Второй закон термодинамики
В замкнутой системе количество бардака увеличивается, либо остается постоянным, но никогда не уменьшается.
В замкнутой системе количество бардака увеличивается, либо остается постоянным, но никогда не уменьшается.
Задачка:
Велосипедист едет прямо и видит впереди солнце, которое опустилось за горизонт ровно наполовину.
С какой скоростью едет велосипедист, если с его точки зрения, положение солнца относительно горизонта не меняется?
Лень гуглить, если кто знает скажите. Это у меня после поездки в Казань, наверное, такой вопрос возник. Гулял там пешком, так удобнее музеи всякие посещать, любоваться архитектурой и природными ландшафтами, а после можно зайти в кафе, ну и все такое. Форму физическую немного растерял, нужно восстанавливать, но прежде немного расскажу о Казани – алкоголь тут продают до 23:00!
Но не за татарстанскими наливками я туда ездил, конечно, тут другие причины.
То, что в Казани красиво, я слышал неоднократно, но еще меня интересуют люди. Встретился здесь с человеком, автором - исполнителем, на счету которого более 5к собственных песен!
И это не опечатка – Ленар Гатин – все его песни опубликованы - можно убедиться.
Мы с ним были знакомы давно, но только заочно. Человек интересный, выросший на землях, где Мечеть рядом с Церковью стоит. Мне стало любопытно пообщаться с ним вживую. Скажу честно, я не прослушивал все его пять тысяч песен, но в некоторых чувствуется огромный потенциал.
Сейчас Ленар пишется в студии, работает с профессионалами, поэтому ждем от него новых хитов.
Казань и вправду прекрасный город, но одной недели пребывания там хватило, захотелось домой и вот я уже в родном Орле. (это может пригодиться для расчетов в задачке, ведь велосипедист ехал именно там).
В первую очередь приветствую своего алюминиевого друга – «Как ты тут? – спрашиваю, пожимая его новенькие покрышки – колеса не спустили»? Чувствую твердость и упругость, понимаю: «мой конь рвется в бой».Утро сегодня было пасмурным, но днем выглянуло солнце и показало свои первые предзимние лучи. Пора доставать костюмчик потеплей. Поехали!Качу не торопясь, любуюсь родными пейзажами. Погодка что надо, людей в парках мало, свежо.
Тут вижу впереди меня, кто-то на «ашане», но едет быстро. Догонять не рискую, боюсь сбить дыхание.
Но вот спуск и мне удается без усилий развить нужную скорость, чтоб с легкостью обойти «ашан». А дальше то, опять равнина, теперь уже «ашан» обгоняет меня.
Любезно прижимаюсь вправо, кидаю взгляд на соперника - подросток лет 14-ти, но дышит уже тяжело. Понимаю, что это результат погони за мной, и для того чтоб «ашан» сдался, мне стоит немного увеличить темп.
"Что ж, придется поднажать, и оторваться от созерцания солнечной осени" - решил я. Сравниваемся уже в третий раз, смотрим друг на друга понимаем всю комичность ситуации и уже не можем сдержать смех.
Дальше мой обычный маршрут проходит под красным мостом, но там, около памятника Ивану Грозному, развернули работы по созданию мемориального комплекса «Судбищенская битва». Оградили все ленточкой.
За ленточкой, заканчивали свой рабочий день ребята, разговаривающие на тюркском наречии.
Вновь вспомнилась Казань и история, о её завоевании Иваном Грозным.
Почему в Свияжске памятника Грозному нет, а в Орле есть? Хотел задать этот вопрос строителям, но спросил другое:
— Ребят здесь можно как-то проехать?
— Проезжайте, пожалуйста – говорят они и охотно показывают варианты обхода.
— Но это же под ленточкой пролезать нужно, а я без каски, объясняю я свой отказ и выбираю другое направление, в сторону центрального пляжа.
Пляж сегодня совсем пуст, хотя нет, вот там, в конце, где набережная заканчивается узенькой, заросшей тропинкой, замечаю, идущею ко мне спиной, девушку в очень коротеньких шортиках.
Замедляю ход, чтоб лучше рассмотреть странную для такого холода картину. Мало того, что замерзнуть можно, так она еще и одна в безлюдном месте. Сейчас строители с работы пойдут, что они подумают?
