Технические науки

Ф

• Фактография
• Фармакология
• Фенология
• Феноменология
• Ферментология
• Физика твердого тела
• Физика элементарных частиц
• Физика
• Физиография
• Физиология растений
• Физиология
• Физическая кинетика
• Физическая химия
• Филогения
• Филология
• Философия
• Финно-угроведение
• Фистулография
• Филогения
• Фитобиология
• Фитогеография
• Фитология
• Фитопалеонтология
• Фитопатология
• Фитофизиология
• Фитоценология
• Флористика (раздел ботаники)
• Флюорография
• Фольклористика
• Фонетика
• Фонография
• Фонокардиография
• Фонология
• Фонометрия
• Фотобиология
• Фотограмметрия
• Фотография
• Фотоксилография
• Фотолитография
• Фотометрия
• Фототелеграфия
• Фототопография
• Фотохимия
• Фотоцинкография
• Фразеология
• Френология
• Футурология

Треугольники малые и большие: изменение электронного взаимодействия в кристалле за счет температуры

Вы когда-нибудь пытались объяснить трехлетнему ребенку, что такое атомы? Нет? И правильно, ибо впоследствии ребенок будет бегать по всему дому, детской площадке и магазину, тыкать пальцем на любой предмет и спрашивать «И тут тозе атомы?». Если же серьезно, любопытство, присущее детям, это то, что часто становится движущей силой многих открытий взрослых дядь и теть в белых халатах. Возвращаясь к атомам, все мы знаем, что они являются основными строительными кирпичиками всего, что нас окружает, и нас в том числе. Цементом, связывающим атомы между собой, являются заряженные частицы (ядра или электроны). Разные вещества формируются за счет разных вариантов взаимодействия (связи) электронов. Ученые из Нагойского университета (Япония) обнаружили, что охлажденный до -58 °C оксид вольфрама цезия (CsW₂O₆) демонстрирует необычную связь электронов, которую ранее обнаруживали исключительно в триводородных ионах, найти которые можно в межзвездном пространстве. Как подобная связь электронов влияет на свойства материала, в чем ее уникальность и что это значит для будущих исследований в области материаловедения? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.

Научный метод Править

Физика — естественная наука. В её основе лежит экспериментальное исследование явлений природы, а её задача — формулировка законов, которыми объясняются эти явления. Физика сосредоточена на изучении фундаментальных и простейших явлений и на ответах на простые вопросы: из чего состоит материя, каким образом частицы материи взаимодействуют между собой, по каким правилам и законам осуществляется движение частиц и т. д.

В основе физических исследований лежат наблюдения. Обобщение наблюдений позволяет физикам формулировать гипотезы о совместных общих чертах этих явлений, по которым велись наблюдения. Гипотезы проверяются с помощью продуманного эксперимента, в котором явление (феномен) проявлялось бы в как можно более чистом виде и не осложнялось бы другими явлениями (феноменами). Анализ данных совокупности экспериментов позволяет выявить и сформулировать закономерность. На первых этапах исследований закономерности носят преимущественно эмпирический, феноменологический характер, — то есть явление описывается количественно с помощью определённых параметров, характерных для исследуемых тел и веществ. Анализируя закономерности и параметры, физики строят физические теории, которые позволяют объяснить изучаемые явления на основе представлений о строении тел и веществ и взаимодействие между их составными частями. Физические теории, в свою очередь, создают предпосылки для постановки точных экспериментов, в ходе которых в основном определяются как рамки их применимости. Общие физические теории позволяют формулировать физические законы, которые считаются общими истинами, пока накопления новых экспериментальных результатов не потребует их уточнения или пересмотра.

