Hiperprzestrzeń. Wszechświaty równoległe, pętle czasowe i dziesiąty wymiar

Michio Kaku

Czy oprócz znanych nam z życia codziennego trzech wymiarów istnieją inne? Czy możliwe są podróże w czasie? Czy czarne dziury są wrotami do innych światów? Czy ludzkość przeżyje śmierć Wszechświata? Jeszcze niedawno uczeni odrzucali tego rodzaju pomysły jako dziwaczne spekulacje, dzisiaj znajdują się one wśród najważniejszych tematów podejmowanych przez naukę. Rozpoczynając tam, gdzie kończy się "Krótka historia czasu Stephena Hawkinga", Michio Kaku, profesor fizyki, wykładowca na Uniwersytecie w Nowym Jorku, przystępnie i w porywający sposób popularyzuje wyniki badań nad wielowymiarowymi przestrzeniami, pętlami czasowymi i wszechświatami wielokrotnymi. Michio Kaku - jeden z najwybitniejszych uczonych naszych czasów, współtwórca teorii strun, kieruje katedrą fizyki City University of New York. Jest autorem światowych bestsellerów: "Fizyka rzeczy niemożliwych", "Wizje", "Wszechświaty równoległe", "Kosmos Einsteina", "Przyszłość umysłu" oraz "Przyszłość ludzkości", a także licznych podręczników akademickich i prac naukowych.

Homo caelestis. Niezwykła opowieść o tym, kim się stajemy

Tommaso Ghidini

Człowiek nowego tysiąclecia założy stację na Księżycu, poleci na Marsa, uruchomi loty międzyplanetarne i przekroczy granicę dzielącą nas od głębokiej przestrzeni kosmicznej. Człowiek nowego tysiąclecia będzie miał zupełnie nową relację z kosmosem, w którym żyjemy: Homo terrestris jest gotowy, aby stać się Homo caelestis. Tommaso Ghidini zabiera nas w fascynującą podróż w przyszłość. Snuje rozważania o tym, jak nasze życie może się zmienić, gdy przekroczymy granice Ziemi i zaczniemy zasiedlać inne planety. Nie skupia się jednak wyłącznie na technicznych aspektach podróży kosmicznych, ale przede wszystkim na ludziach - ich emocjach, pragnieniach, i wyzwaniach, z którymi muszą się mierzyć. Ghidini przedstawia świat, w którym porażka nie jest końcem, lecz nieodłącznym elementem rozwoju, koniecznym do osiągnięcia nowych celów. Homo Caelestis to opowieść o marzeniach, które stają się rzeczywistością, dzięki odwadze i determinacji naukowców, astronautów oraz wizjonerów, którzy poświęcają swoje życie na badanie kosmosu.

Idee, które zmieniły świat. Od Einsteina i Gödla po Turinga i Dawkinsa

Jim Holt

Błyskotliwa opowieść o ekscentrycznych geniuszach i ich matematycznych, fizycznych i filozoficznych teoriach. Jim Holt, amerykański filozof i pisarz naukowy, udowadnia, że nawet o teorii względności czy teorii strun można pisać przystępnie i z poczuciem humoru. Opisuje najbardziej ekscytujące odkrycia naukowe ostatnich stuleci, takie jak mechanika kwantowa, teoria grup, teoria obliczalności Turinga i „problem decyzyjny”, liczby pierwsze i hipoteza dzeta Riemanna, teoria kategorii, topologia, fraktale, regresja statystyczna, teoria prawdy czy „krzywa dzwonowa”. Obok tych niezwykłych osiągnięć intelektualnych, autor prezentuje nieszablonowe szkice biograficzne ich twórców, zarówno tych sławnych, jak i nieco zapomnianych, którzy często wiedli niezwykle dramatyczne i niepozbawione absurdów życie. I tak: twórca współczesnej statystyki, sir Francis Galton, był wiktoriańskim zarozumialcem, który przeżył komiczne perypetie w afrykańskim buszu. Najbardziej rewolucyjny matematyk ostatniego półwiecza, Alexander Grothendieck, zakończył burzliwy żywot w Pirenejach jako cierpiący na urojenia pustelnik, zaś Kurt Gödel, największy ze wszystkich współczesnych logików, zagłodził się na śmierć z powodu paranoicznego przekonania, że istnieje powszechny spisek mający na celu otrucie go… Czy w ich metodach i nich samych było szaleństwo? Jim Holt przekonuje, że znacznie wieksze, niż mogłoby się wydawać!    Odważne, prowokujące do myślenia eseje. – „Nature”   Holt umiejętnie przechodzi od teologii przez kosmologię do poezji, wyjaśniając zjawisko iluzji czasu, narodziny eugeniki oraz tak zwanego nowego ateizmu. – „The Wall Street Journal”

