Һолливуд киноларында, галимне сурәтләү өчен, персонажның теленә еш кына бик катлаулы терминнар кертәләр. Сценарий язучылар фикеренчә, караучылар әйтелгән сүзләрнең мәгънәсенә төшенүдән бигрәк «О, галим бит бу!» дип уйларга тиеш. Ә актерлар әйткән сүзләрнең мәгънәсе исә, хәтта ул юк-бар нәрсә булса да, фәнни терминология белән таныш булмаган кешеләр өчен билгесез әйбер булып кала бирә. 

Әлеге мәкаләдә без гади сүзләр белән 10 фәнни терминга аңлатма бирербез. Алар сезгә зур экраннардан яңгыраучы әңгәмәләрне аңлаудан тыш, хәзерге заман фән дөньясында да (фәнни мәкаләләрдә һәм яңалыкларда) адашмаска ярдәм итәр.

1. Бифуркация ноктасы

Термодинамикада барлык катлаулы динамик системага да яраклаштырыла торган үзенә бер төрле төшенчә бар. Вакыт-вакыт нинди дә булса бер система (дәүләт булсынмы ул, икътисад яисә кешенең психикасымы) билгесезлек халәтенә килеп терәлә. 

Әлеге вакытта системаның тәртибе куркыныч астында кала, һәм аның алдагы үсеше ике төрле сценарий буенча барырга мөмкин: тәртипсезлек (хаос) халәтенә кадәр җимерелү яисә югары сыйфатлы яңа тәртип дәрәҗәсенә менү. Мисал өчен, дәүләтнең бифуркация ноктасы итеп сәяси стабильсезлекне санарга була, икътисад өчен бу – икътисади кризис, ә кеше өчен – тетрәндергеч вакыйга.

2. Антиматерия

Безне тәшкил иткән гади материядән тыш антиматерия дә бар. Ул кисәкчек-антикисәкчек симметрик парлары булуына бәйле. Мәсәлән, электрон – позитрон, протон – антипротон һ.б. Кисәкчек белән аның антикисәкчеге бәрелешү аннигиляциягә, ягъни кисәкчекләрнең үзара юкка чыгарылуына китерә (бу вакытта шактый зур күләмдәге энергия бүленеп чыга).

Теория буенча, Зур шартлау вакытында, галәмнең әле яңа гына туган чагында, бер үк күләмдә материя дә, антиматерия дә барлыкка килгән. Хәзер күзәтелүче бөтен галәмдә дә без гади материянең абсолют өстенлеген күрәбез. Ә ни сәбәпле соң? Әлеге фундаменталь сорау галимнәрне инде күптәннән кызыксындыра, тик аңа әле һаман да җавап бирүчеләр юк.

3. Спектраль анализ/спектрометрия

Һәрбер химик элемент та яктылыкны үзенә бер төрле итеп йотканга күрә, галимнәр, матдәләрнең төзелешен (составларын) билгеләү өчен, шул ук матдәләрнең спектраль сыйфатларын ачыклаучы анализ кулланалар. Бу бик күп төрле өлкәләрдә алга таба зур адым ясарга ярдәм иткән фундаменталь алгарышларның берсе булып тора. Әлеге ысулны судмедэкспертизалардан алып (җинаять эзләренә анализ ясаганда) астрофизикага кадәр (Җирдән йөзләгән яктылык елы ераклыгында урнашкан объектларның химик составын яктылыкны йоту сәләте буенча билгеләгәндә) кулланалар.

Масс-спектрометрия ысулы исә матдәгә бары ионизация ярдәмендә генә тәэсир итеп, шул матдәнең авырлыгын билгеләргә мөмкинлек бирә.

