Перед тем, как Галилей и Ньютон раскрыли нам секреты вселенной, наше сознание можно было считать затуманенным. У нас не было никакого научного объяснений любых явлений природа. Тем не менее, чтобы трать тысячи лет на создание никому не нужных громадных стен, мы стали использовать полученные знания, чтобы дать ответы на многие вопросы тайны бытия, таким образом, человеческая раса добилась невероятных вещей. Все, что было изучено и произошло опирается на законы физики, все: от промышленной революции и до секретов звезд, даже в 21 веке наши технические изобретения опираются на законы физики.
1. Законы Ньютона
Перед тем, как Исаак Ньютон рассказал нам о законах вселенной, наше понимание перемещения объектов в пространстве опиралось на исследования Древних греков. Почему все объекты падают на Землю? Арирстотель думал, что все объекты соединены с Землей, он был прав. Спустя 2000 лет после смерти Аристотеля Ньютон окончательно описывает силу тяжести, регулирующие движение небесных объектов, таких как, звезды, кометы и даже планеты, а также поведение земных объектов, например, кораблей, пушечных ядер, зданий и так далее и тому подобное.
1-й закон: объект находится либо в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью, если на него не действуют внешние силы.
2-й закон: ускорение объекта прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально его массе. Таким образом, F = ma.
3-й закон: Когда один объект оказывает силу на другой объект, второе тело одновременно оказывает силы равной по величине и противоположны по направлению, что и первое тело.
В конечном счете 3 этих закона стимулируют промышленную революцию 18 — 19-го века. Машины, паравозы, работа фабрик — всё это реализовано при использовании Ньютоновской науки. Например, 2 закон играет огромную роль при строительстве небоскрёбов — с помощью него можно рассчитать все силы, действующие на каждый квадратный сантиметр кирпича. Третий закон является ключевым для реактивного движения, которое является единственным возможным передвижением в космическом пространстве.
2. Закон Фарадея
Если считать гравитацию первой силой Вселенной, то, безусловно, вторая — сила электричества, магнетизма и электромагнетизма.
В течении тысячелетий люди наблюдали величие и ужас грозы в небе. Древние параноики считали, что злой, подлый бог был ответственный за молнии — так считали до 19-го века, пока человечество не научилось использовать эту ситу на Земле. Майкл Фарадей дал определение статического электричества в 19 веке в Лондоне. Всемирный вклад в науку человечества стал известен как Закон Фарадея — самое настоящее открытие индукции. В сущности закон Фарадея это осознание того, что если вы поместите провод в магнитное поле и переместите его, то магнитное поле начнет сталкивать электроны, что создаст Электрический ток. Электричество было освоено впервые и является очень и очень полезным инструментов, например, я не смогу представить свою жизнь без электричества. Это открытие заложило основы для новых мощных технологий, которые кардинально изменили все сферы жизни человечества. Открытие Фарадея впоследствии послужит толчком для создания Телефонии.
3. Уравнения Максвелла
Майкл Фарадей так и не смог полностью завершить свою работу по электричеству и магнетизму, поэтому его работу продолжил Джеймс Клерк Максвелл, что впоследствии привело к самым важным открытиям в науке человечества.
Уравнения Максвелла описывают связь между электричеством и магнетизмом на языке математики. Он задумался, что эти явления просто обязаны взаимодействовать с друг другом, что впоследствии и привело к открытию колебательных волн. Он рассчитал скорость этих волн и к своему и всеобщему удивлению, скорость приравнивалась к скорости света. Он понял, что это не совпадение и не случайность, что свет сам по себе является осциллирующей электромагнитной волны. Эта работа заложила основу для миллиона других открытий и явлений, это послужило огромным прогрессом для диагностики, например, на основе этого открытия созданы рентгеновские лучи, а позже и МРТ машины.
4. Второй закон термодинамики
Был открыт французом Сади Карно в 1824 году. Именно эту область физики знают лучше всего большинство людей, но они даже не догадываются об этом. Наверное, многие согласятся, что с течением времени различия в температуре и других видах энергии всегда будут снижаться до состояния термодинамического равновесия. Откиньте физические понятия и вы с легкостью уловите суть выражения.
«Энтропия изолированной системы не в равновесии будем иметь тенденцию к увлечению с течением времени, приближаясь к максимальному значению в равновесии».
Другими словами вам станет холодно, когда вы полностью голым закопаетесь в снег. Этот закон говорит нам о том, что в конечном счете вселенную ждет тепловая смерть. Понимание физики этих процессов привело к открытию важнейших технологий, таких как охлаждение. Без охлаждения мы не сможем питаться свежими продуктами и проводить операции по пересадке органов. Этот же принцип регулирует отвод радиаторами тепла от микрочипов внутри наших компьютеров.
