Press "Enter" to skip to content

Challenging the common theory of physics through reverse thinking | Emiko HIYAMA | TEDxKobe


Переводчик: Томоюки Сузуки Рецензент: Клер Гислен
Всем привет.
Я Хияма, физик.
Вы можете думать, что физики сварливы.
Итак, сегодня я не собираюсь говорить о изнурительной физике,
но, надеюсь, физику, которую все могут понять.
Согласитесь ли вы, что интересные вещи,
таких как прорывы или инновации
иногда выходят из нетрадиционных идей?
И это, иногда, обратные идеи или подходы
родить различные прорывы и инновации?
Посмотрите на это изображение, как на иллюстрацию. Это массовое производство автомобилей.
100 лет назад,
рабочие двигались вперед и назад
в автомобильных заводах для сборки деталей автомобилей.
Это было ужасно неэффективно.
Затем появилась обратная идея: заставить автомобили двигаться вместо людей.
Это начало эпохи конвейерной ленты.
Машины, а не рабочие, скользили вдоль,
и рабочие, стоявшие на своем месте, собрали свои части в движущиеся вагоны.
Началось массовое производство автомобилей.
Такая обратная идея играет значительную роль
в нашем повседневном обществе.
Обратные идеи также порождают различные виды прорывов
в нашей игровой среде, науке.
Позвольте мне объяснить это, используя конкретные примеры из моих исследований.
Нобелевская премия по физике в этом году
был отмечен за обнаружение гравитационных волн
порожденной столкновением черных дыр.
Эйнштейн предсказал гравитационные волны 100 лет назад.
Нам очень приятно засвидетельствовать подтверждение его теории фактами
почти ровно через 100 лет после их существования.
Фактически, после этого открытия,
мы обнаружили гравитационные волны, генерируемые непосредственно перед слиянием нейтронных звезд.
Кроме того, нейтронные звезды сами по себе являются большой загадкой.
Сегодня такие ученые, как мы, очень заинтересованы в нейтронных звездах.
Позвольте мне объяснить, что такое нейтронная звезда:
Наша Вселенная родилась
13,8 миллиарда лет назад в Большом взрыве.
Спустя один миллиард лет после этого события, самые ранние звезды ожили.
Судьба звезды различается по границе —
за пределом веса, 8 солнечных масс.
Маленькие звезды с массой ниже восьми солнечных масс
превращаются в белых дварфов и выгорают спокойно.
Звезды, превышающие восемь солнечных масс, вызывают взрывы сверхновых.
Затем внутреннее ядро ​​звезды образует либо черную дыру, либо нейтронную звезду.
Нейтронные звезды стали центром нашего интереса.
Диаметр нейтронной звезды примерно 20 км.
Речь идет о расстоянии от этого кампуса до центральной станции города.
Размер звезды очень маленький,
но, несмотря на это, он имеет удивительно большую массу,
на самом деле, 1,5 солнечных масс.
Этот факт описан в любых учебниках по космологии
и хорошо известен ученым.
Однако в 2010 году произошло ужасное.
Что-то странное произошло, что заставило нас переписать все учебники.
Они обнаружили, что верхний предел был двумя солнечными массами.
Это было удивительно удивительно для ученых.
Вы можете думать, что не имеет значения, если лимит массы поднят с 1,5 до 2.
Теоретики, подобные нам, прилагали значительные усилия, чтобы теоретически объяснить
общепринятое число 1.5.
С не столь элегантной теорией вы можете легко предсказать
что масса достигнет 1,1 или 1,2 массы Солнца,
но он почти никогда не достигает 1,5.
Несмотря на наши отчаянные усилия, чтобы объяснить этот физический факт,
мы с трепетом обнаружили, что масса нейтронной звезды может достигать двух солнечных масс.
Мы были ужасно потрясены.
Я помню, что я не мог спать той ночью.
Итак, решение двух задач солнечной массы
мгновенно стал самой горячей темой.
Итак, каковы вещества, составляющие две нейтронные звезды солнечной массы?
Это буквально сделано из нейтронов,
с небольшой долей протонов и гиперонов.
Гипероны — это частицы, которые естественным образом не существуют на Земле.
Когда вы изучаете эту проблему,
вам понадобятся следующие важные переменные:
один: сила между протонами и нейтронами
и две, сила между гиперонами и протонами,
иллюстрируется силой между красным и белым здесь.
До сих пор сила между белым и синим
был достаточно понят.
Однако силы между красным и синим,
и между красным и белым были плохо поняты.
Теперь важно понять эту силу
для решения задачи о солнечной массе нейтронных звезд.
Один из возможных способов найти ключ, который приведет нас к решению
