Зачастую, физику понимают как оторванные от жизни манипуляции с абстрактными блоками, нитями, пружинами, газом. Конечно, далеко не все, что ребята осваивают на уроках физики в 8‑м классе, пригодится в жизни, но что же тогда изучать? Сразу физические свойства наноструктур? Да, такие знания действительно будут пользоваться очень высоким спросом! Но невозможно прийти к сложному, не освоив простого, не научившись пользоваться элементарным. Не исключено, что развитие логического мышления и способности находить причинно-следственные связи - самая важная задача школьного курса физики.
Физику можно поделить на две области, и они сильно отличаются друг от друга. Это прикладная физика и фундаментальная.
Прикладная физика обеспечивает научно-технический прогресс. Такие исследования направлены на повышение удобства жизни или на совершенствование уже имеющихся средств. Одна из ее целей - экономическая выгода. Даже военно-промышленный комплекс, который, по мнению многих, является двигателем научно-технического прогресса, нередко производит технику не только для вооружения своего государства, но и для экспорта.
Тем не менее не всегда люди понимают, где же они сталкиваются с физикой в реальной жизни. А тем временем физические процессы меняли и продолжают менять нашу повседневность! Электричество и все то, что не может без него работать, - это продукты научного прогресса. Мало кто может представить себе жизнь без электротехники. Передача, выработка электроэнергии - тоже результат научного гения. Паровые двигатели когда-то позволили связать друг с другом города, а двигатели внутреннего сгорания - обеспечить людей личным автотранспортом. Сейчас же на наших с вами глазах, по всей видимости, наступает эра электромобилей!
«Все, что существует на свете, когда-то было мечтой». Нельзя с этим не согласиться! Компьютеры, смартфоны и прочие гаджеты - эти предметы совершенствуются с возрастающей скоростью: 15 лет назад камера 0,3 мегапикселя в мобильном телефоне казалась эксклюзивом и вызывала восхищение. Сегодня в один смартфон помещаются 3‑4 камеры, а разрешение основной достигает 48 мегапикселей. Новые технологии непрерывно меняют нашу обыденность! Их становится столько, что они давно перестали удивлять. Гироскутеры, работающие на принципе гироскопа (по сути, крутящегося волчка), дроны, которые тоже уже стали привычными, - все это примеры новшеств последних лет, и невозможно не видеть в принципах их работы физики и физических решений, позволивших реализовать то, что раньше являлось лишь фантазией, мечтой.
С прикладной физикой контрастирует фундаментальная наука. Открытия в этой области могут доставить лишь интеллектуальное удовольствие. Они направлены на наиболее общее понимание мира и природы и не приносят коммерческой выгоды. Напротив, порой фундаментальные исследования картины мира требуют колоссальных затрат. Конечно же, на ум в первую очередь приходит Большой адронный коллайдер (БАК), кольцевое сооружение длиной 27 километров на глубине 175 метров под землей на границе Франции и Швейцарии. Затраты на него давно превысили десять миллиардов долларов. Ради чего? Для поисков «новой физики». Дело в том, что физики считают существующую модель фундаментальных частиц и взаимодействий (Стандартную модель) неполной. Ожидается, что она является частью более всеобъемлющей модели, признаки которой получится обнаружить на энергиях, доступных лишь на такой огромной машине, как БАК. Комментирует доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой физики ускорителей и радиационной медицины Физического факультета МГУ, профессор Александр Петрович Черняев, множество знакомых которого сейчас трудятся на БАК: «Большой адронный коллайдер на сегодняшний момент самый крупный ускоритель. Его идея заключается в том, что в нем ученые сталкивают друг с другом ускоренные пучки заряженных частиц, вследствие чего их суммарная энергия возрастает. Масса и энергия - два проявления одной и той же сущности, и на высоких энергиях мы можем ожидать рождения частиц, способных помочь нам понять строение Вселенной и то, как она рождалась».
Одним из главных результатов многолетней работы БАК стало относительно недавнее обнаружение бозона Хиггса, существование и свойства которого были предсказаны еще в 1964 году! Кажется невероятным, но эта частица возникла как некая необходимость в теории Стандартной модели, без которой она бы рушилась. 50 лет потребовалось от предсказания до обнаружения. Оказывается, именно бозон Хиггса несет ответственность за то, что свет не имеет массы, а другая привычная нам материя - имеет.
Другое столь же эпохальное и недавно обнаруженное явление - гравитационные волны. Их существование следовало из Общей теории относительности (ОТО), созданной Эйнштейном сто лет назад. В этой теории время является четвертым измерением (три первые - пространственные), а гравитация - искривлением 4‑мерного пространства-времени. ОТО довольно давно доказала свою состоятельность, но отсутствие существования гравитационных волн ставило ее под сильное сомнение. Гравитационные волны так слабы, что зарегистрировать их удалось только при слиянии двух черных дыр с массами 29 и 36 солнечных масс на расстоянии 1,3 млрд световых лет от Земли (световой год - это расстояние, которое преодолевает свет за год, причем скорость света 300 тысяч километров в секунду).
Физика необъятна, и она увлекательней любой фантастики. А главная привлекательность этой науки в том, что она реальна. Прикладная или фундаментальная - физика повсюду. И разве можно не интересоваться ею?

Павел РЕМИЗОВ,
учитель физики школы №2065