Так, например, Стивен Грей заметил, что электричество можно передавать на довольно значительное расстояние с помощью увлажнённых нитей и начал исследовать это явление. Георг Ом сумел выявить для него количественную закономерность, — ток в проводнике прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению проводника току. Эта закономерность известна как закон Ома. При этом, конечно, эксперименты Ома опирались на новые источники питания и на новые способы измерять действие электрического тока, что позволило количественно охарактеризовать его. Результаты дальнейших исследований позволили абстрагироваться от формы и длины проводников тока и ввести такие феноменологические характеристики, как удельное сопротивление проводника и внутреннее сопротивление источника питания. Закон Ома и поныне основа электротехники, однако исследования также выявили и рамки его применимости, — открыты элементы электрической цепи с нелинейными вольт-амперными характеристиками, а также вещества, в определенных ситуациях не имеющие никакого электрического сопротивления — сверхпроводники. После открытия заряженных микрочастиц — электронов (позже протонов и других), была сформулирована микроскопическая теория электропроводности, объясняющая зависимости сопротивления от температуры посредством рассеяния электронов на колебаниях кристаллической решетки, примесях и т. д.

Вместе с тем было бы неправильным считать, что только эмпирический подход определяет развитие физики. Многие важные открытия были совершены «на кончике пера», или экспериментальной проверкой теоретических гипотез. Например, принцип наименьшего действия Пьер Луи де Мопертюи сформулировал в 1744 году на основе общих соображений, и справедливость его невозможно установить экспериментальным путём в силу всеобщности принципа. В настоящее время классическая и квантовая механика, теория поля основаны на принципе наименьшего действия. В 1899 году Макс Планк ввёл понятия кванта электромагнитного поля, кванта действия, что также не было следствием наблюдений и экспериментов, а чисто теоретической гипотезой. В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал работу по специальной теории относительности, построенную дедуктивным путём из самых общих физических и геометрических соображений. Анри Пуанкаре — математик — прекрасно разбиравшийся в научных методах физики, писал, что ни феноменологический, ни умозрительный подход по отдельности не описывают и не могут описывать физическую науку .

А

• Автобиография
• Автография
• Автолитография
• Автометрия
• Авторадиография
• Агиография
• Агиология
• Аграфия
• Агробиология
• Агроклиматология
• Агрометеорология
• Агрономия
• Агрохимия
• Акарология
• Акваметрия
• Аксонометрия
• Актинометрия
• Акустика
• Акцентология
• Албанистика
• Алгебра
• Алкалиметрия
• Алкоголиметрия
• Аллергология
• Аллометрия
• Альгология
• Альграфия
• Альтиметрия
• Американистика
• Ампелография
• Ампелология
• Амперометрия
• Аналитическая химия
• Аналогия
• Анатомия растений
• Анатомия
• Ангиография
• Ангиология
• Андрология
• Анемометрия
• Анестезиология
• Антология
• Антропография
• Антропология
• Антропометрия
• Антропоморфология
• Апология
• Арабистика
• Арахнология
• Аргентометрия
• Ареография
• Ареометрия
• Артериология
• Артрология
• Археография
• Археология
• Архивоведение
• Асимметрия
• Аскорбинометрия
• Ассириология
• Астробиология
• Астрогеография
• Астрогеология
• Астродинамика
• Астроколориметрия
• Астрометрия
• Астрономия
• Астроспектрофотометрия
• Астрофизика
• Астрофотография
• Астрофотометрия
• Астрохимия
• Атомная физика
• Аудиология
• Аудиометрия
• Африканистика
• Ацидиметрия
• Аэрография
• Аэроклиматология
• Аэрология
• Аэрометрия
• Аэронавтика
• Аэрофотограмметрия
• Аэрофотография
• Аэрофототопография

Квантовая механика

В большинстве своем концепция времени в рамках квантовой механики схожа с интерпретацией классической физики, то есть время течет равномерно. Однако, основным отличием данного определения является необратимость времени. Это связано с тем, что процесс измерения несимметричен во времени. Измерение в данный момент даст информацию о состоянии объекта в прошлом, но в будущем даст новое состояние.

Релятивистская физика (теория относительности Эйнштейна)

Наиболее популярной концепцией времени сегодня является определение времени в рамках теории относительности Эйнштейна.

Альберт Эйнштейн на пляже (1939 г.), вероятно думает о физикеПрежде всего следует отметить основные постулаты данной концепции: 1. Скорость света в вакууме одинакова во всех системах координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно. 2. Физические законы одинаковы во всех системах координат, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно. 3. Любое событие может влиять лишь на события, которые происходят позже него и не влияет на события, которые происходят раньше него. Исходя из вышеупомянутых постулатов, можно утверждать, что события, которые происходят одновременно в одной системе отсчета, могут быть не одновременны в другой системе отсчета, движущейся относительно первой системы отсчета. Таким образом, в рамках данной концепции ход времени зависит от движения выбранной системы отсчета. Проще говоря, скорость хода часов зависит от того, кто их носит.