Istota teorii względności

Albert Einstein

Skondensowana, ujednolicona prezentacja najsłynniejszej koncepcji naukowej wszech czasów, wprowadzająca w podstawowe zagadnienia teorii względności Świat byłby dziś zupełnie inny, gdyby nie Albert Einstein. Podobnie jak Newton i Galileusz przed nim, ten niezwykły naukowiec na zawsze zmienił rozumienie wszechświata przez ludzkość. W 1921 roku, pięć lat po ogłoszeniu swojej ogólnej teorii względności, Einstein w uznaniu swoich niezwykłych osiągnięć otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. W tym samym roku wyjechał do Stanów Zjednoczonych, aby wygłosić cztery wykłady, które umocniły jego teorii, w których starał się wyjaśnić jej znaczenie nowej publiczności. Wykłady te zostały opublikowane w następnym roku jako Istota teorii względności i tekst ten autor poprawiał w każdym nowym wydaniu aż do swojej śmierci - w każdej kolejnej edycji Einstein włączał nowy materiał wzmacniający swoją teorię. Ta niewielka objętościowo książeczka pozostaje kluczowym dziełem dla każdego, kto chce poznać działanie jednego z najbardziej inspirujących umysłów XX wieku. Z PRZEDMOWĄ BRIANA GREENEA, AUTORA BESTSELLERA PIĘKNO WSZECHŚWIATA

Jak scena stała się dramatem. Filozofia w kontekście teorii względności

Wojciech P. Grygiel

Wewnętrzna doskonałość oraz piękno teorii względności po dziś dzień zachwycają nie tylko fizyków, ale także i filozofów. Wojciech Grygiel ukazuje drogę, jak w matematycznych zawiłościach tej teorii doszukać się głębokich problemów filozoficznych, i przekonać się, że teoria względności to nie tylko hermetyczna gra matematycznych symboli, ale oryginalny produkt ludzkiego geniuszu, będący szeroką syntezą dziedzictwa europejskiej myśli. Teoria ta wciąż inspiruje do dalszego namysłu nie tylko nad kolejnym unifikacyjnym krokiem fizyki, ale też nad pytaniami o sens Wszechświata jako ontycznej całości.   Jak scena stała się dramatem to kompendium wiedzy fizycznej oraz niezwykle wartościowe studium filozoficzne i historyczne. Jest dla czytelnika szansą całościowego spojrzenia na najważniejsze komponenty teorii względności. Może być także punktem wyjścia do badań, w których można podążać tropem Autora lub, korzystając z dostarczonej w książce wiedzy, pójść własną drogą ku zrozumieniu tego, co odkryte lub ku odkryciu czegoś nowego. prof. Jerzy Dajka, Uniwersytet Śląski Wojciech Grygiel podjął ciekawą próbę odpowiedzi na pytanie, dlaczego einsteinowska teoria względności jest nie tylko skuteczna, ale również piękna. Podążając za przekonaniem Greków, że to symetria decyduje o pięknie i pozwala precyzyjnie opisać świat pokazuje, jak przekonanie to manifestuje się w jednej z najwspanialszych naukowych teorii. Kompetentnie i w sposób interesujący dowodzi, jak filozofia i fizyka były i nadal są głęboko ze sobą powiązane. prof. Bogdan Dembiński, Uniwersytet Śląski

Jedna chwila w dziejach wszechświata. Lemaître i jego Kosmos

Michał Heller

Georges Lemaître, belgijski duchowny i uczony, jest uznawany za jednego z twórców kosmologii. W swoich polemikach z Einsteinem, przynajmniej dwa razy to on miał rację. I to w kluczowych sprawach. Po raz pierwszy, gdy – wbrew Einsteinowi – osobliwość w jego równaniach zinterpretował jako początek wszechświata (dlatego nazywa się Lemaître’a „ojcem Wielkiego Wybuchu”). I po raz drugi, gdy upierał się, że w równaniach trzeba zachować stałą kosmologiczną (którą dziś obciąża się odpowiedzialnością za istnienie ciemnej energii). On też pierwszy przewidział rozszerzanie się wszechświata. W tej fascynującej książce sam Lemaître przemawia do Czytelnika, w dwu esejach przedstawiając swoje poglądy. Komentarze prof. Michała Hellera kreślą kontekst historyczny i rzutują osiągnięcia Lemaître’a na współczesną scenę kosmologiczną.   Istnienie człowieka jest tylko chwilą w długiej historii wszechświata. To, że z perspektywy tej chwili możemy rozumiejącym spojrzeniem ogarniać całość i myślą wybiegać jeszcze dalej, jest czymś zachwycającym. – Michał Heller

Kłopoty z Eureką. O co kłócą się fizycy?

Jean-Pierre Lasota, Karolina Głowacka

Jeśli fizyka jest nauką ścisłą to o co fizycy się spierają? Skoro to dziedzina oparta na doświadczeniu i matematyce, dlaczego uczeni toczą przez wiele lat zacięte dyskusje? I co ważniejsze: jak dochodzą do porozumienia?  Rozmowy wybitnego astrofizyka, profesora Jean-Pierre'a Lasoty z dziennikarką naukową Karoliną Głowacką odsłaniają kulisy światowych badań w dziedzinie fizyki. Dowiemy się między innymi, czy czarne dziury rzeczywiście istnieją, co ostatecznie udowodniło istnienie atomów oraz dlaczego Einstein się mylił. Nie zabraknie anegdot, humoru i wątków osobistych, w tym historii o tym, jak profesor Lasota niemal samotnie stanął naprzeciw dominującym głosom w świecie astrofizyków i… miał rację.   Jean-Pierre Lasota - fizyk teoretyk i astrofizyk. Profesor honorowy w Instytucie Astrofizyki w Paryżu i profesor zwyczajny w Centrum Astronomicznym im. Mikołaja Kopernika PAN w Warszawie. Autor wielu prac naukowych i kilku książek popularno-naukowych.  Karolina Głowacka - dziennikarka naukowa, autorka audycji, książek, tekstów prasowych. Zawodowo związana z Radiem TOK FM i TVN Style. Członkini Komitetu Etyki w Nauce PAN, wyróżniona w konkursie "Popularyzator nauki" MNiSW i PAP.  Jean-Pierre Lasota i Karolina Głowacka są laureatami Nagrody Złotej Róży 2017 za najlepszą książkę popularnonaukową.

