Новая геометрия для новых материалов, Лорд Э.Э., Маккей А.Л., Ранганатан С., 2010

Новая геометрия для новых материалов, Лорд Э.Э., Маккей А.Л., Ранганатан С., 2010.

Последние достижения в науке привели к созданию новых материалов с уникальными свойствами, главным образом вследствие целенаправленных изменений структуры на атомном уровне. Для описания состояния и формы материи на этом уровне требуются разнообразные математические понятия. Эта книга дает представление о геометрических идеях, которые развиваются и внедряются в науку о материалах с целью обеспечения визуализации и полного описания упорядочения атомов в трехмерном пространстве. Особое значение придается интуитивному пониманию принципов геометрии, представленных посредством многочисленных иллюстраций. Сложность математических выкладок сведена к минимуму, и для понимания требуются только начальные сведения о векторах и матрицах, что обеспечивает доступное введение в рассматриваемую область знаний. Эта книга, содержащая еще и подробный список литературы, адресована тем, кто работает в области кристаллографии, физики твердого тела или науки о материалах: исследователям, инженерам, а также аспирантам и студентам старших курсов.




Атомы.
Фактически все бесконечное разнообразие наблюдаемых явлений — свойства материи, живой и неживой, ее повеление и превращения — это проявление различных путей, которыми ограниченное число структурных единиц — атомов — соединяются друг с другом для построения более сложных структур. Теперь это общеизвестно. Но на тот момент, когда эта идея была высказана Демокритом и Эпикуром в четвертом веке до Рождества Христова, это была некая удивительная гипотеза. Окончательное представление атомной гипотезы Демокрита, «О природе вещей», дано Лукрецием (60 г. до Рождества Христова) (перевод на английский Р.Е. Латама: Lucretius (1994)). Языком латинской эпической поэмы Лукреций описывает как целый ряд известных явлений может быть разумно объяснен при допущении, что «существуют только атомы и пустое пространство». Такая интуитивная проницательность и мистическое предчувствие современной физики являются тем более поразительными, если принять во внимание тот факт, что экспериментирование не представляло большого интереса для редакторов греческих философов — тогдашняя аргументация основывалась лишь на созерцательном наблюдении известных вещей. Впрочем, недавнее объяснение антикитерского механизма, механического прибора времен Лукреция, подобного планетарию для предсказания позиций небесных тел, который, возможно, мог использоваться для определения долготы, показывает, что экспериментальные традиции Архимеда имели продолжение.

Лукреций, критикуя теорию Анаксагора, описывает даже то, что мы могли бы теперь назвать «фракталами»: «говоря о homoeomeria (гомеомериях) вещей, Анаксагор имеет в виду, что кости образованы из мельчайших косточек ... золото состоит из зерен золота ... огонь из искр ...». Что касается числа элементов, Лукреций мудро отказался углубляться в необоснованные метафизические размышления, говоря только, что число различных видов атомов конечно. Традиционно бытующая точка зрения, в противоположность Лукрецию, рассматривала только четыре элемента: землю, огонь, воздух и воду, которым, как предполагалось, символически соответствовали четыре правильных многогранника — куб, тетраэдр, октаэдр и икосаэдр (рис. 1.1). (Пятый правильный многогранник — додекаэдр — соответствовал таинственной «пятой сущности», понятию, определяющему этимологию квинтэссенции.).

Купить .








Теги: учебник по физике :: физика :: Лорд :: Маккей :: Ранганатан