Интереснейшим аспектом данной теории является влияние гравитации на течение времени. В рамках данной концепции пространство и время являются несамостоятельными частями одного пространственно-временного континуума. Тогда вблизи массивных объектов искажается не только пространство, но и изменяется скорость течения времени

Искривление пространства-времени как результат гравитационного возмущения (см. четвертое изображение). В релятивистской физике время определяется как четвертая координатная ось системы координат, три другие оси которой представляют три пространственные координаты «нашего трехмерного мира». Таким образом каждое тело имеет так называемую мировую линию. Если рассматривать данное тело в упомянутой четырехмерной системе координат, то оно будет представляться протяженным множеством этих тел. То есть в каждый момент времени своего существования тело будет наноситься на четырехмерную систему координат, в зависимости от его пространственного, а также временного положения.

Мировая линия человека (упрощенно), где X и Y — две пространственные координаты, а T — временная координата (см. пятое изображение).

Классификация

В России, в соответствии с номенклатурой специальностей научных работников, принятой высшей аттестационной комиссией, кодом технических специальностей является 05.00.00:

• 05.01.00 — инженерная и компьютерная графика.
• 05.01.00 — инженерная геометрия и компьютерная графика.
• 05.02.00 — машиностроение и машиноведение, мехатроника, роботы, сварка.
• 05.03.00 — обработка материалов.
• 05.04.00 — энергетическое машиностроение, атомные реакторы, турбомашины.
• 05.05.00 — транспортное горное и строительное машиностроение.
• 05.07.00 — авиационная техника, летательные аппараты.
• 05.08.00 — кораблестроение.
• 05.09.00 — электротехника, светотехника.
• 05.11.00 — приборостроение.
• 05.12.00 — радиотехника, радиолокация, радионавигация.
• 05.13.00 — информатика, системный анализ.
• 05.14.00 — энергетика, электростанции.
• 05.15.00 — разработка и эксплуатация полезных ископаемых.
• 05.16.00 — металлургия и материаловедение, нанотехнологии.
• 05.17.00 — химические технологии, полимеры и композиты.
• 05.18.00 — пищевая промышленность, консервирование.
• 05.19.00 — лёгкая промышленность.
• 05.20.00 — агроинженерные системы.
• 05.21.00 — деревообработка.
• 05.22.00 — транспорт, железные дороги, навигация, судовождение.
• 05.23.00 — строительство.
• 05.24.00 — геодезия.
• 05.25.00 — документалистика.
• 05.26.00 — безопасность труда.
• 05.27.00 — электроника.

В классификаторе РФФИ 2013 года категории технических наук, по которым РФФИ предоставляет гранты на научные исследования, находятся в разделе 08 — «Фундаментальные основы инженерных наук»:

• 08-100 машиноведение и инженерная механика.
• 08-200 процессы тепломассообмена, свойства веществ и материалов.
• 08-300 электрофизика, электротехника и электроэнергетика.
• 08-400 энергетика.
• 08-500 атомная энергетика.
• 08-600 технические системы и процессы управления.

Фантазии на тему мироздания о веществе и материи

Материально ли вещество? Науку уже давно, лет сто, сиё не интересует. Ибо, приведу цитату: «согласно квантовой теории поля, субатомный мир – это мир, где повсюду существует несчетное количество полей, а частицы – это локальное колебание этого поля, постоянно перемещающегося со временем«. Где или в чём эти поля вопрос «неправильный» – они просто есть.
В статье «Фантазии о физической причине лоренцева сокращения, объясняющей инвариантность скорости света и пр.» была математически обоснована зависимость положения вещественных частиц от конфигурации и скорости распространения физических полей в пространстве. Поскольку там речь тоже о полях и частицах, нечто общее в этих концепциях есть.
Замечу, что измышляемые серьёзными учёными science fiction theories, зачастую гораздо более «сумасшедшие», чем изложенные в данной статье, где, опираясь на уже обоснованное, фантазируем о полях и частицах, которые существуют не в абстрактном математическом пространстве, а как физически реальные в нашем общем со звёздами 3-х мерном пространстве.