Может такой риск ради красивого селфи? Так и есть, смотрю, она вытягивает руку с телефоном и начинает позировать, и кажется, что я тоже могу попасть в кадр, поэтому делаю спину ровно, аккуратно проезжаю мимо и спешу скрыться в зарослях.После зарослей крутой подъем, который дается с отдышкой, но теперь организм прогрет, можно рвануть и за город. Тем более, если нажать, можно успеть к закату. Там в полях, где не мешают постройки, можно любоваться им как на море.
И вот еще вопросик:. зачем собаки гоняются за велосипедистами, особенно весной и осенью?
Здесь я профи и отвечу сам. Собаки интеллектуально выше, чем их дикие сородичи (предки).
Дело в том, что волкам, например, такое поведение жизненно необходимо. Они гоняются за своей жертвой, или отпугивают соперников - эти действия необходимы для выживания популяции.
Дворняги же, и без этого могут прожить, они охотятся на помойках, а погоня отложилась у них под корочкой и это скорее уже для развлечения, потому что гормон счастья у них от этого вырабатывается. То есть, можно сказать, что гонка за велосипедами это зачатки познавательного процесса, и еще добавить – чем выше интеллект, тем больше развлечений. Взять тех же дельфинов, ну и человека соответственно.
Сэр Эрнест Резерфорд, президент Королевской Академии и лауреат Нобелевской премии по физике, рассказывал следующую историю, служащую великолепным примером того, что не всегда просто дать единственно правильный ответ на вопрос.
Некоторое время назад коллега обратился ко мне за помошью. Он собирался поставить самую низкую оценку по физике одному из своих студентов, в то время как этот студент утверждал, что заслуживает высшего балла. Оба, преподаватель и студент согласились положиться на суждение третьего лица, незаинтересованного арбитра; выбор пал на меня.
Экзаменационный вопрос гласил: «Объясните, каким образом можно измерить высоту здания с помощью барометра». Ответ студента был таким: «Нужно подняться с барометром на крышу здания, спустить барометр вниз на длинной веревке, а затем втянуть его обратно и измерить длину веревки, которая и покажет точную высоту здания».
Случай был и впрямь сложный, так как ответ был абсолютно полным и верным! С другой стороны, экзамен был по физике, а ответ имел мало общего с применением знаний в этой области.
Я предложил студенту попытаться ответить еще раз. Дав ему шесть минут на подготовку, я предупредил его, что ответ должен демонстрировать знание физических законов. По истечении пяти минут он так и не написал ничего в экзаменационном листе. Я спросил его, сдается ли он, но он заявил, что у него есть несколько решений проблемы, и он просто выбирает лучшее.
Заинтересовавшись, я попросил молодого человека приступить к ответу, не дожидаясь истечения отведенного срока. Новый ответ на вопрос гласил: «Поднимитесь с барометром на крышу и бросьте его вниз, замеряя время падения. Затем, используя формулу L = (a*t^2)/2, вычислите высоту здания».
Тут я спросил моего коллегу, преподавателя, доволен ли он этим ответом. Тот, наконец, сдался, признав ответ удовлетворительным. Однако студент упоминал, что знает несколько ответов, и я попросил его открыть их нам.
«Есть несколько способов измерить высоту здания с помощью барометра», начал студент. «Например, можно выйти на улицу в солнечный день и измерить высоту барометра и его тени, а также измерить длину тени здания. Затем, решив несложную пропорцию, определить высоту самого здания.»
«Неплохо», сказал я. «Есть и другие способы?»
«Да. Есть очень простой способ, который, уверен, вам понравится. Вы берете барометр в руки и поднимаетесь по лестнице, прикладывая барометр к стене и делая отметки. Сосчитав количество этих отметок и умножив его на размер барометра, вы получите высоту здания. Вполне очевидный метод.»
«Если вы хотите более сложный способ», продолжал он, «то привяжите к барометру шнурок и, раскачивая его, как маятник, определите величину гравитации у основания здания и на его крыше. Из разницы между этими величинами, в принципе, можно вычислить высоту здания. В этом же случае, привязав к барометру шнурок, вы можете подняться в вашим маятником на крышу и, раскачивая его, вычислить высоту здания по периоду прецессии.»
«Наконец», заключил он, «среди множества прочих способов решения проблемы лучшим, пожалуй, является такой: возьмите барометр с собой, найдите управляющего зданием и скажите ему: «Господин управляющий, у меня есть замечательный барометр. Он ваш, если вы скажете мне высоту этого здания».
