Tomai, paklausiu tavęs klausimo iš astrofizikos: ar esi matęs filmą „Kosminė odisėja“ 🎥?
Esu matęs net kelis kartus, ar tai reiškia, kad buvau daug astrofizikos pamokų? 🐵
Kai gerai pagalvoji, dauguma fantastikos yra ir MOKSLO veikalai. Nebūtinai atitinkantys vadovėlius, bet nagrinėjantys vadovėliuose sutinkamus klausimus.
Sci-fi yra itin turtingas kai kurių fizikų įkvėpimo šaltinis. Kaip įdomu: kažkas fantazuoja ir tai daro įtaką mokslui!💡
Mažai kas žino, bet mikrobangų krosnelės atradimas tėra grynas atsitiktinumas. Niekas jos specialiai nekūrė maisto pramonei. Antrojo pasaulinio karo metais panaši technologija, kuri pašildo atvėsusį avinžirnių troškinį arba močiutės kotletus, buvo naudojama kaip radaras. Tai, kad mikrobangos gali būti pasitelktos maisto gamybai, niekam nešovė į galvą iki pat 1945 m.
Kaip tik tais metais Percy Spencer’is stovėdamas priešais magnetroną pajuto, kaip ištirpo jo šokoladinis batonėlis. Jis buvo Amerikos savamokslis inžinierius, todėl netruko sumoti, kad tirpstanti ir tįsi masė jo rankose atveria naujas galimybes.
Ir nors pradžia nebuvo stulbinamai sėkminga, dar kurį laiką šis daiktas nebuvo pritaikytas buičiai, bet maistą šildantys radarai ėmė skintis kelią į gyvenimą. Pirmieji maisto produktai paruošti Spencer’io krosnelėje buvo popkornas ir kiaušinis. Tiesa, pastarasis susprogo ir smarkokai aptaškė vieną eksperimento dalyvį. Netrukus buvo pagamintas pirmasis įrenginys pavadinimu „Radarange“, tačiau užtruko dar vieną kitą dešimtmetį, kol krosnelės galutinai įsitvirtino namų virtuvėse kaip šilumą skleidžiančios buities pagalbininkės.
emoji pratimas
Niels Bohr’as buvo XX a. danų fizikas, su kurio vardu siejami svarbūs kvantinės mechanikos atradimai. Jis pasiūlė Atomo numerio dėsnio, Izotopijos ir Radioaktyviųjų poslinkių dėsnių idėjas. Remdamasis Ernesto Rutherfordo teorija, Bohr‘as 1913 m. paskelbė savo atominės struktūros modelį. Jis ima teigti, kad elektronai skrieja aplink atomo branduolį, o cheminės elementų savybės yra nulemtos elektronų kiekio kiekvienoje orbitoje. Bohr’as taip pat iškėlė idėją, kad elektronas gali kristi iš aukštesnės energijos orbitos į žemesnės energijos orbitą, išspinduliuodamas fotoną (šviesos kvantą). Tai tapo kvantinės teorijos pagrindu.
Sakoma, kad kartą Bohr’as žvelgė į savo draugą, kuris kaip tik buvo niekšiškai pasielgęs. Bohr’as ėmė suvokti, kad vienu metu negali į ji žiūrėti ir teisingumo, ir meilės akimis. Iš pirmo žvilgsnio tai buvo vienas su kitu nesuderinami dalykai. Tada Nielsas ėmė svarstyti, kad kažkas panašaus turėtų galioti ir fizikai – į tą patį reiškinį negali vienu metu žvelgti iš dviejų perspektyvų.
Šitaip 1927 m. vasarį Bohr’ui gimsta Papildomumo principo idėja: daiktai gali būti atskirai analizuojami kaip turintys nesuderinamų savybių. Pavyzdžiui, fizikai, remdamiesi būtent šiuo principu, galop sutarė, kad šviesa yra banga ir dalelių srautas – t. y., apima du akivaizdžiai tarpusavyje prieštaraujančius bruožus. Bohr’as aiškiai pademonstravo, kad sugebėdamas priešybes išlaikyti vienoje perspektyvoje leidžia protui pakilti į aukštesnį suvokimo ir samprotavimo lygmenį. Bohr’as yra sakęs: „Tiesos priešybė yra melas, bet kokios gilios tiesos priešybė gali būti kita gili tiesa“. Tokiu būdu mokslinis ir kūrybinis protas ima bendradarbiauti.