4. Һирш индексы

2005 елда физик Хорхе Һирш галимнәрнең эш нәтиҗәсен, продуктивлыгын билгеләү максатыннан яңа системаны гамәлгә кертә. Ул система галимнәрнең басылып чыккан мәкаләләр һәм цитаталаштырулар санына нигезләнгән. Әлеге ысул бик тиз вакыт эчендә халыкара хуплау алырга өлгерә. Хәзерге вакытта Һирш индексын галимнәрнең продуктивлыгын билгеләүдә генә түгел, ә аерым оешмаларны, хәтта илләрне бәяләгәндә дә кулланыла.

Фәнни индекслау системалары турында «Гыйлем.татар»да укыгыз.

5. Электромагнит нурланыш

Бик еш кына популяр фантастикада электромагнит нурланышны үтерергә сәләтле, каһарманнарны суперкаһарманнарга әйләндерүче яисә аларны вакыт аралыгында күчереп йөртүче бер серле көч итеп сурәтлиләр. Ә чынбарлыкта ул нидән гыйбарәт соң?

Электромагнит нурланыш ул – яктылыкны тәшкил иткән элементар кисәкчекләр – фотоннар — агымы. Фотоннарның дулкын озынлыгы һәм ешлыгы бик нык аерыла, шул сәбәпле галимнәр фотоннарны аерым электромагнит диапазоннар буенча сыйныфларга бүләләр. Кеше күзе электромагнит спектрның бик кечкенә өлешен генә — күренүчән нурланыш яисә оптик диапазонны — күрергә сәләтле. Электромагнит нурланышның зур өлеше безнең өчен күренмәс булып кала. Моңа, мисал өчен, радиодулкыннар (әйе, болар да фотоннар), рентген нурланыш, инфракызыл нурланыш керә.

6. Плюрипотентлык

Гади тел белән әйткәндә, плюрипотентлык ул – бер күзәнәкнең теләсә кайсы орган тукымасына (мәсәлән, нейрон яисә тән-тире) әйләнә алу сәләте. 2012 елда әлеге терминны һәр чатта дирлек ишетергә мөмкин иде, чөнки нәкъ шул елны Нобель премиясен “Өлгергән күзәнәкләрнең кире плюрипотент күзәнәкләргә программалаша алуы” өчен бирелде.

Бу медицина өлкәсе өчен искиткеч мөмкинлекләр ача. Органнар үстерүне генә алыйк. Әлеге вакытта галимнәр индукцияләнгән плюрипотент кәүсә күзәнәкләрен (гади, инде формалашкан күзәнәкләрдән ясалма рәвештә алынган плюрипотент күзәнәкләр шулай атала) җитештерүне конвейерга кую буенча эффектив технологияләр булдыру өстендә эшлиләр. 

7. Эхолокация

Җисемгә таба тавыш дулкыны яисә радиодулкын җибәреп, аннан дулкынның күпме вакыттан соң кире әйләнеп кайтуын анализлауга нигезләнгән ераклыкны билгеләү ысулы. 

Әлеге технологияне без ярканатлардан күреп алып үзләштергәнбез. Алар ультратавышлы эхолокацияне киңлектә ориентлашу өчен кулланалар. Мисал өчен, ярканатны сукыр калдырган очракта да, очкан вакытта, ул барыбер барлык предметларны да урап узачак. 

Эхолокацияне диңгез төбе рельефын тикшергәндә кулланалар, радарлар да шул ук принцип буенча эшли.

8. Элементар кисәкчекләр

Материя һәм материя белән тәэсир итешүгә китерүче көчләрнең нигез өлешен тәшкил иткән кирпечләр элементар кисәкчекләр дип атала. Бер сүз белән әйткәндә, элементар кисәкчекләр – физик дөньябызның нигез ташы. Хәзерге күзаллаулар буенча, галәмдәге бөтен җисем дә алардан гыйбарәт. Хәзерге вакытта элементар кисәкчекләрнең сыйныфларга тармакланган бүленеше бар. Төп ике сыйныф ул – фермионнар (материя алардан тора) һәм бозоннар (фермионнар арасындагы фундаменталь тәэсир итешүләрне таратучылар). 

