Курс состоит из серии рассказов, объединенных в четыре цикла: «Инфраструктура человечества», «Инженеры человечества», «Измерения человечества» и «Изобретения человечества». Общая идея курса – дать представление слушателю об истории современной инженерии. По завершении этого курса Вы узнаете многое о том, какие изобретения и открытия стали инженерной основой нашей цивилизации.
В каком мире мы живем?
Loading...
来自 National Research Nuclear University MEPhI 的课程
Изобретения, изменившие мир
3 个评分
从本节课中
Измерения человечества
Современный инженер немыслим без измерений: перевести наблюдаемые явления на язык чисел и количественного анализа – важнейший механизм в руках инженера. В этом модуле будет проиллюстрирована история развития физических измерений и их математической обработки.
与讲师见面
Муравьев Сергей ЕвгеньевичДоцент
Кафедра теоретической ядерной физики
Ольчак Андрей СтаниславовичДоцент
Кафедра общей физики
О: Добрый день, уважаемые слушатели. Мы продолжаем рассказывать
об истории изобретений и открытий, второй истории человечества,
об открытиях, которые меняли нас, жизнь человеческой цивилизации.
И мы продолжаем рассказ о том, как мы узнали, как мы люди узнали…
М: в каком мире мы живем
О: в каком мире мы живем с точки зрения его механических параметров.
Как далеко до Солнца? Как велика Земля? Как далеко до Луны?
Как велика Луна? Вот когда это все произошло?
М: И остановились мы, мы рассказали об Аристархе Самосском,
знаменитом греческом астрономе, которые первым оценил расстояние
от Земли до Солнца, и который первым переместил центр солнечной
системы с Земли на Солнце. И вы знаете, вообще удивительный совершенно
факт, в то время, это где-то приблизительно 200 лет до нашей эры,
Аристарх был обвинен в безбожии, точно также как и Галилей в средние века.
Был даже некий судебный процесс, но о котором мы ничего вообще не знаем.
Так что жизнь не особо сильно меняется. Вот так получается.
Ну давайте пойдем дольше. Аристарх измерил, оценил расстояние Земли
до Солнца, и оно получилось у него приблизительно 15 миллионов
километров, вместо настоящих 150 миллионов. Как же мы впервые
и когда это было сделано измерили расстояние уже хорошим,
точным образом между Землей и Солнцем. Это бы сделано по одному
удивительно редкому явлению, прохождению Венеры по диску Солнца.
Дело в том, что наблюдается такое явление. Время от времени,
случается это приблизительно 2 раза в 150 лет с интервалом в 9 лет,
Венера проходит, как бы проецируется на солнечный диск.
О: Ну между Землей и Солнцем ровно, точно.
М: Встает между Землей и Солнцем. И измеряя соответствующие углы,
когда Венера на одном краю, когда Венера на другом краю,
мы можем очень точно измерить расстояние от Земли до Солнца.
Первое такое измерение сделал английский астроном Хоррокс.
И это было в 1626 году.
И вот смотрите сейчас вот здесь на картине показано, как по мысли
современного, конечно, художника Хоррокс наблюдал вот это самое
прохождение Венеры по солнечному диску. А потом такое же
прохождение должно было произойти в 1761 и в 1769 годах. Их было 2.
И астрономы понимали, что на их долю выпало вот такое редкое событие.
И нужно его использовать. И впервые в истории Земли был сделан
всемирный научный проект. Проводилось наблюдение этого самого
прохождения. Ведь смотрите, Допустим, мы ждем такое событие,
сидим в Москве, настроили телескоп, и в этот день в Москве пасмурная
погода. И мы ничего не увидим. Значит, нужно было одновременно
проводить измерения в разных частях Земли, что исключить
О: подготовиться
М: подготовиться, что исключить вот эти случайности, связанные с погодой.
Нужны были хорошие, синхронизированные часы для такого рода измерений.
И много чего было нужно, причем, смотрите, это был такой вот, то,
что Андрей Станиславович не любит, то, что называет глобализацией.
Этот проект возглавлялся французской академией наук. В России
руководителем этого проекта был кто, Андрей Станиславович?
Ломоносов Михаил Васильевич.
О: Кроме Ломоносова никого нет.
М: Ну конечно, больше некому. Причем удивительно, но Ломоносову
удалось добраться до Екатерины II, причем это была совсем не простая
вещь, дойти до царя.
О: Да.
М: И Ломоносов рассказал Екатерине II о том, какое это событие.
О: Про Венеру и про Солнце.
М: Про Венеру, да, да. Более того Екатерине II сама учувствовала в этом
проекте. Т. е. где-то там под Петербургом была сделана такая передвижная,
я не знаю, как правильно это назвать, обсерватория. И Екатерина
наблюдала это явление, прохождения Венеры.
О: Ну я не знаю, уважение к этому человеку у меня только возрастает.
Я имел ввиду Екатерину II.
М: Несомненно. Я понял, кого вы имеете ввиду.
О: Да, да, да. Это замечательно.
М: И это было сделано во всех частях Земли. Причем более того потом
несколько нет собирались данные с этих астрономов.
Один потерялся астроном. Одного кто-то ездил в Новую Гвинею там,
где живут папуасы, говорят, съели. Так что были самые разные
события, связанные вот с этим самым измерением.
Но после вот этих двух наблюдений прохождения Венеры по солнечному
диску расстояние от Земли до Солнца было измерено с огромной точностью.
150 миллионов километров, ну и со всеми там копеечками,
которые нужно было добавить.