Norint išmokti groti bet kuriuo muzikos instrumentu, neapsieisime be stygų paliktų nuospaudų ant pirštų ar kitų nepatogumų, atsirandančių spaudžiant klavišus. Tačiau, nors ir skamba fantastiškai, egzistuoja toks instrumentas, kuriuo galima groti prie jo net neprisilietus. Tai termenvoksas, kitaip žinomas kaip tereminas – vienas pirmųjų elektroninių instrumentų. Dažnai jis įvardijamas ir kaip vienas keisčiausių. Taip yra ne tik dėl neįprasto muzikos išgavimo būdo, bet ir dėl mistiško bei modernaus skambesio.
Termenvoksas šiemet švenčia savo jubiliejų – lygiai prieš šimtą metų, 1920 m., jį sukūrė SSRS mokslininkas Levas Terminas. Iš tiesų, toks keistas instrumentas atsirado visiško atsitiktinumo dėka. Tuo metu laboratorijoje besidarbuojantis Terminas bandė sukurti įrenginį, kuris matuotų dujų tankį. Eksperimentuodamas jis pastebėjo, jog matuoklio atžvilgiu keičiant rankos padėtį buvo išgaunami skirtingi garsai. Tokiu būdu gimė vienas keisčiausių instrumentų pasaulyje.
Tiesa, termenvokso išradėjas buvo ne tik SSRS mokslininkas, bet ir KGB šnipas. Konkrečiai, jo misija buvo užsienio industrijų kompanijos. Šio muzikos instrumento išradimas jam netgi padėjo šnipinėti to meto vieną geriausių amerikiečių elektronikos kompanijų – „RCA Corporation“, kuri, pasirašiusi sutartį su išradėju, ėmė masiškai gaminti termenvoksus.
Termenvokso veikimo principas nėra jokia magija – tai tikrų tikriausia fizika. Visiems žinoma, jog garsas atsiranda tuomet, kai yra suvirpinamas oras. Kalbant apie instrumentus, puikus pavyzdys – gitara. Užgavus gitaros stygą, ji ima virpėti, taip skleisdama garsą. Priklausomai nuo stygos storio ir ilgio, išgaunami skirtingo dažnio garsai. Tačiau kalbant apie elektroninius instrumentus, stygą čia atitinka elektros srovė, kuri virpina garsiakalbį, o šiam suvirpinus orą, garso bangos patenka į mūsų ausis. Norint suvirpinti garsiakalbį, srovė turėtų periodiškai tekėti pirmyn ir atgal. Toks reiškinys vadinamas kintamąja srove. Tam pasitarnauti gali kondensatorius – elementas, kaupiantis elektros krūvį. Kondensatorių sudaro dvi elektrai laidžios plokštelės (elektrodai), ir tarp jų esanti dielektrinė medžiaga – šiuo atveju, tai tiesiog oro tarpas. Kondensatorių įjungus į elektros grandinę, srovė „norėtų“ per jį tekėti, tačiau to neleidžia elemento viduje esantis dielektrinis sluoksnis. Tuomet ant vienos plokštelės ima kauptis neigiamas krūvis (elektronai), o ant priešingos plokštelės kaupiasi tokios pat vertės teigiamas krūvis (protonai). Tokiu būdu kondensatoriaus viduje sukuriamas elektrinis laukas. Krūviai ant kondensatoriaus plokštelių renkasi tol, kol jo viduje esančio potencialo vertė atitinka grandinės įtampą. Esant tam tikroms sąlygoms, elektronai pakeičia kryptį ir ima tekėti link priešingos plokštelės. Toks elektronų keliavimas pirmyn-atgal kartojasi periodiškai ir yra vadinamas kintamąja srove.
Šiuo atveju, žmogaus ir termenvokso draugystė sudaro pilną kondensatorių. T. y., iš termenvokso styranti antena veikia kaip viena kondensatoriaus plokštelė, o žmogaus ranka atitinka antrąją plokštelę. Tarp antenos ir rankos esantis oras yra ne kas kita kaip dielektrinis kondensatoriaus sluoksnis. Vienas svarbiausių kondensatoriaus parametrų, nusakančių jo elektrinę talpą, yra atstumas tarp elektrodų. Keičiant atstumą tarp rankos ir antenos (t. y., keičiant atstumą tarp kondensatoriaus plokštelių), kontroliuojamas srovės dažnis. Rankai esant arčiau antenos, kondensatoriuje susikaupia daugiau krūvininkų, o srovė ima vibruoti žemesniu dažniu. Ir atvirkščiai – atitraukus ranką, dažnis aukštėja.
