего его и без того растрепанные волосы буквально встают дыбом.

В своей книге - не менее яркой, чем ставшие знаменитыми лекции - профессор Левин рассказывает о самых странных, необычных, интересных гранях физики, о чудесах, которые творятся каждый день вокруг нас - например, о том, почему ударяет молния. О какой бы теме из физики он не говорил, неизменно одно - ему всегда удается совмещать образование и развлечение.

После прочтения его книги вы станете по-другому смотреть на окружающий мир

Для кого эта книга
Для студентов, преподавателей и всех, кто хочет изучать физику с удовольствием и интересом.

Об авторе
Уолтер Левин более 30 лет преподавал в Массачусетском технологическом институте, совершил несколько важных открытий в рентгеновской астрономии. Он автор более 450 научных статей и лауреат многих профессиональных наград.

В декабре 2007 года на первой полосе New York Times профессор Уолтер Левин был назван "веб-звездой" МТИ. Его лекции по физике институт разместил в интернете одними из первых, и они быстро стали популярными. В числе активных пользователей ресурса профессора сам Билл Гейтс, который, по его собственному признанию (кстати, отправленному Уолтеру Левину обычной почтой!), просмотрел все его курсы.

Уолтер Левин, Уоррен Гольдштейн

Глазами физика. От края радуги к границе времени

Walter Lewin,

with Warren Goldstein

FOR THE LOVE OF PHYSICS:

From the End of the Rainbow to the Edge of Time – a Journey Through the Wonders of Physics

Научный редактор Игорь Красиков

Издано с разрешения FREE PRESS, a division of SIMON & SCHUSTER Inc., и литературного агентства Andrew Nurnberg

* * *

Эту книгу хорошо дополняют:

13,8. В поисках истинного возраста Вселенной и теории всего

Джон Гриббин

Квантовая вселенная

Брайан Кокс, Джефф Форшоу

Почему E=mc²?

Брайан Кокс, Джефф Форшоу

Простые вопросы

Владимир Антонец

Удовольствие от x

Стивен Строгац

Посвящается всем, кто вдохновил меня на любовь к физике и искусству.

Уолтер Левин

Посвящается моему внуку Калебу Бенджамину Лурии.

Уоррен Гольдштейн

Введение

Высокий и худой, одетый в голубую рабочую блузу с закатанными до локтей рукавами, брюки цвета хаки, сандалии и белые носки, профессор шагает туда-сюда в передней части лекционного зала, декламируя, жестикулируя и иногда ради усиления эффекта останавливаясь между длинными рядами классных досок и длинноногих лабораторных столов. Перед ним ряд за рядом возвышаются четыре сотни парт со студентами, которые время от времени ерзают на своих местах, однако глаза их словно прикованы к профессору; кажется, будто этот человек с огромным трудом сдерживает мощную энергию, пронизывающую все его тело. Высоким лбом, копной непослушных седых волос, очками и едва заметным европейским акцентом он довольно сильно напоминает дока Кристофера Ллойда Брауна из фильма «Назад в будущее» – такой же неугомонный, не от мира сего, слегка сумасшедший ученый-изобретатель.

Но это не гараж дока Брауна, а Массачусетский технологический институт (МТИ), самый известный технический университет США, возможно, даже мира, а лекцию сегодня читает профессор Уолтер Левин. Вот он останавливается и поворачивается к аудитории. «Итак, самое важное в любых измерениях – о чем, однако, не упоминается ни в одном учебнике физики для высшей школы, – профессор в негодовании широко разбрасывает руки с растопыренными пальцами, – это их неточность». Он делает паузу и пару шагов, давая студентам время, чтобы обдумать услышанное, затем останавливается и продолжает: «Любые измерения, которые вы делаете, без учета неточности попросту бессмысленны ». Руки опять резко разлетаются в стороны, рассекая воздух для пущей выразительности. Очередная многозначительная пауза.