История

Технические науки эволюционировали из ремёсел. Огромный вклад в развитие технических наук внесли инженеры древности: Архимед, Герон, Папп, Витрувий, Леонардо да Винчи. Одной из первых технических наук стала механика.

В XVIII веке появились горные институты: Фрайбергская горная академия (), Санкт-Петербургский горный университет (). Тогда же появляются кораблестроительные и навигационные школы: Школа математических и навигацких наук (), Стамбульский технический университет ()

С начала индустриальной революции появилась необходимость академического изучения техники и технологий. Началось углубленное научное изучение инженерного дела. Одним из первых образовательных учреждений в области технических наук стала Политехническая школа Гаспара Монжа, основанная в 1794 году. Старейшим техническим вузом Германии считается Технологический институт Карлсруэ (). В 1842 году появился старейший технический вуз Нидерландов Делфтский технический университет. В 1881 году высшее техническое образование появились и в Японии (Токийский технологический институт).

В XIX веке появилась электротехника. В 1882 году начинает читаться курс по электротехнике в Дармштадтском техническом университете, а в 1894 году появляется специализированная Высшая школа электрики.

В XX веке — радиотехника (Московский радиотехнический институт, ), космонавтика, робототехника и так далее.

Прикладная физика Править

Винт Архимеда — пример простейшего механизма.

От своего зарождения физика всегда имела большое прикладное значение и развивалась вместе с машинами и механизмами, которые человечество использовало для своих нужд. Физика широко используется в инженерных науках, немало физиков были одновременно изобретателями и, наоборот. Механика, как часть физики, тесно связана с теоретической механикой и сопротивлением материалов, как инженерными науками. Термодинамика связана с теплотехникой и конструированием тепловых двигателей. Электричество связано с электротехникой и электроникой, для становления и развития которой очень важны исследования в области физики твердого тела. Достижения ядерной физики обусловили появление ядерной энергетики, и тому подобное.

Физика также имеет широкие междисциплинарные связи. На границе физики, химии и инженерных наук возникла и быстро развивается такая отрасль науки как материаловедение. Методы и инструменты используются химией, что привело к становлению двух направлений исследований: физической химии и химической физики. Все мощнее становится биофизика — область исследований на границе между биологией и физикой, в которой биологические процессы изучаются исходя из атомарной структуры органических веществ. Геофизика изучает физическую природу геологических явлений. Медицина использует методы, такие как рентгеновские и ультразвуковые исследования, ядерный магнитный резонанс — для диагностики, лазеры — для лечения болезней глаз, ядерное облучение — в онкологии, и тому подобное.

Как люди теряют энергию, которую сами же и создают. Пример Норильска

Был обычный жаркий летний день. Таких много бывает, когда ты работаешь, и почему-то крайне мало, когда у тебя выходной. Карантин в Научно-исследовательском институте Тепла и Холода (НИИТиХо) впал в Z состояние. Основной инженерский состав уже давно работал на местах, только ITшники, по большей части, работали удаленно. Инженер Самсонов вяло ковырял отвёрткой в какой-то древней печатной плате, пытаясь её то ли оживить, то ли окончательно угробить. Обед закончился час назад, а до конца рабочего дня было еще бесконечно долго.
Вдруг мимо него пробежала группа встревоженных лаборанток и, возмущенно восклицая, исчезла за углом коридора. Сонное настроение вмиг слетело с товарища Самсонова. Он бодро покрутил головой по сторонам и заметил таких же просыпающихся, как грибы после грибного дождя, инженеров. По помещению потекли тихие вопросительные разговоры. Никто не знал, что происходит.