Тут я спросил студента — неужели он действительно не знал общепринятого решения этой задачи. Он признался, что знал, но сказал при этом, что сыт по горло школой и колледжем, где учителя навязывают ученикам свой способ мышления.
Студентом этим был Нильс Бор (1885–1962), датский физик, лауреат Нобелевской премии 1922 г.
Вот возможные решения этой задачи, предложенные им:
1. Измерить время падения барометра с вершины башни. Высота башни однозначно рассчитывается через время и ускорение свободного падения. Данное решение является наиболее традиционным и потому наименее интересным.
2. С помощью барометра, находящегося на одном уровне с основанием башни, пустить солнечный зайчик в глаз наблюдателя, находящегося на ее вершине. Высота башни рассчитывается исходя из угла возвышения солнца над горизонтом, угла наклона барометра и расстояния от барометра до башни.
3. Измерить время всплывания барометра со дна заполненной водой башни. Скорость всплывания барометра измерить в ближайшем бассейне или ведре. В случае, если барометр тяжелее воды, привязать к нему воздушный шарик.
4. Положить барометр на башню. Измерить величину деформации сжатия башни. Высота башни находится через закон Гука.
5. Насыпать кучу барометров такой же высоты, что и башня. Высота башни рассчитывается через диаметр основания кучи и коэффициент осыпания барометров, который можно вычислить, например, с помощью меньшей кучи.
6. Закрепить барометр на вершине башни. Послать кого-нибудь наверх снять показания с барометра. Высота башни рассчитывается исходя из скорости передвижения посланного человека и времени его отсутствия.
7. Натереть барометром шерсть на вершине и у основания башни. Измерить силу взаимного отталкивания вершины и основания. Она будет обратно пропорциональна высоте башни.
8. Вывести башню и барометр в открытый космос. Установить их неподвижно друг относительно друга на фиксированном расстоянии. Измерить время падения барометра на башню. Высота башни находится через массу барометра, время падения, диаметр и плотность башни.
9. Положить башню на землю. Перекатывать барометр от вершины к основанию, считая число оборотов. (Способ, ставший популярным в России под кодовым названием "имени 38 попугаев").
10. Закопать башню в землю. Вынуть башню. Полученную яму заполнить барометрами. Зная диаметр башни и количество барометров, приходящееся на единицу объема, рассчитать высоту башни.
11. Измерить вес барометра на поверхности и на дне ямы, полученной в предыдущем опыте. Разность значений однозначно определит высоту башни.
12. Наклонить башню. Привязать к барометру длинную веревку и спустить его до поверхности земли. Рассчитать высоту башни по расстоянию от места касания барометром земли до башни и углу между башней и веревкой.
13. Поставить башню на барометр, измерить величину деформации барометра. Для расчета высоты башни необходимо также знать ее массу и диаметр.
14. Взять один атом барометра. Положить его на вершину башни. Измерить вероятность нахождения электронов данного атома у подножия башни. Она однозначно определит высоту башни.
15. Продать барометр на рынке. На вырученные деньги купить бутылку виски, с помощью которой узнать у архитектора высоту башни.
16. Нагреть воздух в башне до определенной температуры, предварительно ее загерметизировав. Проделать в башне дырочку, около которой закрепить на пружине барометр. Построить график зависимости натяжения пружины от времени. Проинтегрировать график и, зная диаметр отверстия, найти количество воздуха, вышедшее из башни вследствие теплового расширения. Эта величина будет прямо пропорциональна объему башни. Зная объем и диаметр башни, элементарно находим ее высоту.
17. Измерить с помощью барометра высоту половины башни. Высоту башни вычислить, умножив полученное значение на 2.
18. Привязать к барометру веревку длиной с башню. Использовать полученную конструкцию вместо маятника. Период колебаний этого маятника однозначно определит высоту башни.
19. Выкачать из башни воздух. Закачать его туда снова в строго фиксированном количестве. Измерить барометром давление (!) внутри башни. Оно будет обратно пропорционально объему башни. А по объему высоту мы уже находили.
20. Соединить башню и барометр в электрическую цепь сначала последовательно, а потом параллельно. Зная напряжение, сопротивление барометра, удельное сопротивление башни и измерив в обоих случаях силу тока, рассчитать высоту башни.