5. Атомная теория
Наше понимание материи и атомов привели к технологическому росту в компьютерной сфере. Несомненно, что самое ценное изобретение этой науки — это транзистор. Если бы не было транзисторов, то сегодня мы бы не пользовались компьютерами, смартфонами или другими электрическими устройствами.
Транзисторы, изготовленные из полупроводниковых материалов используются для управления движениями электронов через цепь. Первое электронное устройство, использующее транзисторы — радио. Это по-настоящему беспроводная системы связи для общения друг с другом с помощью световых волн — радиоволны.
Эти самые транзисторы были адаптированы для компьютерной сферы. Именно транзисторами заменили примитивные вакуумные трубки в первых компьютерах, что значительно уменьшило их размер, вес и расходы на их создание.
Закон Мура относится к предсказанию Intel о том, что число транзисторов в интегральных системах будет удваиваться каждые два года — фактически это удвоение вычислительной мощности. Intel в своих чипах использует транзисторы по 22 нм, что гораздо тоньше человеческого волоса, что делает производство компьютеров дешевле, а вычислительную мощь — больше.
6. Квантовая теория
Квантовая механика — это область фундаментальной физики, которая занимается природными явлениями. Мы работаем с квантовым миром уже 100 лет, но только сейчас мы начинаем изобретать удивительные вещи.
Внутри атомных часов атомы цезия — редкого металла, электроны которого позволяют получить более высокий уровень энергии от ядра. Затем они выделяют фотон света. Эти световые пучки издают импульсы 9 миллиардов раз в секунду, каждый из которых выполняет роль одного клеще в атомной секунде. GPS-модуль вычисляет свое местоположение методом триангуляции со спутником на орбите. Даже незначительные погрешности сделают эту систему полностью бесполезной. Если говорить человеческим языком, без понимания квантового мира глобальное позиционирование просто невозможно.
Один из самых известных ученых в области фиизки, Мичио Какю (Michio Kaku), заявил: «К 2100 нашими инструментами будут не палочки и волшебные зелья, а наука, компьютеры, нанотехнологии, искусственный интеллект, биотехнологии и, скорее всего, квантовая теория.
А как насчет Blu-Ray плееров? Лазеры внутри них также являются продуктов квантовой науки. Они работают за счет стимулирования орбитальных электронов атомов газа, который затем преобразуется в фотоны света. Лазеры используется практически во всех современных устройствах, начиная от чтения данных с оптических дисков и кончая стимуляцией термоядерных реакций в экспериментальный электростанции, где физики пытаются раскрыть потенциал знаменитой формулы Эйнштейна E=mc2. Говоря проще, они хотят освободить и научиться управлять силой звезд.
7.Будущих за квантовой наукой
На данный момент мы исследовали лишь малую часть секретов, которые кроются за страшным словом «Квантовая наука». Придет время, когда люди будущего посмотрят на наше понимание вселенной и скажут: «Как же мало они знали». Многие не понимают, но квантовая энергия может изменить мир в той же степени, как и законы Ньютона и промышленная революция.
В основе квантовой механики является нелогичной мысль, что субатомные частицы могут быть более чем в одном месте и в одно время. Этот фундаментальный закон природы может быть использован для разработки квантовых компьютеров — этот компьютер будет мощнее вашего ноутбука в сотни раз.
Английский биолог, популяризатор и философ науки, Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн (J. B. S. Haldane), однажды сказал: «Я подозреваю, что Вселенная не только страннее, чем мы предполагаем, но страннее, чем мы можем предположить». В то время как текущий компьютер использует биты в видео 0 илт 1, квантовый компьютер будет использовать квантовые биты, которые могут быть и 0, и 1, и всеми другими числами — и все это одновременно. Так при поиске ответа на проблему компьютер уже не будет выбирать возможные варианты решения, он будет перебирать все возможные и выбирать лучшее решение. Давайте объясняю популярнее — представьте игровую консоль PlayStation 26, в которой вам уже не нужно управлять джойстиком — вы перенесены в игровую реальность, в прямом смысле. И это только игровая сфера, представьте, как квантовые технологии смогут улучшить медицину, диагностику, всю нашу жизнь.
Будущее с использованием квантовых технологий — прекрасное место!
Справочные материалы из этой статьи представлены «Свободной энциклопедией «Википедия».
Автор: AOzhgibesov