Примечания

1. Прохоров А. М. // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — С. 310—320. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.
2. Физика //  :  / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
3. Вольфианская экспериментальная физика в Викитеке
4. Мощанский В. Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. — М.: Просвещение, 1976. — Тираж 80 000 экз. — С.130 — 134
5. Мощанский В. Н. Формирование мировоззрения учащихся при изучении физики. — М.: Просвещение, 1976. — Тираж 80 000 экз. — С.30
6. .
7. Зубов В. П. Физические идеи древности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 11-80;
8. Аристотель  Физика // Аристотель. Сочинения в четырех томах. Т. 3. — М.: Мысль, 1981. — 550 с. — С. 59—262.
9. Зубов В. П. Физические идеи средневековья // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 81-128;
10. Зубов В. П. Физические идеи Ренессанса // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 129-155;
11. Кузнецов Б. Г. Генезис механического объяснения физических явлений и идеи картезианской физики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 156-185;
12. Кузнецов Б. Г. Основные принципы физики Ньютона // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 186-197;
13. ↑ Кудрявцев П. С. Основные линии развития физических идей в XVIII веке // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 198-217;
14. Кудрявцев П. С. Развитие теории электромагнитного поля // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 236-262;
15. Кудрявцев П. С. Закон сохранения энергии // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 218-228;
16. Кудрявцев П. С. Развитие идей термодинамики и атомистики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 229-235;
17. Кузнецов Б. Г. Основные идеи специальной теории относительности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 263-287;
18. Кузнецов Б. Г. Основные идеи общей теории относительности // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 288-322;
19. Полак Л. С. Возникновение квантовой физики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 323-389;
20. Кузнецов Б. Г. Основные идеи квантовой механики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 390-421;

Основные теории

Хотя физика имеет дело с разнообразными системами, некоторые физические теории применимы в больших областях физики. Такие теории считаются в целом верными при дополнительных ограничениях. Например, классическая механика верна, если размеры исследуемых объектов намного больше размеров атомов, скорости существенно меньше скорости света, и гравитационные силы малы. Эти теории всё ещё активно исследуются; например, такой аспект классической механики, как теория хаоса был открыт только в XX веке. Они составляют основу для всех физических исследований. В рамках этих теорий М. В. Ломоносов объяснил причины агрегатных состояний веществ (твёрдое, жидкое и газообразное состояния) и разработал теорию теплоты.

Тестирование пределов зрения человека квантовыми состояниями света: прошлые, настоящие и будущие эксперименты

Перевод

Статья посвящена обзору достижений и планируемым исследованиям квантовых возможностей зрительной системы человек в продолжении темы затронутой в этой публикации. Исследования носят существенно междисциплинарный характер на стыке квантовой физики и когнитивной науки. Переведена с несущественными сокращениями, и снабжена автором перевода дополнительными материалами и комментариями по теме, имеющими самостоятельное значение.КДПВ с просторов сети.

1. Введение

Специалисты по квантовой оптике уже давно интересуются зрительной системой человека, которая, вероятно, чувствительна к одиночным фотонам. Ранние эксперименты были ограничены некогерентностью излучения классических источников света, но эпоха настоящих однофотонных источников и настраиваемой статистики фотонов открыла новые области исследований, включая измерение квантовой эффективности палочек — сумеричных фоторецепторов глаз (около 33%) , и измерение статистики фотонов от различных источников света, в которых палочки используются в качестве сенсоров . Недавний эксперимент предоставил лучшее доказательство того, что зрительная система может обнаружить один фотон , а в другом исследовали временную суммацию в зрительной системе для нескольких фотонов . Эти достижения в исследовании однофотонного зрения предоставляют уникальную возможность изучения квантовых эффектов с помощью зрительной системы, включая суперпозицию и запутывание. В этой статье делается краткий обзор предыдущих исследований однофотонного зрения и текущих возможностей, а также предлагаются два эксперимента, для изучения восприятия состояния суперпозиции, и использования человека-наблюдателя в качестве детектора в тесте Белла.

