Волтер Левін дарує студентам незабутні враження, відколи він уперше зайшов в аудиторію більше ніж півстоліття тому. Постійно зачарований загадковістю і красою Всесвіту — від веселок і нейтронних зір до мишачої кісточки і звуків музики, — а також натхнений спробами науковців і митців пояснити світобудову, інтерпретувати й зобразити її, Волтер Левін — один з найпристрасніших, найвідданіших і найталановитіших з нині живих гідів по цьому світу. Ви зможете відчути цю пристрасть, віддачу й талант у наступних розділах, де він поділиться своєю давньою любов’ю до фізики з вами. Приємної вам подорожі!
Воррен Ґольдштейн
Розділ 1
Від атомного ядра до глибокого космосу
Це справді дивовижно. Батько моєї матері був неписьменним — сторожем. Минуло два покоління, і я вже професор МТІ. Мені багато дала голландська система освіти. Я вступив до аспірантури Делфтського технічного університету в Нідерландах, і одним пострілом убив трьох зайців.
Я одразу почав викладати фізику. Щоб оплатити навчання, мені довелося взяти позику в уряду Нідерландів на умовах щорічного списання її п’ятої частини, якщо я викладатиму повний робочий день, тобто щонайменше двадцять годин на тиждень. Іншою перевагою викладання було звільнення від армії. Військова служба — це найгірше, що могло зі мною статися, цілковита катастрофа. Я не терплю влади в будь-яких виявах. Такий маю характер. Рано чи пізно я почав би скаржитися, й мене б відправили драїти підлогу. Тому я двадцять дві години на тиждень викладав математику й фізику шістнадцятирічним-сімнадцятирічним учням у ліцеї Лібанон у Роттердамі. Я уникнув армії, міг не сплачувати частину позики і здобував докторський ступінь — і все це одночасно.
Також я навчився викладати. Мене захоплювала можливість навчати старшокласників, позитивно впливати на свідомість молоді. Я намагався робити заняття цікавими й веселими, хоча правила в самому ліцеї панували досить суворі. Над дверима кожного класу було зроблено невеликі віконця, і часом хтось зі шкільного керівництва вибирався на стілець і шпигував через нього за вчителями. Уявляєте?
Мене не засмоктала шкільна культура і, навчаючись в аспірантурі, я був сповнений ентузіазму. Я хотів передати цей запал учням, допомогти їм по-новому побачити красу навколишнього світу, вплинути на їхнє сприйняття і показати, що світ фізики прекрасний і що вона всюди, що вона пронизує наше життя. Я зрозумів, що має значення не матеріал, який ти охоплюєш під час викладання, а як ти його подаєш. Висвітлення теми в класі може бути нудним заняттям, і учні це одразу відчувають. З іншого боку, пояснюючи фізичні закономірності й показуючи учням, що криється за рівняннями, я демонструю процес пошуку з усією його новизною і захопленням, і учні обожнюють брати в цьому участь.
Також я мав нагоду робити це, хоч і в інший спосіб, за межами класу. Щороку учні з учителем могли на тиждень поїхати в скромно облаштований кемпінг у досить відлюдному місці; поїздку фінансувала школа. Ми з моєю дружиною одного разу з’їздили, і нам дуже сподобалось. Усі готували їжу разом і спали в наметах. Оскільки ми були далеко від вогнів міста, якось уночі ми розбудили дітей, дали їм гарячого шоколаду і повели дивитися на зорі. Ми шукали сузір’я і планети, і вони змогли побачити Чумацький Шлях у всій красі.
Я не вивчав і навіть не викладав астрофізику (взагалі-то я розробляв експерименти, що мали на меті виявити одні з найменших частинок у Всесвіті), але астрономія завжди зачаровувала мене. Насправді ледь не кожен фізик, який ходить по Землі, захоплюється астрономією. Багато моїх знайомих фізиків у старших класах сконструювали власні телескопи. Мій давній друг і колега по МТІ Джордж Кларк у школі відшліфував і відполірував 15-сантиметрове дзеркало для телескопа. Чому фізики так люблять астрономію? Насамперед тому, що багато досягнень у фізиці (наприклад, теорії руху небесних тіл уздовж орбіти) випливає із запитань, які ставили астрономи, їхніх спостережень і теорій. Крім того, астрономія — це і є фізика, її збільшена версія на нічному небі: затемнення, комети, метеори, кулясті скупчення, нейтронні зорі, гамма-спалахи, джети (струмені), планетарні туманності, наднові, скупчення галактик, чорні діри.