Kosmologiczne koany. Podróż do serca rzeczywistości fizycznej

Anthony Aguirre

Kosmologiczne koany to książka, która zaprasza czytelnika do udziału w intelektualnej przygodzie najwyższych lotów. Wykorzystując ponad pięćdziesiąt koanów – ciekawych i jednocześnie paradoksalnych opowiastek zgodnych ze starożytną tradycją zen – czołowy fizyk Anthony Aguirre, zabiera czytelnika w podróż z Zachodu na Wschód poprzez idee obejmujące wiek, wielkość i głębię Wszechświata.   Autor podejmuje kosmiczne pytania, z którymi borykali się naukowi giganci od Arystotelesa przez Galileusza do Heisenberga, obejmujące szeroki wachlarz zagadnień: od natury czasu i powstania wielu wszechświatów po znaczenie teorii kwantowej. Aguirre, w zabawny i lekki sposób, prezentuje czytelnikowi obszar pomiędzy głęboką strukturą świata fizycznego a osobistym odbieraniem rzeczywistości, dzieląc się tym, co sam Einstein nazwał „najpiękniejszym i najgłębszym doświadczeniem” jakiego można zakosztować: poczuciem tajemniczości. „To wyjątkowe i pięknie napisane arcydzieło autorstwa wiodącego kosmologa przemienia najgłębsze tajemnice naszego Wszechświata w urzekające i przystępne poszukiwanie osobistego oświecenia”. - Max Tegmark, autor Życie 3.0.

Krótkie odpowiedzi na wielkie pytania

Stephen Hawking

Krótkie odpowiedzi na wielkie pytania Światowej sławy kosmolog i autor bestsellera nad bestsellerami Krótka historia czasu pozostawił nam swoje odpowiedzi na najistotniejsze pytania o nasze miejsce i przyszłość we wszechświecie Skąd się wzięliśmy? Czy ostatecznie przetrwamy? Czy postęp techniki uchroni nas przed zagładą? W jaki sposób moglibyśmy w pełni rozwinąć skrzydła? Stephen Hawking został uznany za jeden z największych umysłów naszych czasów, a jego heroiczne zmagania z chorobą, odkąd w wieku dwudziestu jeden lat zdiagnozowano u niego stwardnienie zanikowe boczne, stanowią trwałe źródło inspiracji dla nas wszystkich. Zasłynął zarówno z przełomowych dokonań w dziedzinie fizyki teoretycznej, jak i z nadzwyczajnej umiejętności objaśniania skomplikowanych pojęć w sposób przystępny dla każdego. Uwielbiano go również za szelmowskie poczucie humoru. Bezpośrednio przed śmiercią pracował nad swym ostatnim dziełem zestawieniem odpowiedzi na wielkie pytania, które tak często stawiał, wykraczając poza granice ściśle akademickich badań. W swojej ostatniej książce Hawking przedstawia poglądy dotyczące najpoważniejszych zagrożeń, przed jakimi stoi ludzkość, oraz tego, jaka przyszłość zarysowuje się przed ziemskim globem. Każdą część rozpoczyna wprowadzenie pióra wybitnego intelektualisty, który nakreśla swoją własną ocenę wkładu profesora Hawkinga do gmachu naszej wiedzy. Książka zawiera również przedmowę laureata Oscara Eddiego Redmaynea, który grał postać Hawkinga w filmie Teoria wszystkiego oraz posłowie napisane przez córkę Hawkinga, Lucy Hawking, a ponadto prywatne zdjęcia i inne materiały archiwalne.

Książka, której nikt nie przeczytał

Owen Gingerich

Z przyjemnością informuję, że mylą się ci, którzy utrzymują, że O obrotach sfer niebieskich Mikołaja Kopernika to książka, której nikt nie przeczytał. Na uzyskanie pewności w tej sprawie potrzebowałem blisko dziesięciu lat, a kolejne trzydzieści lat zajęło mi staranne udokumentowanie wpływu tego dzieła. Koniec końców miałem do czynienia z egzemplarzami, których właścicielami byli: święci, heretycy, nicponie, muzycy, gwiazdy filmowe, lekarze i maniakalni bibliofile. Jednak najbardziej interesujące są kopie należące niegdyś do astronomów i pokryte ich notatkami. Ukazują one długotrwały proces akceptowania heliocentrycznego kosmosu jako fizycznie realnego opisu świata. Są świadectwem fascynujących bitew, prowadzonych przez astronomów między sobą, jak również działań Kościoła, próbującego pogodzić się z nową rzeczywistością. Wyłania się z nich pasjonująca opowieść o tym, w jaki sposób bardzo zaawansowany matematycznie traktat z XVI wieku rozpoczął rewolucję może nawet większą niż reformacja i jak egzemplarze tego dzieła przeobraziły się w symbole kultury warte miliony dolarów.