Примеры технических наук

• Архитектура (англ. Civil and Environmental Engineering)
• Биотехнология (англ. Biological Engineering)
• Информатика (англ. Computer Science)
• Кораблестроение (англ. Ocean Engineering)
• Космонавтика (англ. Astronautics)
• Материаловедение (англ. Materials Science and Engineering)
• Механика (англ. Mechanical Engineering)
• Машиностроение (англ. Machine Engineering)
• Системотехника (англ. Engineering Systems)
• ТРИЗ — Теория решения изобретательских задач (англ. TRIZ)
• Химическая технология (англ. Chemical Engineering)
• Электротехника (англ. Electrical Engineering)
• Ядерная энергетика (англ. Nuclear Science and Engineering)
• Радиоэлектроника (англ. Radio electronics)
• Электросвязь (англ. Telecommunication)

Специфика технических наук

Буквально до XIX века человечество знало только два типа наук: естественные и гуманитарные. Технические науки занимают промежуточное положение, ибо техника является продуктом человеческого духа и не встречается в природе, но тем не менее она подчиняется тем же объективным закономерностям, что и естественные объекты. Техника становится для человека своего рода искусственной природой, в которой человек создаёт свои законы.

Специфика технических наук заключается в том, что они исследуют законы этой искусственной природы и их взаимосвязь с естественными законами. Кроме того, техническое познание может не иметь своего объекта исследования в реальности, так как его ещё следует сконструировать.

Количественный характер физики

Физика — количественная наука. Физический эксперимент опирается на измерения, то есть сравнение характеристик исследуемых явлений с определёнными эталонами. С этой целью физика развила совокупность физических единиц и измерительных приборов. Отдельные физические единицы объединяются в системы физических единиц. Так, на современном этапе развития науки стандартом является Международная система единиц (СИ), но большинство теоретиков по-прежнему предпочитает пользоваться Гауссовой системой единиц (СГС).

Полученные экспериментально количественные зависимости позволяют использовать для своей обработки математические методы и строить теоретические, то есть математические модели изучаемых явлений.

С изменением представлений о природе тех или иных явлений меняются также физические единицы, в которых измеряются физические величины. Так, например, для измерения температуры сначала были предложены произвольные температурные шкалы, которые делили промежуток температур между характерными явлениями (например, замерзанием и кипением воды) на определённое количество меньших промежутков, которые получили название градусов температуры. Для измерения количества теплоты была введена единица — калория, которая определяла количество теплоты, необходимой для нагрева грамма воды на один градус. Однако со временем физики установили соответствие между механической и тепловой формой энергии. Таким образом, оказалось, что предложенная ранее единица количества теплоты, калория, является излишней, как и единица измерения температуры. И количество теплоты, и температуру можно измерять в единицах механической энергии. В современную эпоху калория и градус не вышли из практического употребления, но между этими величинами и единицей энергии Джоулем существует точное числовое соотношение. Градус, как единица измерения температуры входит в систему СИ, а коэффициент перехода от температурной к энергетическим величинам — постоянная Больцмана — считается физической постоянной.

Г

• Гаплология
• Гастроэнтерология
• Гектография
• Гелиобиология
• Гелиография
• Гельминтология
• Гематология
• Гемотрансфузиология
• Генеалогия
• Генетика
• Геномика
• География
• Геодезия
• Геоинформатика
• Геокриология
• Геология
• Геометрия
• Геомеханика
• Геоморфология
• Геостатистика
• Геотехнология
• Геофизика
• Геохимия
• Геохронология
• Гепатология
• Германистика
• Геронтология
• Геронтопсихология
• Герпетология
• Гибридология
• Гигрометрия
• Гидроакустика
• Гидробиология
• Гидрогеология
• Гидрография
• Гидродинамика
• Гидрология
• Гидрометеорология
• Гидрометрия
• Гинекология
• Гиппология
• Гипсометрия
• Гистология
• Гистопатология
• Глиптография
• Глоттология
• Глоттохронология
• Гляциология
• Гносеология
• Гнотобиология
• Голография
• Голубеводство
• Гомойология
• Гомология
• Гониометрия
• Гравиметрия
• Гранулометрия
• Графология
• Гусеводство

Теория пространства и времени

Общая теория относительности была серьезной интеллектуальной революцией, которая изменила то, как мы думаем о Вселенной. Это теория не только объяснила искривление пространства, но и деформировала длительность. Эйнштейн в 1905 году понял, что пространство и время тесно связаны друг с другом. Можно описать место события в трех измерениях: широта, долгота и высота над уровнем моря. В более широком масштабе, могут быть галактические широты и долготы, и расстояние от центра галактики. Четвертое число, пространство и время мероприятия. Таким образом, можно думать о теории пространства и времени вместе, как четырехмерное существо. Каждая точка материи должна обозначаться четырьмя числами, которые определяют ее положение. Объединение пространства и времени довольно банально. Эйнштейн в фундаментальной статье, написанной в 1905 году, когда он был клерком в швейцарском патентном бюро, показал, что теория пространства и времени неразрывно связаны друг с другом.