Tačiau tik pamojuoti rankomis nepakanka. Tokiu būdu gaunama srovė svyruoja maždaug 250 kHz dažniu, o tai smarkiai viršija žmogaus girdimo dažnių diapazono ribas. Todėl iš tikrųjų negalime srovės siųsti tiesiai į garsiakalbį. Šiai problemai išspręsti naudojamas superheterodinas. Tai yra radijo imtuvas, turintis dažnio keitimo schemą. Gautas aukšto dažnio signalas siunčiamas į superheterodiną, kuriame signalas yra sumaišomas su pačios dažnio keitimo schemos duodamais virpesiais. Tokiu būdu, gauname žmogaus ausiai priimtiną dažnį, o termenvokso atveju, jis dažniausiai apima pianino diapazoną. Tiesa, superheterodinas sukelia šiokį tokį šalutinį efektą – jis sukeičia dažnių eiliškumą. Taigi, po dažnių keitimo proceso rankai esant arčiau antenos gaunamos aukštesnės natos, o jai tolstant, natos žemėja. Galiausiai gautas tinkamų dažnių diapazoną apimantis signalas toliau sustiprinamas ir nukreipiamas į garsiakalbį – ausyse suskamba vaiduokliška termenvokso muzika.
Instrumento garso stiprumas yra kontroliuojamas panašiu procesu, tiesiog tam naudojama kita kilpos formos prietaiso antena. Atitraukiant ranką tolyn, garsas stiprėja ir atvirkščiai, priartinus – susilpnėja.
Įdomu tai, kad muzikantas, grojantis termenvoksu, turėtų pasilikti daugiau laisvos erdvės aplink instrumentą. Bet koks iš elektrai laidžių medžiagų pagamintas daiktas arba žmogus, pasimaišęs per daug arti termenvokso antenos, keičia jo skleidžiamo garso intonaciją. Ši problema ypač aktuali tuomet, kai ant scenos šalia grojama ir su kitais muzikantais.
Galima sakyti, jog praėjusio amžiaus šeštajame dešimtmetyje termenvoksas tiesiog maudėsi šlovės spinduliuose. Dėl mistiško skambesio jis atrado savo vietą Holivudo filmų garso takeliuose – dažniausiai tai buvo siaubo ar mokslinės fantastikos filmai. Jo šiurpų, vaiduoklišką garsą galime išgirsti net Alfredo Hitchcock’o kino juostose! Dar vėliau termenvoksas ėmė skambėti ir pop bei roko muzikoje. Labiausiai jį išpopuliarino tokios grupės kaip „The Beach Boys“, „Led Zeppelin“ ar „The Rolling Stones“. Nors šiuo metu termenvoksas nebėra toks populiarus, jį vis dar galime laikyti vienu egzotiškiausiu ir keisčiausiu instrumentu pasaulyje.
Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto bei Lazerinių tyrimų centro docentas prof. dr. Mikas Vengris pasakoja, kaip buvo atrasta lazerinė akių chirurgija.
VU Fizikos fakulteto, Teorinės fizikos ir astronomijos instituto mokslininkė dr. Edita Stonkutė pristato istoriją apie žymią astronomę, astrofizikę Cecylia Payne – Gaposchkin, atradusią svarbių įžvalgų apie žvaigždžių sandarą.
Profesorius Jim Al-Khalili pasakoja apie stebuklingus dalykus, kurie slepiasi po mums regimos tikrovės pavidalu. Kvantinės tikrovės dėsniai neatitinka mums suvokiamos tikrovės taisyklių, vis dėlto juos privalu laikyti esant moksliškai pagrįstais ir teisingais. 54 minučių video ne tik plačiau sužinosite apie Nielso Bohr’o atradimus, bet ir išgirsite, kad subatominiame pasaulyje ta pati dalelė gali tuo pat metu atsidurti dviejose skirtingose vietose, o kartais dalelių likimus nulemia šansas.
Kai griežia smuikas, altas arba violončelė, išgaunamą skambesį sukelia stygų virpėjimas. Ar gali būti, kad prieš susidarant smulkiausioms medžiagos dalelėms, subatominiame lygmenyje vyksta panaši vibracija? Būtent taip teigia „stygų teorija“ – viena naujausių, muzikaliausių ir beprotiškiausių fizikinių idėjų, kuri mėgina paaiškinti mūsų tikrovę kaip darnią visumą.