«Я буду повторять это вновь и вновь. Я хочу, чтобы вы услышали мои слова сегодня, проснувшись в три часа ночи». Он приставляет указательные пальцы к вискам и крутит ими, будто желая просверлить отверстия в своем мозге. «Любое измерение, которое вы сделаете, не помня о его неточности, абсолютно бессмысленно». Студенты смотрят на него в полном восторге.

Идет одиннадцатая минута первой лекции «Физика 8.01», видимо, самого знаменитого университетского вводного курса в физику во всем мире.

В декабре 2007 года New York Times поместила на первой полосе статью об Уолтере Левине, в которой назвала профессора «веб-звездой» МТИ, потому что его лекции по физике были доступны не только на сайте MITOpenCourseWare, но и на YouTube, iTunes U и Academic Earth. Лекции Левина МТИ разместил в интернете одними из первых, и, как показало время, это было очень мудрое решение. Девяносто четыре лекции – три полных курса плюс семь отдельных лекций – ежедневно прослушивают около трех тысяч человек, что значит миллионы просмотров в год. В числе их активных слушателей сам Билл Гейтс, который, по его собственному признанию – кстати, отправленному Уолтеру обычной почтой! – просмотрел весь курс 8.01, «Классическая механика», 8.02, «Электричество и магнетизм», и с нетерпением ждет 8.03, «Колебания и волны».

Слова «вы изменили мою жизнь» довольно часто встречаются в электронных письмах, которые профессор Левин получает каждый день от людей всех возрастов со всех уголков планеты. Стив, флорист из Сан-Диего, например, пишет: «В моей походке появилась новая пружина, и теперь я смотрю на жизнь глазами цвета физики». Мохаммед, студент из Туниса, сетует: «К сожалению, здесь, в моей стране, профессора, в отличие от вас, не видят в физике никакой красоты, и я от этого сильно страдаю. Они просто хотят научить нас решать типичные задачи, чтобы мы успешно сдали экзамен, и никогда не заглядывают дальше этого узкого горизонта». Иранец Сейед, уже получивший диплом магистра в двух американских университетах, признается: «Я никогда по-настоящему не радовался жизни, пока не узнал, как вы преподаете физику. Профессор Левин, вы действительно изменили мою жизнь. Ваше изложение предмета стоит в десятки раз больше, чем мы платим за обучение, и превращает НЕКОТОРЫХ, но не всех, преподавателей просто в кучку преступников. Потому что учить плохо – это преступление, за которое надо наказывать ». Сиддхарт из Индии пишет: «Благодаря вам за всеми этими уравнениями я почувствовал физику. Ваши ученики, как и я, всегда будут помнить вас как очень-очень чуткого педагога, который сделал жизнь и учебу гораздо интереснее, чем они были в наших самых смелых мечтах».

Вышеупомянутый Мохаммед с энтузиазмом цитирует заключительную лекцию Левина по физике 8.01: «Надеюсь, вы всегда будете помнить из моих лекций то, что физика может быть невероятно интересной и красивой и что она повсюду, надо только научиться видеть и ценить ее красоту». Марджори, еще один фанат профессора, написала: «Я смотрю ваши лекции при любой возможности, иногда по пять раз в неделю. Я очарована вами, вашим чувством юмора, а больше всего – вашей способностью все доходчиво объяснять. В школе я ненавидела физику, но вы заставили меня полюбить ее».

Левин получает по несколько десятков таких писем каждую неделю, и на все он отвечает.

Знакомя слушателей с чудесами физики, Уолтер Левин творит волшебство. В чем же секрет профессора? «Я ввожу людей в их собственный мир, – говорит он, – мир, в котором они живут и который неплохо знают, хоть и не смотрят на него глазами физика… по крайней мере пока. Рассказывая, например, о волнах на воде, я прошу слушателей провести несколько экспериментов дома в ванной, чтобы они сами убедились, насколько тесно взаимодействуют с этим явлением. А еще с радугой. Именно за это я так сильно люблю физику: с ее помощью можно объяснить все что угодно. И это прекрасный, потрясающий опыт – и для моих слушателей, и для меня самого. Я прививаю своим студентам любовь к физике! Иногда, когда удается по-настоящему заинтересовать аудиторию, просто физически ее чувствуешь».

