Известная легенда гласит, что академик Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения после того, как ему на голову в саду упало яблоко.
Член Королевского научного общества, директор Института математических наук имени И. Ньютона в Кембридже Кит Моф-фет исследовал явление, которое, казалось бы, противоречит этому закону. Известно, что сваренное вкрутую яйцо, если его раскрутить, почему-то встает на острый конец. Оно как бы восстает против тяготения, устремляясь ввысь. Почему?
Пожалуй, эта проблема будет позаковыристее той, которой занимались академики летающего острова Лапуты. Те самые, что в романе Джонатана Свифта разделились на две противоборствующие партии. Одни полагали, что разбивать яичную скорлупу необходимо с острого конца, другие же утверждали, что лучше делать это, напротив, с тупого.
Читавшие роман приходят к выводу: проблема-то эта, что называется, и выеденного яйца не стоит. Ну а какова цена работы Моффета, который старательно расследовал механику верчения яйца и показал, что, будучи волчком-гироскопом, оно поступает согласно физике, а не вопреки ей. Именно положение на остром конце является оптимальным, поскольку обеспечивает вращение с минимальными потерями энергии.
Коллеги Кита Моффета давно знают, что профессора всегда отличала тяга к решению парадоксальных явлений. Например, несколько лет назад он разработал теорию, объясняющую, почему в группе из 30 человек, составленных наугад, как минимум, у двоих могут совпасть дни рождения. И тем не менее, даже они затрудняются объяснить, какой прок из нынешнего доказательства.
Не ведает этого толком и сам профессор. Однако он говорит, что доказательство теоремы Ферма как будто поначалу не сулило никому никакой практической пользы. Но за прошедшие столетия выяснилось, что эта никчемная, казалось бы, забава послужила отправным толчком к развитию нескольких областей математики, что, в конце концов, принесло ощутимую практическую пользу.
СПРАШИВАЛИ?
Отвечаем
ВСЕЛЕННАЯ В АТОМЕ
Публикация статьи С. Н. Славина в № 1 за 2001 г. подтолкнула к мысли: ведь бесконечность имеет два знака «+» и «—». Означает ли это, что Вселенная бесконечна и в сторону микромира? Есть ли научные гипотезы по этому поводу? Есть ли какие-то предположения по поводу существования каких-либо форм разумной жизни, которые могут иметь место и в микромире? Не напоминает ли строение атома, допустим, Плутония, Солнечную систему в миниатюре?
Уважаемый Андрей Михайлович! В свое время мы уже обсуждали этот вопрос и пришли к выводу, что Вселенная бесконечна в обе стороны. Но поскольку, судя по письмам, эта проблема интересует не только вас одного, придется, видимо, повторить вкратце эти рассуждения.
В начале XX века известный поэт В. Брюсов опубликовал стихотворение «Мир электрона», в котором, в частности, есть такие строки:
Строки эти навеяны представлениями современной Брюсову науки. Так, в 1913 году знаменитый датский физик Нильс Бор предложил первую количественную теорию атома. Согласно ей, вокруг массивного ядра легкие электроны вращаются примерно так же, как планеты ходят по своим орбитам вокруг звезды. Кое-кто воспринял эту аналогию чересчур буквально, и в печати начала века появились научно-фантастические публикации, авторы которых порою вполне серьезно полагали, что электроны-планеты населены чрезвычайно малыми живыми существами. И на каком-то этапе развития своей науки они обнаруживают, что их атомы тоже являются малыми планетными системами…
С высоты наших сегодняшних познаний можно было бы и усмехнуться, читая о тех теориях этакого «матрешечного» мира: из большой Вселенной раз за разом вынимаются вселенные поменьше… Но в свете некоторых научных представлений эта усмешка получается несколько кривоватой.
Чтобы понять, в чем тут дело, давайте начнем с самого начала.
Еще 2500 лет назад перед философами древнего мира встал вопрос: что будет, если вещество дробить на все более мелкие кусочки? Есть ли пределы этому дроблению и каковы могут быть наименьшие размеры вещества?
Пока философы размышляли над этими «вечными» вопросами, физики работали — дробили вещество на все более мелкие части. Вещество — на молекулы, молекулы — на атомы, атомы — на ядра и электроны, ядра — на протоны, нейтроны и другие элементарные частицы. При ближайшем рассмотрении оказалось, что и эти элементарные частицы не так уж элементарны — они, в свою очередь, состоят из множества других…