Stygų teorija yra geriausias įrodymas, kad fizika yra ne tik apie atradimus, bet ir apie kūrybingas idėjas. Visų pirma, stygų teorijos atžvilgiu nėra visuotinio sutarimo. Dalis fizikų teigia, kad tai grynų gryniausia fikcija ar tiesiog mintinis eksperimentas, kurio niekaip negalime įrodyti eksperimentiškai. Galima pasakyti ir drąsiau – tokia specifinė fizikinės poezijos rūšis. Ir šiame vertinime esama tiesos – praktinių patvirtinimų apie stygų teoriją esama labai mažai. Tačiau, kaip įrodė šio mokslo istorija, didžiausi atradimai ir požiūrio virsmai prasideda tada, kai atmetami galiojantys ir iš pirmo žvilgsnio jau patvirtinti aiškinimai.
Pagal šią teoriją, jeigu styga vibruoja vienu būdu, ji sukuria tam tikrą elementariąją dalelę, tarkime, kvarką, jeigu kitu – kokią nors kitą, tarkime, leptoną ar bozoną. Kaip sako garsus šiuolaikinis fizikas Michio Kaku, šios dalelės yra ne kas kita, kaip stygų išgaunamos natos.
Tačiau, panašiai kaip styginių kvartete grojant instrumentams, svarbu ne tik paskiras vibravimas, bet ir tarpusavio suderinamumas, kuris ir sukuria harmoningą skambesį.
Ši idėja mus sugrąžina prie įžvalgos, apie kurią mąstė jau senovės graikai: visata gali būti suvokiama kaip nuolat atliekamas nuostabus muzikinis kūrinys. Pitagoro pasekėjai tai vadino sferų harmonija, kurią sukelia judantys dangaus kūnai. Šiandienos atradimai leidžia manyti, kad atliekamos melodijos ištakos kur kas gilesnės – įvairios vibracijos sąveikauja taip, kad mes visuomet girdime, t. y., suvokiame rišlią kūrinio visumą.
Michio Kaku pasiūlymu, į visus šiuolaikinius mokslus galėtume pažvelgti į kaip muzikinę partitūrą. Kas yra cheminės reakcijos? Tai įvairios sonatos, pjesės ir singlai, kuriuos išgauname grodami natomis, t. y., sukomponuodami stygų skambesį tam tikru būdu. Kas yra visata? Tai vibruojančių stygų harmonija.
Taip žvelgiant, drąsiai teigia Michio, mes net galime išgauti dieviškojo proto apibrėžimą: tai kosminė muzika, kuri rezonuoja vienuolikos dimensijų hipererdvėje. Ir nors galutinio atsakymo dar neturime, stygų teorija neabejotinai įrodo, kad fizikoje esama vietos net pašėlusiems kūrybiniams avangardistams.
Iš svarstymo apie stygas išplaukia ir garsioji M teorija. Sunku patikėti, bet niekas iki galo negali suprasti, ką reiškia M – meistras, magija, membrana ar net mįslinga paslaptis.
Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto bei Lazerinių tyrimų centro docentas prof. dr. Mikas Vengris ir „Kūrybingumo mokyklos“ lektoriai Tomas ir Kristupas diskutuoja apie kūrybingumą fizikoje.
Vilniaus universiteto prof. dr. Mikas Vengris – lazerininkas, aistringas fizikos mokslų populiarintojas Lietuvoje kalba apie kūrybingumą fizikoje.
Beveik kasdien girdime bauginamų naujienų apie klimatą: stiprėjančios audros, potvyniai, sausros, beprecedentė kaitra, miškų gaisrai ir kitokios negandos alina pasaulį. Žmonių sukelta klimato kaita neretai vadinama didžiausia grėsme žmonijai per artimiausią šimtmetį, juolab kad pastaruosius 11 tūkstančių metų vidutinė Žemės paviršiaus temperatūra nekilo taip sparčiai, kaip dabar. Tačiau kaip žinome, kokia temperatūra ir klimato sąlygos apskritai buvo praeityje?
Tai – Kūrybingumo mokyklos video apie klimatą, sukurtas Tarptautinės fizikos olimpiados, vyksiančios Vilniuje 2021 liepos 17 – 25 dienomis, proga.
Paminėjus žodį „lazeris“, dažniausiai galvoje iškyla holivudinių filmų vaizdai. Žymiojo personažo Ostino Pauerso amžinasis priešas Daktaras Blogis itin galingu lazeriu grasina sudorosiąs visą žmoniją, o kiek kitoks lazeris tuoj perpjaus slaptąjį agentą Jamesą Bondą. Tačiau čia stabtelėkime ir iš filmų grįžkime į realybę. Norint išsiaiškinti, kas iš tiesų yra tas lazeris ir kaip jis veikia, privalu žinoti kelis esminius dalykus. Tad apie viską nuo pradžių.