Во время лекции Левин может вскарабкаться на верхушку высоченной лестницы и потягивать клюквенный сок из стоящей на полу мензурки через длинную соломинку, составленную из лабораторных трубок. Порой он рискует получить серьезную травму, когда подставляет голову под довольно мощный удар небольшого, но весьма опасного груза, раскачивающегося в миллиметре от его подбородка. Он палит из винтовки по наполненным водой банкам из-под краски, пропускает через собственное тело электрический заряд в 300 тысяч вольт с помощью устройства под названием генератор Ван де Граафа, очень напоминающего прибор из лаборатории безумного ученого, героя научно-фантастического фильма, в результате его и без того растрепанные волосы просто встают дыбом. Профессор использует собственное тело как элемент экспериментального оборудования, при этом он любит повторять: «В конце концов, наука требует жертв!» В ходе одной из таких демонстраций профессор забирается на крайне неудобный металлический шар, который привязан к концу веревки, подвешенной к потолку лекционного зала (он называет эту конструкцию матерью всех маятников), и качается взад-вперед, пока студенты хором ведут подсчет колебаний. И все это он делает ради того, чтобы наглядно показать им, что число колебаний любого маятника в любой заданный период времени не зависит от веса, привязанного к его концу.

Сын Уолтера Эммануил (Чак) Левин, посещавший лекции отца, вспоминает: «Однажды я видел, как он вдыхал гелий, чтобы изменить свой голос. Чтобы достичь нужного эффекта – ведь дьявол, как известно, кроется в деталях, – он чуть не довел себя до обморока». Опытный художник, истинный мастер мела и учебной доски, Левин с завидной легкостью рисует на ней геометрические фигуры, векторы, графики, астрономические явления и – животных. Его метод рисования пунктирных линий так сильно очаровал нескольких студентов, что они выложили на YouTube забавное видео под названием «Некоторые из лучших линий Уолтера Левина», состоящее из отрывков его лекций. В ролике профессор в разные моменты лекций курса 8.01 рисует на доске свои знаменитые пунктиры. (Вы можете посмотреть это видео по адресу www.youtube.com/watch?v=raurl4s0pjU.)

Профессор MIT, чьи захватывающие лекции сделали его звездой Youtube, рассказывает о самых интересных открытиях физики.

Знакомя слушателей с чудесами физики, Уолтер Левин творит волшебство. В чем же секрет профессора? «Я ввожу людей в их собственный мир, — говорит он, — в мир, в котором они живут и который неплохо знают, но на который не смотрят глазами физика... пока, во всяком случае. Если я, например, рассказываю о волнах на воде, то прошу слушателей, вернувшись домой, провести некоторые эксперименты в собственной ванне; так они могут своими глазами увидеть, насколько тесно они связаны с этим явлением. И люди могут увидеть, как они связаны с радугой. Именно за это я так сильно люблю физику: с ее помощью можно объяснить все что угодно. И это прекрасный, потрясающий опыт — и для моих слушателей, и для меня самого. Я заставляю своих студентов полюбить физику! Иногда, сумев по-настоящему заинтересовать аудиторию, ощущаешь это буквально физически».

Левин на лекции может вскарабкаться на верхушку высоченной лестницы и тянуть клюквенный сок из стоящей на полу мензурки через длинную соломинку, составленную из лабораторных трубок. Он рискует получить серьезную травму, подставляя голову под достаточно мощный удар небольшого, но весьма опасного груза, раскачивающегося в миллиметре от его подбородка. Он палит из винтовки по банкам из-под краски, наполненным водой. Он пропускает через собственное тело электрический заряд в 300000 вольт с помощью устройства под названием генератор ван де Граафа, — очень похожего на прибор из лаборатории безумного ученого, героя научно-фантастического фильма, — в результате чего его и без того растрепанные волосы буквально встают дыбом.

