Еретик в физике – фундаментальные науки

Автор: Мурило Бомфим

Противоречие Цаллиса

*

В 16 веке Коперник сказал, что Земля вращается вокруг Солнца. В следующем столетии Галилео Галилей подтвердил это и поэтому закончил свою жизнь под домашним арестом. Почти четыре века спустя другой физик разработал идеи, которые не были хорошо усвоены – на этот раз его коллегами, а не церковью.

Почетный профессор Бразильского центра физических исследований, расположенный в Рио-де-Жанейро, Константино Цаллис родился в Греции и эмигрировал в Аргентину. Он защитил докторскую диссертацию и преподавал в Парижском университете, обосновавшись в Бразилии в 1975 году. Возможно, смещения уже заявили о теме его жизни, энтропии или степени неупорядоченности системы.

Цаллис предложил обобщение энтропии. Чтобы объяснить, важно пойти домой. В современной физике сначала выдвигается великая гипотеза, а затем противопоставляется вторая теория. Так было и с механической теорией Ньютона. Применимый в нескольких ситуациях, он плохо работает при анализе объектов, движущихся со скоростью, близкой к скорости света. В данном случае решение пришло с теорией относительности Эйнштейна. Этот процесс называется обобщением: если ранее теория имела ограничение, она обобщается и может применяться к большему количеству ситуаций.

Энтропия, один из столпов физики, оформилась с теорией Больцмана-Гиббса, которая используется на практике для анализа систем, измерения их беспорядка и прогнозов. Например, молекулы в кубике льда более организованы, чем молекулы пара, которые перемещаются больше и занимают большее пространство – следовательно, у них больше энтропии. Кубик льда – это простая система, на которую влияют только давление и температура окружающей среды. Как измерить энтропию сложных систем, связанных с сильно связанными факторами?

В 1998 году Цаллис опубликовал статью в «Журнале статистической физики», в которой предложил обобщение энтропии (известной как энтропия Цаллиса) – теории, способной анализировать сложные системы. Споры не заставят себя долго ждать. «Меня обвинили в том, что я разорвал важнейшую физическую формулу», – говорит он. «Как будто я сказал, что E = mc2 в некоторых случаях не работает».

Известное издание даже советовало не называть теорию «обобщенной энтропией». «Энтропия для физиков, как Иисус для христиан. Иисус не может быть обобщен », – сказал редактор, который был евреем. Как и Галилей, Цаллис стал еретиком.

Это исследование стало важной вехой в карьере физика – теперь в него добавлено почти десять тысяч ссылок, что делает его самым цитируемым (даже если натурализованным) бразильским ученым в мире, по данным Стэнфордского университета. Но, хотя первые годы существования теории вызвали любопытство и вызвали исследования с целью ее проверки, спустя некоторое время научное сообщество раскололось: есть те, кто не согласен с этой идеей, но недостатка в критике нет. Грекам, возможно, понравился Цаллис, но физика, похоже, является областью с несколькими троянами.

Наиболее ярые противники признают важность исследователя, особенно в обучении ученых, но заявляют, что его теория представляет собой простую математическую переделку формулы Больцмана-Гиббса. При добавлении параметра к исходному выражению будет создан только один инструмент. Со временем пригодятся и другие решения, применяемые в статистической физике.

Следователи отмечают, что Цаллис не создал бы физическую модель для объяснения явления, как Эйнштейн с гравитацией. Это выглядело бы так, как если бы уравнение помогло определить положение Юпитера в Солнечной системе, но из-за отсутствия физического основания оно не объяснило, почему планета находится здесь, а не там.

С другой стороны, в нескольких странах есть исследователи, работающие с энтропией Tsallis, стремящиеся понять свою лучшую прикладную нишу. Пример, отмеченный физиком, произошел в Индии: анализ маммограмм, основанный на его теории, практически подавил результаты ложноположительного типа микрокальцификатов (которые вызывают опухоль).

В конце концов, Цаллис привел физику к спору, в результате которого манго превратилось в тряпку – то, что считается здоровым и неотъемлемым элементом научных исследований. Его самые преданные последователи продолжают использовать его теорию, в то время как другие предпочитают игнорировать ее. Победят ли в этой битве греки или троянцы, покажет время.

*

Мурило Бомфим – журналист.

Подпишитесь на рассылку новостей Serrapilheira, чтобы следить за новостями института и блога Ciência Fundamental. У вас есть предложенная повестка дня? Узнайте, как сотрудничать здесь.

Back to top button