Skip to content
ИЗВОР: МИА
Science News
Низ историјата на математиката и науката се повторувале многу негативни и наводно невозможни работи кои со време станале важни за математиката, а и за физиката.
Science News донесува список на 10 такви негативни изуми кои многу влијаеле на развојот на науката.
1. Негативна рефракција (Виктор Веселаго, 1967)
Поимот рефракција се однесува на тоа колку светлината успорува кога минува низ некој медиум, поради што изгледа како да се прекршува. Рефракцијата е квантифицирана со индекс на релативен рефракциски индекс на вакуум, кој изнесува 1. Сите природни материјали имаат позитивен индекс на рефракција, што значи дека светлината, кога минува низ нив, секогаш се прекршува во иста насока.
Рускиот физичар Веселаго сфатил дека во таа теоријуа можен е негативен индекс на рефракција, т.е. тој под нула, што би значело дека зракот на светлината се прекршува во спротивна насока од вообичаената. Три децении подоцна физичарите почнале да сфаќаат како внимателно конструирани вештачки метаматеријали всушност можат да ја прекршуваат светлината во спротивна насока, што довело до сегашните истражувања на невидливи плаштови и слични уреди.
2. Негативен електричен набој (Бенџамин Франклин, 1747)
Франклин сфатил дека електричниот набој доаѓа во позитивен и негативен облик, само што погрешил во одредувањето кој е кој. Поради тоа електроните имаат негативен набој иако тие се носители на електричната енергија.
3. Негативна маса или негативна тежина (Фридрих Албрехт Карл Грен, 1786)
Околу 1700 година германскиот физичар Георг Стахл развил флогистонска теорија која се темели на идејата на Џон Бекер, а објаснува зошто одредени работи се запалливи. Според деталното објаснување такви работи содржат запаллива супстанца наречена флогистон која исчезнува во воздухот во тек на горење. Често било потенцирано дека флогистонот на Стахл има негативна тежина, но таа идеја се јавила дури подоцна, кога експериментите покажале дека понекогаш производот на согорувањето т.е. пепелта има поголема тежина од што имала материјата која била запалена. Германскиот хемичар Грен потоа предложил дека негативната маса може да ја објасни оваа разлика. Инаку Стахл и Грен биле во заблуда.
4. Негативна енергија (Хендрик Касимир, 1948)
Паул Дирац замислил море електрони на негативна енергија во 1920 година, во тек на својата работа на квантната механика, кое довело до предвидување за постоење на антиматерија. Но, наградата за ова откритие попрво може да припадне на Касимир, кој сфатил како да создаде негативна енергија со помош на физички помагала. Се што треба да се направи е да се стават две огледала, или две сјајни метални површини, многу блиску една до друга. Сметајќи дека количината на енергијата во празниот простор е нула, таа површина може да стои каде и да ги ставите. Но, тие меѓусебно лесно се привлекуваат, што се нарекува Касимир ефект, а се случува бидејќи празниот простор всушност не е празен, туку содржи голема количина квантни честици кои се создаваат и набрзо исчезнуваат. Тие квантни честици се однесуваат како бранови, а кога сјајните површини се многу блиску една до друга, просторот меѓу нив за некои од тие бранови не е доволно голем. Поради тоа во меѓупросторот постојат помалку честици од што нормално треба да бидат, значи енергијата во тој простор е помала од нула.
5. Негативен притисок (Саул Перлмутер и сер. Брајан Шмидт, 1998)
Тука не се зборува за вакуумски пумпи, туку за космички негативен притисок кој наводно се протега во Вселената. Тоа е она што откриле двата тима кои ги воделе Перлмутер и Шмидт кога ја мереле светлината оддалечена со супернови, што е воедно доказ дека Вселената во последните неколку милијарди години се шири со голема брзина. Поради тоа што Вселената се шири се побрзо и побрзо, мора да делуваат уште некои сили освен гравитациските, бидејќи самата гравитациска сила го успорува тоа ширење. Таа сила мора да врши негативен притисок, бидејќи обичниот притисок ја намалува Вселената. Значи, она што ја проширува е негативна сила.