Książka o teorii względności

Witold Kruczek, Jędrzej Stanisławek

Osoby z pokolenia obecnych doktorantów i młodych doktorów hasło "Kruczek" jednoznacznie kojarzy się z trzema-czterema latami łez wypłakanych w liceum nad niebieskim (lub czerwonym!) dwutomowym zbiorem zadań z fizyki, który stał się drzwiami otwierającymi drogę do zrozumienia tej dziedziny nauki. Rola tego zbioru była dla nas jako uczniów wręcz symboliczna - dlatego zdobyta na studiach informacja, że "Kruczek" to nie tylko nazwa zbioru, ale że jego autor to żywa postać, emerytowany pracownik Politechniki Warszawskiej, była zaskakująca. [...] Na początku 2022 roku na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej nadarzyła się okazja, aby z dr. Witoldem Kruczkiem spotkać się osobiście - zorganizowaliśmy obchody jego setnych urodzin! Podczas spotkania widać było, że wśród przybyłych darzony jest wielkim szacunkiem - wśród studentów z lekkim niedowierzaniem, że właśnie rozmawiają z człowiekiem urodzonym w czasach, o których pisało się sprawdziany na lekcjach historii, walczącym w II wojnie światowej, gdy był w ich wieku, a wśród profesorów padały podziękowania za świetną dydaktykę, którą im zapewniał, gdy byli studentami. Według ich relacji sale wykładowe na zajęciach z dr. Kruczkiem zawsze były wypełnione, ponieważ z niezwykłą energią prezentował fizykę w praktyce - poprzez pokazy i doświadczenia. [...] Książka o szczególnej teorii względności Witolda Kruczka miała swego poprzednika w języku francuskim. Podczas wykładów w Algierii dr Kruczek napisał skrypt w postaci maszynopisu. Niektóre rysunki pochodzą z tamtego opracowania. Kilka lat temu podjął się rozszerzenia wcześniejszej wersji, jednak nie trafiło ono wówczas do druku. Na przeszkodzie stanęła epidemia, brak zewnętrznego wsparcia, po części wahania samego dr. Kruczka. Opóźnienie, o którym mowa, miało swoje negatywne następstwo: utrudniło korektę tekstu. Dr Kruczek ma obecnie kłopoty ze wzrokiem. Mimo wszystko problem korekty udało się rozwiązać. Jędrzej Stanisławek Książka ta została napisana na podstawie moich wykładów z Podstaw Fizyki, które prowadziłem w latach 1970/1980 na wydziałach Elektroniki, Mechaniki Energetyki i Lotnictwa (tzw. MEiL) i Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej (tzw. FTiMS) Politechniki Warszawskiej oraz zajęć seminaryjnych, które organizowali moi studenci L'Ecole Nationale Politechnique w Algierze w latach 1985-1991. Wykładałem tam Mechanikę Ośrodków Ciągłych zaś seminaria z Teorii Względności prowadzone były nadprogramowo z powodu wielkiego zainteresowania i na prośbę studentów. Chciałbym tu zwrócić uwagę na pewien fakt, który w istotny sposób zaważył na tej książce. Chodzi mianowicie o to, że już na samym początku wykładów umówiłem się ze studentami, że każdy z nich ma prawo w każdej chwili przerwać mi wykład i zadać pytanie i prosić o lepsze i głębsze objaśnienie omawianego problemu. Ogromna liczba pytań - niekiedy mających już twórczą cechę - zmuszała mnie do bardzo wnikliwego i głębokiego opracowania nie tylko treści, ale i dydaktycznej formy tematu. Teoria względności obfituje w pojęcia, sprzeczne z codziennym doświadczeniem człowieka, który z tą piękną teorią się spotyka po raz pierwszy. Wymaga ona od uczącego się całkowitej przebudowy wyobraźni fizycznej... Teoria względności jest w swej istocie teorią geometryczną, gdy - przynajmniej do dziś - uczniowie przez cały czas wdrażani są do myślenia wyłącznie analitycznego i nie wymaga to odnoszenia się geometrycznego. Mając to na uwadze, umieściłem w książce wiele rysunków, które mają na celu poruszyć wyobraźnię czytelnika i spowodować, że zobaczy on w fizyce, oprócz związków przyczynowo-skutkowych przedstawionych w pięknych równaniach różniczkowych Newtona, Lagranga, Hamiltona, wymagającą myślenia analitycznego geometrię, która przenika całą fizykę i która pozwala nam zobaczyć boską logikę całej jej konstrukcji. Witold Kruczek

