Красота физики. Постигая устройство природы полностью

См. Проективная геометрия и перспектива.

Платоново тело (правильный многогранник) – это многогранник, все грани которого являются копиями одного и того же правильного многоугольника и чьи грани соединяются единообразно во всех вершинах. Есть ровно пять различных (конечных) платоновых тел: тетраэдр, октаэдр, икосаэдр, куб и додекаэдр. Они подробно описаны в основном тексте.

Математическое построение этих тел и доказательство того, что иные невозможны, являются кульминационным моментом «Начал» Евклида.

Поверхности правильных многогранников во многих отношениях более фундаментальны, чем сами тела, которые они ограничивают. Я называю их платоновыми поверхностями.

Платоновы тела внушали восхищение математикам, ученым и мистикам в течение многих столетий.

Мы говорим, что частица поглотилась, если закончилось ее независимое существование. Поскольку полная энергия сохраняется, энергия частицы после этого переходит в другую форму. Например, когда частица света (фотон) достигает вашей сетчатки, она может быть поглощена белками (родопсинами), которые в результате поглощения меняют форму. Изменение их формы, в свою очередь, вызывает электрические сигналы, которые наш мозг интерпретирует как зрительное ощущение.

«Позитрон» – это другое название для антиэлектрона, античастицы электрона.

Введение понятие поля, пожалуй, лучше начать с примеров.

• При описании погоды удобно учитывать значения температур во многих точках пространства в различные моменты времени. Совокупность этих значений определяет температурное поле.

• При описании движения в толще воды удобно рассматривать значение скорости воды во многих точках пространства в различные моменты времени. Совокупность этих значений определяет поле скоростей.

• При описании электрических явлений удобно рассматривать, какие силы действовали бы на электрически заряженную частицу в случае ее наличия в различных точках пространства в различные моменты времени. Деление величин этих сил на величину заряда приведет нас к определению электрического поля.

В целом мы говорим, что у нас есть «поле типа X», когда у нас есть значения X в различных точках пространства и времени. Иначе говоря, поле типа X дает нам величину типа X в виде пространственно-временной функции.

Термин «флюид», используемый в этой книге, относится к любой разновидности того, что заполняет пространство и проявляет активность. Примеры включают электрический флюид, магнитный флюид, глюонный флюид и флюид Хиггса. Для того чтобы узнать о более тонких, но важных различиях между полем и флюидом, см. главным образом Электрическое поле и электрический флюид.

См. также Среда.

Флюид Хиггса – это заполняющая пространство субстанция, которая участвует в уравнениях Главной теории. Поле Хиггса – это мера усредненного воздействия флюида Хиггса на другие частицы. См. Поле, флюид; Электрическое поле, электрический флюид, а также подробное обсуждение в главе «Квантовая красота III», часть 3.

В нашей медитации самые важные поперечные волны – это электромагнитные волны, включая свет как особый случай.

Когда электромагнитная волна распространяется через пространство, лишенное обычного вещества (см. Вакуум), ее электрическое и магнитное поля – оба из которых являются направленными, векторными величинами – перпендикулярны направлению распространения волны. Именно это, не больше и не меньше, мы имеем в виду, говоря, что электромагнитные волны являются поперечными волнами. Таким образом, для поперечной волны активность, которую производит волна, перпендикулярна направлению, в котором волна распространяется.

В отличие от электромагнитных звуковые волны не являются поперечными волнами. Их активность, сжатие и разрежение воздуха, вызывает движение частиц воздуха в том же самом направлении, что и направление распространения волны. Волны такого типа называют продольными волнами.