Так что все, что нам нужно для путешествия во времени, это космический корабль, который будет идти быстрее или также как свет. Эйнштейн показал, что мощность ракеты, необходимой для ускорения космического корабля требуется бесконечно огромное количество энергии, чтобы ускориться до скорости света.

В статье Эйнштейна 1905 года, он также отметил, что космические путешествия на другие звезды, будет очень медленная и трудоемкая задача. Со скоростью света до ближайшей звезды, потребуется не менее восьми лет, а к центру Галактики, по крайней мере восьмидесяти тысяч лет.

В другой статье в 1915 году Эйнштейн показал, что под влиянием гравитации пространство и время искривлены или искажены к материи и энергии в ней. Мы можем наблюдать это искривление пространства-времени, производимой массой Солнца, в легком изгибе света или радиоволн проходящих вблизи Солнца.

Синтетическая биология

Крейг Вентер

Синтетическая биология — это проектирование и строительство новых биологических частей, устройств и систем. Она также включает в себя модернизацию существующих биологических систем для бесконечного количества полезных применений.

Крейг Вентер, один из ведущих специалистов в этой области, заявил в 2008-м году, что он воссоздал весь геном бактерии путем склеивания её химических компонентов. Два года спустя его команда создала «синтетическую жизнь» — молекулы ДНК, созданные при помощи цифрового кода, а затем напечатанные на 3D-принтере и внедрённые в живую бактерию.

В дальнейшем биологи намерены анализировать различные типы генома для создания полезных организмов для внедрения в тело и биороботов, которые смогут производить химические вещества — биотопливо — с нуля. Есть также идея создать борющуюся с загрязнениями искусственную бактерию или вакцины для лечения серьёзных болезней. Потенциал у этой научной дисциплины просто огромный.

Теоретическая и экспериментальная физика Править

Основные статьи: Теоретическая физика, Экспериментальная физика

Магнит, парящий над сверхпроводником — пример эффекта Мейснера.

В основе своей физика — экспериментальная наука: все её законы и теории основываются и опираются на опытные данные. Однако зачастую именно новые теории являются причиной проведения экспериментов и, как результат, лежат в основе новых открытий. Поэтому принято различать экспериментальную и теоретическую физику.

Экспериментальная физика исследует явления природы в заранее подготовленных условиях. В её задачи входит обнаружение ранее неизвестных явлений, подтверждение или опровержение физических теорий. Многие достижения в физике были сделаны благодаря экспериментальному обнаружению явлений, не описываемых существующими теориями. Например, экспериментальное изучение фотоэффекта послужило одной из посылок к созданию квантовой механики (хотя рождением квантовой механики считается появление гипотезы Планка, выдвинутой им для разрешения ультрафиолетовой катастрофы — парадокса классической теоретической физики излучения).

В задачи теоретической физики входит формулирование общих законов природы и объяснение на основе этих законов различных явлений, а также предсказание до сих пор неизвестных явлений. Верность любой физической теории проверяется экспериментально: если результаты эксперимента совпадают с предсказаниями теории, она считается адекватной (достаточно точно описывающей данное явление).

При изучении любого явления экспериментальные и теоретические аспекты одинаково важны.

Нутригеномика

Нутригеномика — это изучение сложных взаимосвязей между пищей и экспрессией генома. Учёные, работающие в этой области, стремятся к пониманию роли генетических вариаций и диетических реакций на то, как именно питательные вещества влияют на геном.

Еда действительно оказывает огромное влияние на здоровье — и начинается всё в буквальном смысле на молекулярном уровне. Нутригеномика работает в обоих направлениях: изучает, как именно наш геном влияет на гастрономические предпочтения, и наоборот. Основной целью дисциплины является создание персонализированного питания — это нужно для того, чтобы наша еда идеально подходила нашему уникальному набору генов.