9. Фундаменталь тәэсир итешү

Элементар кисәкчекләр арасында фундаменталь дип аталган төп дүрт тәэсир итешү булырга мөмкин. Болар – электромагнит тәэсир итешү (электр корылмасы булган кисәкчекләр арасында барлыкка килә), көчле һәм көчсез тәэсир итешүләр (атом төшенең элементларын бергә тотып тора), шулай ук хәзерге физика өчен иң зур проблема тудырганы – гравитацион тәэсир итешү. 

Һәркайсы төр тәэсир итешүнең дә йөртүчеләре булып бозон санала. Электромагнит тәэсир итешү өчен – фотоннар, көчсез өчен – W һәм Z бозоннар, көчле өчен – глюоннар, ә менә гравитацион бәйләнеш өчен бозон әлегә табылмаган (шуңа да карамастан, аның өчен атаманы инде уйлап та куйганнар – гравитон).

10. Энтропия

Дөреслектә, тәртип белән тәртипсезлекнең (хаосның) кара-каршы торышы фәлсәфәдән дә югарырак әйбер. Физиканың җылылык динамикасын өйрәнә торган бүлегендә, термодинамикада, энтропия төшенчәсе белән системаның тәртипсезлек дәрәҗәсен тасвирлыйлар. Шул ук төшенчә мәгълүмат теориясендә дә киң кулланыла. Теләсә нинди система да тулы тигезләнешкә омтылганга күрә, аның энергиясе, ягъни җылылыгы да тарала бара. Йомык системада – мәсәлән, герметик бүлмәдә – бу җылылыкның бүлмәдә һәрвакыт нинди дә булса бер ноктада булуына китерә. 

Шул сәбәпле термодинамиканың икенче башлангычында “энтропия йомык системада кими алмый” диелә. Бу энтропиянең бары артуын гына аңлата (җылылык тарала, тигезсезлекләр юкка чыга). 

Үз вакытында, термодинамиканың икенче канунының яхшы исбатлануы аркасында, хәтта ахырзаманның бик куркыныч версиясе дә тәкъдим ителгән иде. “Галәмнең җылылык үлеме” исеме астында билгеле булган әлеге гипотеза буенча, Галәмебездәге температура берәр кайчан аның теләсә кайсы ноктасында да бертөрле булачак. Ягъни теләсә кайсы тәртибе булган энергетик система да (йолдыз булсынмы ул, кешеме) тора-бара тереклек итүен туктатачак, ә мондый дөньяда исә механик эш булуы мөмкин түгел, чөнки җылылыкның киңлек буенча таралышы абсолют бертөрлелеккә нигезләнгән булыр иде. Мондый Галәмдә, билгеләмә буенча, бернинди күренешләр яисә вакыйгалар да бара алмый. Тик Җир шарындагы тормыш, кешелек прогрессы кебек үк, хаоска энтропия йөзендә каршы килә: безнең бөтен тарихыбыз да энтропиянең локаль кимүен, ягъни системаның катлаулануын раслый (монда төрләр эволюциясен яисә фәнни-техник алга китешне карарга була). 

Галимнәр моны Җир шарының ябык түгел, ә ачык система булуы белән аңлаталар. Җир шары һәрвакыт тышкы тәэсирләргә дучар булып тора (метеоритлар, космик радиация һ.б рәвешендә). Ә бөтен Галәмгә килгәндә, аның ябык яисә ачык система булуы турында бердәм фикер юк, чөнки Галәм турындагы белемнәребез бик чикле – без аның күзәтелә торган бер өлешен генә күрәбез.

Ышаныч белән шуны гына әйтә алабыз: безнең планетада галәми тәртип әлегә, бернигә дә карамастан, галәми тәртипсезлекне җиңеп бара.

Naked Science журналыннан Сәрбиназ Шәйхелова тәрҗемәсе

Тышлыктагы рәсем: Dark Matter Core Defies Explanation, NASA Goddard, images.nasa.gov