Kwantowa rzeczywistość. W poszukiwaniu prawdziwego znaczenia mechaniki kwantowej

Jim Baggott

Książka Jima Baggotta to uwzględniające najnowsze osiągnięcia kompendium opisujące nasz obecny sposób pojmowania teorii kwantowej. A także całą długą drogę, jaką do takiej właśnie interpretacji doszliśmy, starając się znaleźć odpowiedzi na pytania o to, co właściwie teoria kwantowa mówi nam o rzeczywistości. Czy świadomość ma wpływ na wynik naukowego eksperymentu? Czy funkcja falowa istnieje naprawdę, czy jedynie opisuje prawdopodobieństwo? A jeśli jest czymś rzeczywistym to czy w chwili, gdy otwieramy pudełko z nieszczęsnym kotem, dochodzi do jej kolapsu, czy rozgałęzienia, wskutek którego powstaje kolejny wszechświat? Wszystkich, którzy zadawali sobie kiedykolwiek podobne pytania, autor zachęca, by wraz z nim przyjrzeli się fascynującej grze - grze teorii, która prowadzi do pełniejszego zrozumienia natury świata. Jim Baggott jest wielokrotnie nagradzanym autorem książek popularnonaukowych, byłym wykładowcą Uniwersytetu w Reading. Publikuje artykuły w "New Scientist" i "Nature". W Polsce ukazały się jego książki: "Teoria kwantowa. Odkrycia, które zmieniły świat", "Higgs. Odkrycie boskiej cząstki", "Pożegnanie z rzeczywistością. Jak współczesna fizyka odchodzi od poszukiwania naukowej prawdy", "Początek. Naukowa historia stworzenia" oraz "Masa. Od greckich atomów do pól kwantowych".

Kwintesencja wszystkiego. Dwanaście eksperymentów, które zmieniły nasz świat

Suzie Sheehy

Magiczna podróż po wielkich eksperymentach definiujących najbardziej niesamowite stulecie w historii fizyki Od tysiącleci ludzie zadają pytania dotyczące natury materii. W XX wieku ciekawość ta doprowadziła do bezprecedensowego wybuchu odkryć naukowych, które zmieniły bieg historii. W książce Kwintesencja wszystkiego Suzie Sheehy przedstawia sylwetki ludzi, którzy dzięki połączeniu geniuszu, wytrwałości i szczęścia przeprowadzili te przełomowe eksperymenty: od fizyków, którzy szybowali balonami na ogrzane powietrze w poszukiwaniu nowych cząstek, po nieoczekiwane odkrycie promieni rentgenowskich w niemieckim laboratorium. Autorka pokazuje równocześnie, w jaki sposób te eksperymenty wpłynęły na niezliczone aspekty naszego dzisiejszego życia. Radio, telewizja, chipy w naszych smartfonach, skanery MRI, sprzęt radarowy i kuchenki mikrofalowe, żeby wymienić tylko kilka: wszystko to było możliwe dzięki naszej determinacji, aby zrozumieć i kontrolować to, co widoczne dopiero pod mikroskopem. Po lekturze tej książki na nowo zakochałem się w fizyce. Dbałość Sheehy o szczegóły widać na każdej stronie, a jednak w sposobie, w jaki podkreśla pasję, zapał, pomysłowość i ostatecznie czysty triumf nauki w odkrywaniu tajemnic natury, widać niezwykłą lekkość. Jim Al-Khalili, autor Radości nauki

Laboratorium optyki falowej

Andrzej Kołodziejczyk, Agnieszka Siemion, Maciej Sypek

Skrypt zawiera opis podstawowych ćwiczeń laboratoryjnych dotyczących zagadnień z zakresu optyki falowej, takich jak: obrazowanie w ramach optyki geometrycznej i falowej, interferencja i koherencja światła (doświadczenie Younga przy oświetleniu laserowym, światłem quasi-monochromatycznym lampy gazowej i światłem białym, interferometr Michelsona, interferometr Macha-Zehndera), dyfrakcja światła (strefy Fresnela, plamka Poissona, kamera otworkowa - camera obscura, siatka dyfrakcyjna, zjawisko samoobrazowania, dyfrakcja Fraunhofera i jej zastosowanie w dyfraktometrii, twierdzenie o skalowaniu w ramach dyfrakcji Fresnela), holografia (holografia klasyczna - zapis siatki dyfrakcyjnej i hologram Fresnela płaskiego obiektu dyfuzyjnego, holografia syntetyczna - płytki strefowe i hologram Fouriera zaprojektowanego numerycznie obiektu dwuwymiarowego, holografia cyfrowa - zapis i odtworzenie hologramu cyfrowego). Prezentowane ćwiczenia obejmują podstawowe pomiary, których zadaniem jest weryfikacja doświadczalna opisu teoretycznego bądź ilustracja praktycznego zastosowania omawianego zjawiska. Część zaproponowanych eksperymentów można przeprowadzić w skromniej wyposażonych laboratoriach, na przykład w szkołach podstawowych i ponad podstawowych na lekcjach przyrody i fizyki lub na kółkach zainteresowań.

Mała księga kosmologii

Lyman Page

Wyprawa do granic wszechświata i granic kosmologii W każdej sekundzie z samych krawędzi obserwowalnego wszechświata dociera do nas słabe promieniowanie – relikt burzliwej młodości kosmosu – zwane mikrofalowym promieniowaniem tła. W Małej księdze kosmologii czołowy badacz tego promieniowania Lyman Page zabiera nas w oszałamiającą podróż po naszej obecnej wiedzy o rozmiarach, budowie i początkach uniwersum. Łącząc najnowsze ustalenia kosmologii obserwacyjnej z przystępnie wprowadzanymi koncepcjami fizycznymi, Page wyjaśnia, jak na podstawie drobnych nieregularności mikrofalowego promieniowania tła kosmologom udało się precyzyjnie zrekonstruować historię kosmosu, ustalić jego kształt, skład, strukturę i tempo ekspansji. Z perspektywy tej wiedzy, zebranej w tzw. standardowym modelu kosmologicznym, widać jednak wyraźnie, jak wiele wciąż nie rozumiemy. Docierając do granic kosmologii, Page dobitnie ukazuje, że przed nami jeszcze mnóstwo fascynujących odkryć.