В своей книге — не менее яркой, чем ставшие знаменитыми лекции — профессор Левин рассказывает о самых странных, необычных, интересных гранях физики, о чудесах, которые творятся каждый день вокруг нас — например, о том, почему ударяет молния. О какой бы теме из физики он не говорил, неизменно одно — ему всегда удается совмещать образование и развлечение.

После прочтения его книги вы станете по-другому смотреть на окружающий мир

Для кого эта книга

Для студентов, преподавателей и всех, кто хочет изучать физику с удовольствием и интересом.

Развернуть описание Свернуть описание

В книге не менее яркой, чем его знаменитые лекции, профессор Левин рассказывает о самых необычных и интересных гранях физики, о чудесах, которые творятся каждый день вокруг нас, – например, о том, почему ударяет молния. О чем бы ни решил рассказать автор, ему всегда удается совместить обучение с развлечением.
Книга предназначена для студентов и преподавателей, а также для всех, кто хочет изучать физику с удовольствием и интересом.
На русском языке публикуется впервые.

От ядра атома к открытому космосу.

На самом деле это удивительно: отец моей матери был неграмотным сторожем, а я, всего два поколения спустя, стал штатным профессором Массачусетского технологического института. Я очень многим обязан голландской системе образования. Поступив в свое время в аспирантуру Технологического университета Делфта в Нидерландах, я одним выстрелом убил трех зайцев.
Для того чтобы заплатить за учебу, мне пришлось взять кредит у правительства Нидерландов на условиях ежегодного описания его пятой части в случае, если я буду преподавать полный рабочий день, то есть не менее двадцати часов в неделю. И я сразу же начал преподавать физику! Кроме того, преподавание освобождало меня от армии- еще одно преимущество! Военная служба, безусловно, стала бы для меня абсолютной катастрофой. Дело в том, что у меня «аллергия» на любые формы власти - таков уж я от природы! Я был уверен, что в этом случае все закончилось бы вечными пререканиями с командирами и, соответственно, постоянным мытьем полов. Я стал преподавать математику и физику полный рабочий день, по двадцать два часа в неделю, шестнадцати-семнадцатилетним ребятам в лицее Либанон в Роттердаме. И так я убивал своих трех зайцев: избегал армии, погашал кредит и получал ученую степень.
А еще я осваивал искусство преподавания. Возможность учить школьников казалась мне на редкость ценной: я всегда старался положительно влиять на их сознание, делать свои занятия интересными, даже забавными, хотя порядки в лицее, признаться, были довольно строгими. В верхней части двери каждого класса было сделано окошко, и время от времени кто-нибудь из школьного начальства подставлял стул и следил через него за учителями. Можете себе такое представить?

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Глазами физика, от края радуги к границе времени, Левин У., Гольдштейн У., 2017 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Современное Естествознание, Том 3, Математика, Механика, Пашковский Ю.А., 2000
Физика, Дойти до самой сути, Настольная книга для углубленного изучения физики в средней школе, Электричество, Дельцов В.В., Дельцов В.П., 2017
Физика, Дойти до самой сути, Настольная книга для углубленного изучения физики в средней школе, Волны и оптика, Дельцов В.В., Дельцов В.П., 2017
Сборник задач для подготовки к олимпиадам по физике, Часть III, Законы сохранения, Аполонский А.Н., Власова А.А., Швалёва Т.В., 2017

Уолтер Левин, Уоррен Гольдштейн

Глазами физика. От края радуги к границе времени

Walter Lewin,

with Warren Goldstein

FOR THE LOVE OF PHYSICS:

From the End of the Rainbow to the Edge of Time – a Journey Through the Wonders of Physics

Научный редактор Игорь Красиков

Издано с разрешения FREE PRESS, a division of SIMON & SCHUSTER Inc., и литературного агентства Andrew Nurnberg

Эту книгу хорошо дополняют:

Джон Гриббин

Брайан Кокс, Джефф Форшоу

Владимир Антонец