было бы создание синтетической нейтронной звезды на Земле.
Но давайте подумаем об этом на мгновение.
Разве вы не согласны с опасностью создания на нашей маленькой планете звезды с двумя солнечными звездами?
Небольшая ошибка может создать черную дыру.
Ученым следует избегать такого риска.
Это — то, где обратная идея приходит снова.
Давайте посмотрим на нейтронную звезду в очень тонком масштабе.
Первый блок, который мы видим на мелкой шкале, состоит из трех частиц,
а именно, протон, нейрон и гиперон.
Давайте рассмотрим создание искусственного вещества
состоящий из трех или четырех из этих частиц.
Мы называем ядро ​​гиперядром
когда он состоит из гиперона, протона и нейтрона.
Мы можем искусственно создавать гиперядер с ускорителем частиц.
Наша цель — разработать теорию о строении гиперядра
которые мы создали с помощью ускорителя.
Этот вопрос состоит из трех частиц —
гиперон, протон и нейтрон.
Мы называем это «проблемой трех тел».
Точно так же субъект из четырех частиц называется «проблемой четырех тел».
Итак, нам нужно решить проблему с тремя телами
и теорема четырех тел.
Вы можете считать их, верно? Три тела, четыре тела и т. Д.
Однако, как правило, трудно решить эти проблемы теоретически.
Я проиллюстрирую, насколько это сложно с метафорой человеческого общества.
Представьте, что вы и ваш друг пытаетесь что-то решить.
Вы хорошо знаете друг друга, так что вы можете принять решение довольно легко.
Но что произойдет, если третий человек, жесткий куки,
или кому-то, кого вы не любите присоединиться к вам?
Это становится проблемой трех тел.
Проблема, разрешенная между двумя людьми, внезапно становится сложной.
Это может показаться вам знакомым.
Опять же, к вам присоединяется еще один крутой парень.
Это проблема четырех тел.
Вы можете видеть, как это становится еще сложнее, не так ли?
Вы когда-нибудь испытывали чувство, что проблема, которая должна была быть
легко разрешилось между двумя людьми, превратившимися в сделку
потому что вас было четверо?
На самом деле это похоже в микроскопическом мире.
Чем больше факторов, тем сложнее проблема.
Если я покажу вам формулу, вы можете сразу заснуть.
Так что держись за меня, это уравнение.
«V» — это входная переменная, как я уже упоминал, представляющая «силу».
Теперь я разбиваю уравнение на его компоненты;
Символы E и ψ представляют собой переменные, которые мы хотим решить.
Фактически мы можем сравнить эти переменные с экспериментальными данными.
Одна из целей моих исследований — выяснить эти решения
рассмотрев уравнение.
Для обычных проблем, подобных этому,
мы можем решить уравнение и произвести выход,
если даны «силы»,
а затем сравним полученный результат с экспериментальными данными.
Однако, если критические данные, такие как сила, не даются,
как мы можем произвести выход?
Мы столкнулись с такой проблемой.
Теперь меня поразила обратная идея.
Это означает, что —
мы все равно решаем уравнение,
что мы делаем это
с слабо известными значениями сил,
и затем мы сравниваем результаты с экспериментальными данными и исследуем их.
Поэтому мы можем вернуться к исправлению значений сил
используя экспериментальные данные.
Это дало идею использовать эти новые надежные данные о силах
в качестве входных данных для изучения нейтронных звезд.
Мой прогноз заключается в том, что такой подход приведет нас
к разрешению двух загадок солнечной массы.
Ученые считают, что мы приближаемся к решению.
Чтобы закрыть мой разговор,
Я хочу подчеркнуть важность обратной идеи и подхода.
Я считаю, что из-за «обратного» образа мышления возникают новые подсказки
и возможности, которые помогут нам решить наши научные загадки.
Это важная позиция не только для научного мира,
но и в реальном мире.
Представьте, что вы хотите запустить новый проект.
Насколько вам известно, на какой-то стадии всегда возникает проблема.
Вы можете преодолеть это обычным, простым способом.
Вы можете посчастливиться решить эту проблему.
Но вам может быть не повезло.
Часто случается так, что вы сможете найти элегантное решение
к вашей проблеме мгновенно
когда вы берете другую точку зрения для тщательного изучения,
когда вы смотрите на него с другой стороны.
Я уверен, что вы столкнетесь с новыми вызовами
и когда вы ударяете о стену,
просто вспомните обратную идею и изучите ее вверх тормашками.
Большое спасибо.
(Аплодисменты)
Please follow and like us:

Be First to Comment

Добавить комментарий