Mechanika kwantowa. Teoretyczne minimum

Leonard Susskind

Drugi tom serii autorstwa Leonarda Susskinda. Pierwszy, Teoretyczne minimum, dotyczył mechaniki klasycznej. Mechanika kwantowa. Teoretyczne minimum to książka dla wszystkich, którzy kiedykolwiek zastanawiali się nad tym, jak bardzo niezrozumiała jest mechanika kwantowa. Autor dostarcza narzędzi, które nie tylko umożliwiają zapoznanie się ze sposobem myślenia fizyków o mechanice kwantowej, lecz także dają praktyczną podstawę, by o własnych siłach pogłębiać wiedzę i poszerzać umiejętności. A wszystko to z charakterystyczną dla Leonarda Susskinda lekkością, błyskotliwością i poczuciem humoru!  To właśnie prawdziwa mechanika kwantowa. Leonard Susskind wyjaśnia najbardziej skomplikowane aspekty naszej rzeczywistości z zachwycającą jasnością. Jeśli chcesz wiedzieć, w jaki sposób fizycy myślą o świecie, ta książka stanowi najlepszy początek. Sean Carroll, fizyk, autor Cząstki na końcu Wszechświata   i Stąd do wieczności i z powrotem  Leonard Susskind  profesor fizyki teoretycznej katedry im. Felixa Blocha w Stanford University, jeden z twórców teorii strun. Susskind jest członkiem Academy of Sciences oraz American Academy of Arts and Sciences, a także laureatem licznych nagród, w tym przyznawanej przez American Institute of Physics nagrody dla autorów najlepszych publikacji popularnonaukowych. Autor Kosmicznego krajobrazu, Bitwy o czarne dziury i Teoretycznego minimum.  Art Friedman  inżynier oprogramowania i wieczny student fizyki, słuchacz wykładów Leonarda Susskinda.

Między fizyką a filozofią. Filozofia przyrody i filozofia fizyki w pismach Mariana Smoluchowskiego

Jan Grzanka

Marian Smoluchowski jest jednym z najczęściej cytowanych polskich naukowców – Web of Science określa liczbę cytowań jego prac w okresie od 1894 do 2014 roku na 7235 (Maria Curie-Skłodowska była w tym czasie cytowana 1582 razy). Regularnie przywoływane są równania dotyczące teorii procesów stochastycznych, a równanie ciągłości Smoluchowskiego stosowane jest w opisach procesów sedymentacji i koagulacji. Jego badania dotyczące ruchów Browna przyczyniły się do triumfu teorii atomistycznej w fizyce. Dzięki ich wykorzystaniu Richard Zsigmondy, Jean Perrin i Theodor Svedberg otrzymali w latach 1925–1926 Nagrody Nobla. Książka przedstawia wkład polskiego fizyka w naukę oraz filozofię, zwłaszcza w filozofię przyrody. Badania Smoluchowskiego dotyczące przyczyny i przypadku doprowadziły do wprowadzenia rachunku prawdopodobieństwa do fizyki. Jego teoria kryterium użyteczności odpowiada na pytania, jak rozwija się nauka i jak weryfikujemy hipotezy oraz teorie. Udowadnia, że użyteczność jest kategorią uniwersalną i odnosi się do wszystkich aspektów funkcjonowania człowieka w świecie przyrody. Jan Grzanka – uzyskał tytuł doktora na Wydziale Filozofii Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego Jana Pawła II. Absolwent Wydziału Hydrotechniki Politechniki Gdańskiej i Wydziału Nauk Społecznych (na kierunku filozofia) Uniwersytetu Gdańskiego, a także Studiów Podyplomowych w Szkole Filozofii Tadeusza Gadacza Collegium Civitas. Członek Pomorskiego Towarzystwa Filozoficzno-Teologicznego i Polskiego Towarzystwa Filozoficznego, wiceprezes Polskiego Towarzystwa Szekspirowskiego, redaktor naczelny Universitas Gedanensis.

Mikrokalorymetryczne badania przemian konformacyjnych albuminy poddanej działaniu wybranych czynników fizykochemicznych

Anna Michnik

W pracy przedstawiono i przedyskutowano wyniki badań przemian strukturalnych surowiczej albuminy ludzkiej i wołowej, przebiegających pod wpływem kontrolowanego wzrostu temperatury w roztworach wodnych. Zastosowanie wysokiej jakości czułego mikrokalorymetru pozwoliło prześledzić subtelne zmiany zachodzące w białku pod wpływem takich czynników środowiskowych, jak radiowe (RF) i ultrafioletowe (UV) promieniowanie elektromagnetyczne. Udokumentowano występowanie różnic w przebiegu termicznego rozfałdowania albuminy wolnej i zawierającej kwasy tłuszczowe, reakcji obydwu form białka na promieniowanie UV oraz w wiązaniu denaturantów (etanolu). Połączenie danych kalorymetrycznych z odpowiednim modelem matematycznym pozwoliło scharakteryzować założony proces termicznej denaturacji trójdomenowego białka, jakim jest albumina.