Tai – Kūrybingumo mokyklos video apie lazerius, sukurtas Tarptautinės fizikos olimpiados, vyksiančios Vilniuje 2021 liepos 17 – 25 dienomis, proga.
Anksčiau mintis, jog Lietuva prisidės prie kosminių technologijų, atrodė beveik juokinga. Tačiau prieš septynerius metus šioje istorijoje svarbų žingsnį žengė ir Lietuva – mes tapome kosmine valstybe. Lietuvos skrydis į žvaigždes prasidėjo 2014 m. vasario 28 d., kai iš Tarptautinės kosminės stoties sėkmingai vienas po kito paleisti du pirmieji lietuviški palydovai.
Galbūt netolimoje ateityje Lietuva turės ne tik savo palydovus, bet ir astronautus?
Tai – Kūrybingumo mokyklos video apie lietuviškus palydovus, sukurtas Tarptautinės fizikos olimpiados, vyksiančios Vilniuje 2021 liepos 17 – 25 dienomis, proga.
Dėl stebuklingos technologinės realybės mokslinė fantastika protezų pasaulyje tampa įprastu, itin gyvenimą palengvinančiu dalyku.
Tai – Kūrybingumo mokyklos video apie šiuolaikinius protezus, sukurtas Tarptautinės fizikos olimpiados, vyksiančios Vilniuje 2021 liepos 17 – 25 dienomis, proga.
Tai – Kūrybingumo mokyklos video apie egzoplanetas, sukurtas Tarptautinės fizikos olimpiados, vyksiančios Vilniuje 2021 liepos 17 – 25 dienomis, proga.
Vanduo dažnai siejamas su gyvybės pradžia ir pabaiga. Šis elementas tampa nesuskaičiuojamos galybės organizmų namais, jis keičia geografinį Žemės portretą ir net jungia dinozaurą su žmogumi.
Karštligiškai bandome jį atrasti kitose Saulės sistemos planetose, tačiau vis dar nežinome kas gyvena giliausiose Žemės įdubose. O ar dažnai susimąstome apie kasdienę vandens reikšmę? Kiek jo nešiojame ne tik savyje, bet ir ant savęs? Kiek pripildytų vonių reikia pagaminti vieną gabalėlį šokolado? Ir koks vandens kaip terapeuto vaidmuo?
Apie vandens fenomeną pasakoja: menininkė tapytoja Auksė Miliukaitė, Vilniaus universiteto Filosofijos fakulteto mokslininkas Simonas Šabanovas, Vilniaus universiteto Geomokslų instituto mokslininkas Andrėj Spiridonov.
Planeta iš žmonių – tik minties eksperimentas ar ateities realybė? Kylame į žinių kosmosą kartu su Julijonu Urbonu, menininku bei tarpdisciplininiu tyrėju.
Kas, jei mes turime visai ne 5 jusles, o visas 6 – t. y. mums paklūsta dar ir intuicija? Kaip naudotis šiuo 6-ojo pojūčio instrumentu nagrinėjame su meno inžinieriumi Tomu Martišauskiu.
Laikas dar niekad nebuvo toks suvaldomas, kaip atsiradus fotografijai. Bet ar tai tik fikcija, ar realus žmogiškas užmojis? Pasinerkime į šviesos ir laiko patyrimą kartu su fotografe Dovile Dagiene.
Žmonių misijos į Marsą – nebe fantastinio romano scenarijus, o realus šiandienos mokslininkų bei verslininkų ketinimas. Tačiau kokie sunkumai mums iki šiol neleidžia nužengti į Marsą? Ar yra daugiau priežasčių, dėl kurių apleistume Žemę, – apart mūsų neišsemiamo smalsumo? Ar kilsime iki išsvajotųjų aukštybių, o gal liksime supančioti moralinių nesutarimų?
Pitagoro garsiosios muzikinės visatos teorijos atgarsiai skamba ir mūsų dienomis. Ne veltui – vis labiau įsitikiname, jog muzika suteikia mums išskirtinius pasaulio bei savęs pažinumo įrankius. Ar esame pasiruošę įsiklausyti?
Vilniaus universitetas
© 2024 Kūrybingumo mokykla. Visos teisės saugomos.