А потом следующим нашим шагом нам нужно было измерить расстояние
от Земли до ближайших звезд, кроме Солнца.
О: Желательно было бы знать.
М: Желательно измерить.
О: Чтобы понимать, где-то находится.
М: И первым, кто оценил это расстояние, который не обладал никакими
приборами, был кто, Андрей Станиславович? Исаак Ньютон. Исаак Ньютон.
Нас всему научил Ньютон.
О: Да, да, да.
М: Это мы знаем. Да. И Ньютон первым оценил расстояние
от Земли до ближайших звезд.
И оценка была Ньютона абсолютно разумна, естественна,
и она была оценкой выдающегося физика. Ньютон сказал очень простые
слова: «Сатурн светит так же, как самые яркие звезды. Давайте
предположим, что Солнце имеет такую же светимость, как самые яркие
звезды. А дальше очень просто. Расстояние от Солнца до Сатурна мы знаем.
Знаем какую долю солнечного излучения по 1/R-квадрат попадает на
поверхность Сатурна, то, что он отражает к нам. И в результате это должно
получится такая же интенсивность, как свет от ближайших звезд».
Ошибка Ньютона была фактор 2. Т. е. на самом деле из такой оценки с
высочайшей точностью.
О: Это невероятная точность на самом деле.
М: Знаете, я даже скажу больше. У нас когда-то, вот мы в МИФИ
проводим олимпиаду для школьников «Росатом», была такая задача,
нужно было повторить вот эти вычисления Ньютона, мы правда дали
немного лишних чисел, чтобы запутать школьников. Я вам скажу по секрету,
что, по-моему, никто, ни один человек такую оценку в современном мире
не сделал.
О: А это, возвращаясь с небес на землю, говорит о том, что приближенные
вычисления это только кажется, что это проще, чем точные.
М: Конечно.
О: Это намного труднее, чем точные.
М: Это намного, намного труднее, да.
О: Чтобы понять, чем можно пренебречь, это требует мозгов.
М: Да. А потом были уже непосредственные измерения. Первым измерения
расстояния от Земли до Солнца сделал немецкий астроном
Бессель. Это уже середина 19 века. И Бесселю нужно было, измерял он
по параллаксам. Т.е. фактически из-за того, что Земля движется по орбите,
направление на звезду с этой и с этой точки орбиты немножко разное.
И нужно было измерять очень малые углы.
О: Поэтому надо померять направление звезды летом и зимой.
М: Да.
О: Летом и зимой.
М: Но вы знаете, разница в этих направлениях была такая, как увидеть
однокопеечную монету, ну вот была такая у нас монетка 1 копейка,
с расстояния 100 метров на один край и на другой.
О: Ну речь идет о наблюдении углов, об умении измерять углы с точностью
до долей угловой секунды. А что такое угловая секунда? Это 1/60 часть
угловой минуты, а угловая минута — это 1/60 часть углового градуса.
Угловой градус разделить на 60 и еще раз на 60. Это ничтожно малый угол.
М: И вот такой угол нужно было померять. Но Бессель это померял,
и мы знаем, сейчас, что расстояние до ближайших звезд составляет
единицы, десятки и сотни световых лет.
О: Т.е. расстояние до ближайших звезд... свет со скоростью 300 000
километров в секунду до ближайших звезд идет несколько лет.
До ближайших. А до самых дальних?
М: А потом мы узнали, как устроена наша Вселенная и в большем масштабе.
Звезды, которые мы видим на небе, они входят в некое звездное скопление,
вот здесь звезд много, здесь звезд нет. Здесь звезд много, здесь звезд нет.
И вот здесь сейчас на экране показана реконструкция нашего звездного
скопления, которое, вот Андрей Станиславович, у нас на картинке здесь
оно есть, которое мы называем Млечный путь.
О: Галактика.
М: Млечный путь.
И вот видите здесь таким красным кружочком обведено положение нашего
Солнца в этом Млечном пути.
О: Предполагаемое.
М: Почему предполагаемое? Мы точно знаем, это все реконструкция по
нашим наблюдениям сделана. Солнце находится далеко от центра.
Но не на самой периферии все-таки нашей Галактики. А потом мы узнали,
что кроме нашей Галактики, Млечного пути есть и другие гигантские
звездные скопления. Галактика Туманность Андромеды. И вот здесь вы
тоже сейчас видите ее. А мы с Андреем Станиславовичем видим ее
на вот этой картинке. Это скопление, в которое входит 100 миллиардов
звезд. У многих из них есть планетные системы, а мы знаем, что образование
жизни — это процесс объективный, так что, ребята, посмотрите на эти
звезды, там где-нибудь обязательно есть жизнь. Ну и вообще звезды…
О: Вот тут я с Сергеем Евгеньевичем поспорю.
М: Но это мы уже сделаем после нашей сегодняшней лекции.
О: После лекции, да.
М: Ну а звезды группируются вот в такие скопления, которые представляют
из себя совершенно удивительные объекты, галактики, изумительно
красивые, потому что вот таким красивым является наш мир,
в котором мы живем и который мы поняли, что он является такой.
Поняли, используя и наши глаза…
О: и умение измерять
М: и умение измерять, и используя, конечно, мозги. Без мозгов ничего бы
мы этого не поняли бы. Ну а на сегодня мы заканчиваем, наш эпизод
заканчивается. До свидания. До следующих встреч.
О: До следующего раза.
М: Приходите, будет интересно.