Nowa teoria czasu. Punkt Janusa

Julian Barbour

Historia jest ścieżką, która wije się przez przestrzeń kształtów ‒ pisze Julian Barbour w swojej nowej opowieści o wszechświecie. Podążając tą ścieżką, nie dojdziemy, jak sugeruje większość teorii kosmologicznych, do smutnego końca, czyli śmierci cieplnej. Opowieść Barboura jest dowodem oświeconej nadziei, z którą ten znakomity brytyjski fizyk i kosmolog spogląda w daleką przyszłość. Wszechświat widziany jego oczami nie jest osuwaniem się w degradację i Wielkie Otępienie, a wielkim stawaniem się, dążeniem ku pięknu. W wyjątkowej, naukowej, ale też zaskakująco osobistej książce Barbour zdaje relację z trwającego blisko pół wieku procesu budowania teorii, która podsuwa odpowiedź na pytanie o naturę czasu. W jego teorii kształtów kosmos jest względem owego czasu symetryczny. Żaden kierunek nie zostaje wyróżniony. Nie ma początku ani końca. W swoich poszukiwaniach Barbour przemierza zapomniane terytoria nauki. Historia nie jest dla niego cmentarzem możliwości, a przestrzenią potencjalnie rewolucyjnych inspiracji. Również w tym sensie dla Juliana Barboura czas zdaje się istnieć inaczej, niż zwykliśmy sądzić.

O pochodzeniu czasu. Ostateczna teoria Stephena Hawkinga

Thomas Hertog

Najbliższy współpracownik Stephena Hawkinga przedstawia ostatnie przemyślenia słynnego uczonego na temat kosmosu, które rewidują koncepcję przedstawioną w bestsellerze Krótka historia czasu Być może najistotniejsze pytanie, na jakie Stephen Hawking próbował odpowiedzieć w trakcie swego niezwykłego życia, brzmiało: w jaki sposób wszechświat mógł stworzyć warunki tak doskonale sprzyjające życiu. W swym azylu na wydziale fizyki teoretycznej w Cambridge Stephen Hawking oraz jego przyjaciel i współpracownik Thomas Hertog przez dwadzieścia lat pracowali ramię w ramię nad nową kwantową teorią kosmosu. Książka O pochodzeniu czasu zabiera czytelnika na poszukiwanie zrozumienia spraw większych niż nasz wszechświat, dając nam wgląd w ekstremalną fizykę kwantową czarnych dziur i Wielkiego Wybuchu oraz czerpiąc wiedzę z najnowszych osiągnięć teorii strun. W ostatnim okresie swojego życia Stephen Hawking i Thomas Hertog stworzyli ostateczną teorię, proponując radykalnie nową, darwinowską wizję początków naszego uniwersum: prawa fizyki nie są wyryte w kamiennych tablicach, ale rodzą się i ewoluują, gdy opisywany przez nie wszechświat nabiera kształtu. BYĆ MOŻE DAWNO TEMU CZAS NIE ISTNIAŁ

Optical Information Processing

Agnieszka Siemion

This elaboration describes the exemplary material needed for Optical Information Processing laboratory exercises - the course at the Faculty of Physics at Warsaw University of Technology. The topics were chosen as complementary for a better understanding of the lecture and workshops. There are 7 laboratory exercises allowing to acquire practical knowledge about holography, optical setups and its numerical counterparts. All these problems are related to the optical information processing and performing such laboratory exercises can help to understand the processing and application of optical information. These experiments can be carried out during specializations connected to optics and photonics as advanced laboratory exercises. The first two exercises are related to interferometry and holography which can be used for example in detailed analysis of surface shape or deformations of objects. Holographic inspection of elements is a very precise method of measurement allowing to visualize micro changes or even internal defects. Then, the basics of operation in angular spectrum space is presented by performing spatial filtering, observing correlation and recording Fourier holograms. Deep understanding of processing images in frequency domain helps to carry out both optical setups and numerical algorithms. The majority of optical setups carried out on laboratories will be modelled numerically during the 6th laboratory. Numerical processing of optical signals is very important in practicing the understanding of what is the difference between discrete and continuous signals processing. The sampling theorem plays a great role in proper designing of optical signals. The last laboratory part corresponds to designing and exposing holograms that can be reconstructed in white light. The whole knowledge gathered during these classes should help with understanding the idea of optical processing of signals.