6. Негативна температура (Роберт Поунд, Норман Рамсеј, 1951)
Тука се работи за негативна температура на апсолутната скала, каде апсолутната нула претставува целосна отсутност на топлина, и поради тоа најстудена можна температура. Што е целосно логично. Меѓутоа, математички гледано излегува дека настудената температура не е еднаква на најниската. На апсолутната скала, температурата и ентропијата се поврзани на таков начин што во сите вообичаени услови температурата е позитивна. Температурата е поврзана со просечната брзина или енергија која ја поседуваат молекулите, а тие нема да бидат толку брзи како тие најбрзите. Кога тоа би било случај, најбрзите само би се движеле уште побрзо. Но, кога би поставиле горна граница на тоа колку брзо можат да се движат молекулите, тогаш сите тие би биле брзи како тие најбрзите. Во тој случај, кога повеќето молекули имаат најголема можна енергија, вообичаената формула за температура е свртена наопачки, а тоа температурата ја прави негативна. Но, иако температурата е негативна, повеќето атоми имаат голема енергија, па целиот систем е технички потопол од било кој систем со позитивна температура. Според тоа, топлината секогаш би преминувала од систем со негативна температура во систем со позитивна температура, што по дефиниција позитивниот системот го прави поладен.
7. Негативна веројатност (Паул Дирац, 1920)
Во својата работа која довела до предвидување на антиматерија, Дирац открил дека во равенството не влегува само негативната енергија, туку и негативната веројатност. Инаку, шансата нешто да се случи, т.е. веројатност на тој настан, секогаш се наоѓа меѓу нулата (не постои никаква шанса тоа да се случи) и единицата (ова сигурно целосно ќе се случи). Според тоа, постоењето на веројатноста помала од нула се чини апсурдна. Но, Дирац покажал дека во некои ситуации негативната веројатност во одредени чекори во квантните калкулации можат да бидат корисни, за што подоцна расправал Ричард Фејман.
8. Негативна заобленост (Карл Фридрих Гаус, 1824)
Освен можеби Њутн, Гаус бил најголем математичар на својот век. Тој сфатил дека би било можно да се смисли геометрија во која збирот на аглите на триаголникот би бил помал од 180 степени, што значи дека заобленоста на тој простор би била негативна. Тој обично не добива никакви заслуги за откривањето на нееуклидската геометрија бидејќи не го објавил својот труд. Имено, Гаус бил перфекционист и секој свој труд не сакал да го објави се додека не го усовршил толку што никој не би можел да најде начин да го критикува.
9. Негативни броеви (Брахмагупта, 7 век)
Постојат некои докази дека древните Кинези поседувале концепт на негативни броеви, но наспроти тоа индискиот астроном Брахмагупта добива заслуги за експлицитно одредување на нивниот статус како стварни броеви, а не апсурдни можности, како што сметале некои Грци. Брахмагупта негативните броеви ги нарекол долгови, додека позитивните броеви биле богатства. Освен тоа, скицирал и аритметички правила за таквите броеви, на пример, производ на два долга… е едно богатство
10. Втор корен на негативните броеви (Џон Волис, 1673)
Како и самите негативни броеви, идејата за втор корен од негативните броеви во почетокот била сметана за невозможна, бидејќи како што е и логично, негативните броеви не се квадрат од ништо. Но, англискиот математичар Волис размислувал на друг начин. Како што Пол Нахин во својата книга која се бави со оваа тематика рекол, Волис направил прв рационален обид на давање на физичко значење на втор корен од минус 1. Волис потенцирал дека негативните броеви не е тешко да се замислат. Имено, тие се само броеви кои се наоѓаат лево од нулата на бројната оска. Но, кога би додале уште една оска до нулата, која би била попречна на бројната оска, тогаш лево од нулата би добиле цела рамнина. – А што е дозволено на линиите по иста логика мора да биде дозволено и на рамнините – напишал Волис. И сметајќи дека во рамнина можеме да нацртаме квадрат, страната на тој квадрат на негативната страна би одговарал ана втор корен од негативен број. Така, корените на негативните броеви од апсурдни можности, станале неопходни состојки во равенките на квантната механика.