Podstawy dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów

Eugeniusz Łągiewka

Podręcznik zawiera matematyczny opis związków między uporządkowaniem struktury atomowej materiałów a ich obrazami dyfrakcyjnymi uzyskanymi przy pomocy wiązki promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów. W podręczniku zamiarem autora było pokazanie jak w oparciu o podstawowe prawa fizyczne zjawisk rozpraszania i dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów na różnych układach atomów budujących materiał, można dokonać opisu powstawania obrazu dyfrakcyjnego i wyjaśnić związki między jego charakterem a wybranymi parametrami struktury materiału. Zagadnienie to jest obecnie szczególnie istotne, gdy większość obliczeń parametrów struktury materiału prowadzona jest przy pomocy komercyjnych programów komputerowych, które niemal w sposób automatyczny pozwalają na otrzymanie ostatecznych wyników. Nie uwzględnienie w ich interpretacji możliwości i ograniczeń metodycznych oraz aparaturowych, prowadzi często do błędnych danych o strukturze materiału. Jest to szczególnie typowe dla prac młodszych, mniej doświadczonych pracowników laboratoriów, studentów i doktorantów. Podręcznik składa się w zasadzie z trzech części poświęconych kolejno rozpraszaniu i dyfrakcji promieni rentgenowskich, elektronów i neutronów na pojedynczym atomie, układzie atomów o różnej konfiguracji w materiale amorficznym, monokrystalicznym i polikrystalicznym i różnym stopniu uporządkowania. Każda część zawiera geometryczny i analityczny opis obrazu rozpraszania i dyfrakcji w zależności od wybranych parametrów struktury materiału i niektórych jego defektów. Omówiono kinematyczną i dynamiczną teorie rozpraszania, zakresy ich stosowalności oraz zjawiska ekstynkcyjne. Przy omawianiu rozpraszania i dyfrakcji wiązki elektronów uwzględniono efekty zachodzące przy różnej ich energii /elektrony wysoko- i niskoenergetyczne, sprężyście i niesprężyście rozproszone/ oraz ich efekty fizyczne przy przechodzeniu przez materiał lub odbiciu z uwzględnieniem geometrii wiązki. W podręczniku podano podstawy budowy i zasady działania oraz powstawania obrazów w klasycznej mikroskopii elektronowej i wysokorozdzielczej, w wiązce równoległej i zbieżnej, w wiązce transmisyjnej i odbiciowej, a także wykorzystaniu elektronów wstecznie rozproszonych w badaniach powierzchni /LEED, EBSD/. Trzecia część podręcznika poświęcona rozpraszaniu i dyfrakcji neutronów podaje najistotniejsze osobliwości tego zjawiska dla neutronów w porównaniu do promieni rentgenowskich i elektronów. Stanowi ona uzupełnienie dyfrakcyjnych metod badań struktury materiałów. Autor ma nadzieję, że powyższy podręcznik będzie przydatny dla studentów i doktorantów kierunków – inżynierii materiałowej, fizyki ciała stałego, metalurgii, chemii i kierunków pokrewnych, gdzie problemy badań materiałowych są przedmiotem na różnych stopniach kształcenia. Powyższy podręcznik może też być przydatny dla pracowników instytutów badawczych i kadry inżynierskiej ośrodków przemysłowych, którzy w swojej pracy zawodowej spotykają się z problemami podnoszenia jakości wytwarzanych materiałów i produktów.

Podstawy fizyczne energetyki jądrowej

Bronisław Słowiński

W prezentowanym skrypcie przedstawiono zarys podstaw fizycznych obecnej energetyki jądrowej i jej trendy rozwojowe. Opracowanie powstało na podstawie materiału do wykładów, które autor prowadził w ciągu ostatnich dziewięciu lat dla studentów drugiego stopnia edukacji na Wydziale Fizyki Politechniki Warszawskiej, a także dla doktorantów wydziałów fizyki Politechniki i Uniwersytetu Warszawskiego, magistrantów Wydziału Inżynierii Produkcji SGGW, studentów trzeciego roku Instytutu Fizyki UMCS w Lublinie. Skrypt może być również pomocny dla studentów studiów podyplomowych odpowiednich specjalności, na których autor prowadził wykłady dla inżynierów, pragnących zapoznać się od podstaw z tą fascynującą dziedziną o ogromnych implikacjach technologicznych i społecznych.   Podana na końcu literatura zawiera tylko kilka pozycji, spośród sporej liczby monografii i publikacji w danej problematyce, które są najbardziej zbliżone do profilu niniejszego skryptu lub też są praktycznie dostępne. W tych publikacjach można znaleźć odnośniki do innych materiałów źródłowych. Bardzo przydatny jest również Internet i wymienione strony informacyjne.

Podstawy fizyki

Władysław Bogusz, Jerzy Garbarczyk, Franciszek Krok

Podręcznik powstał na podstawie wykładów fizyki ogólnej prowadzonych przez autorów dla studentów różnych wydziałów Politechniki Warszawskiej, a przede wszystkim studentów Wydziału Fizyki, dlatego treść dostosowana jest głównie do wymagań programowych tego właśnie wydziału. Podręcznik może być również przydatny dla studentów innych wydziałów (także innych szkół technicznych), a także wydziałów uniwersyteckich. Zrozumienie przedstawionego w podręczniku materiału wymaga znajomości (początkowo w niewielkim stopniu) analizy matematycznej i algebry. Ponieważ zazwyczaj przedmioty te są wykładane na pierwszych semestrach studiów (równolegle z fizyką) starano się, aby bardziej zaawansowany aparat matematyczny wprowadzany był stopniowo i aby nowym pojęciom matematycznym nadawać interpretację fizyczną. Większość materiału wyłożono w sposób tradycyjny, bowiem ograniczona objętość podręcznika nie pozwalała na eksperymentowanie w tym zakresie. W obecnym wydaniu dokonano wielu zmian. Przede wszystkim wprowadzono nowe definicje i siedem podstawowych jednostek miar, które obowiązują od 20 maja 2019 roku. Do treści poszczególnych rozdziałów (zwłaszcza 11-14) wprowadzono szereg zmian merytorycznych. Dla wygody Czytelnika poszerzono indeks przedmiotowy, dodano tablicę stałych fizycznych, tablicę pochodnych podstawowych funkcji oraz kilka ważniejszych wzorów trygonometrycznych.