21. Положить башню на две опоры. Посередине подвесить барометр. Высота (или в данном случае длина) башни определяется по величине изгиба, возникшего под действием веса барометра.
22. Уравновесить башню и барометр на рычаге. Зная плотность и диаметр башни, плечи рычага и массу барометра, рассчитать высоту башни.
23. Измерить разность потенциальных энергий барометра на вершине и у основания башни. Она будет прямо пропорциональна высоте башни.
24. Посадить внутри башни дерево. Вынуть из корпуса барометра ненужные детали и использовать полученный сосуд для полива дерева. Когда дерево дорастет до вершины башни, спилить его и сжечь. По количеству выделившейся энергии определить высоту башни.
25. Поместить барометр в произвольной точке пространства. Измерить расстояние между барометром и вершиной и между барометром и основанием башни, а также угол между направлением от барометра на вершину и основание. Высоту башни рассчитать по теореме косинусов.
Всем привет!



Банки перед заменой


Всё, что осталось
Как вы заметили, сегодня с помощником, так что проведём последние замеры.


1.1 г/мл и 6060 ppm*


1.05 г/мл и 5390 ppm*
* Parrots Per Monkey


После замены
Собственно, Мозырь всё. В Славяночке, похоже остался один песок, увидим через неделю.
На сегодня всё, следующий раз будет последним. Итоги будут отдельным постом. До встречи через неделю и всем добра!
Пересказ основных идей книги "Математика - поиск истины" Мориса Клайна
Содержание
--- Фрагмент 1 ---
Как Эйнштейн заменил гравитацию геометрией
Что если тяжесть вовсе не сила, а «яма» в пространстве? Эйнштейн предложил именно такую картину: всякая масса будто проваливается в четырёхмерный матрас пространства-времени и заставляет рядом находящиеся тела катиться к ней по кратчайшим линиям – геодезическим.
Простая аналогия: шарик на растянутом полотне. Он делает впадину, и второй шарик, пущенный рядом, закручивается по спирали, словно его «тянет» первый. На деле никакой притягивающей силы нет – есть только искривлённая поверхность.
Зачем понадобилось такое объяснение?..
--- Фрагмент 2 ---
Как Эйнштейн изменил наш взгляд на мир: от света до времени
Что сделал Эйнштейн для нашего понимания мира
Альберт Эйнштейн предсказал два удивительных явления, которые потом подтвердили наблюдения. Во-первых, он сказал, что свет от далёких звёзд будет отклоняться, когда пройдёт мимо Солнца. Во-вторых, он объяснил, почему свет от звёзд меняет свой цвет, становясь более красным. Эти открытия стали важным подтверждением его теории относительности.
Почему трудно поверить в теорию относительности...
--- Фрагмент 3 ---
Как мы придумали себе «вещи», которые не существуют по-настоящему
Введение
Мы привыкли думать, что пространство, время и вещи вокруг нас живут «сами по себе». Оказывается, это удобная выдумка, придуманная ещё Аристотелем и подхваченная Ньютоном. Мы сами разрезали мир на удобные кусочки и забыли, что делали это «ножницами» своего мозга.
От геометрии до «исчезновения» материи...
--- Фрагмент 4 ---
Как учёные разбирались, из чего состоит материя
Сначала все верили, что атом — это последний мелкий «кирпичик», который нельзя разделить. В XVII веке Роберт Бойль положил начало химии, а в 1808 году Джон Дальтон добавил: каждый элемент — это свой сорт таких неделимых шариков. Вещество, например вода, получается, когда шарики разных сортов сцепляются в молекулы.
Половина XIX века: известно уже шесть десятков «сортов» атомов. Дмитрий Менделеев расставил их по весу и заметил закономерность: свойства повторяются через каждые семь элементов. Чтобы картинка не рвалась, он оставил в таблице пустые клетки и предсказал: «Там будут новые элементы». Через годы нашлись скандий, галлий и германий — всё точь-в-точь как он описал. Номера в его таблице (1 — водород, 2 — гелий и далее до 103-го лоуренсия) до сих пор используются.
Однако «неделимость» продержалась недолго. В 1897 году Джозеф Томсон вытащил из атома лёгкие отрицательные частицы — электроны. Получилась модель «пудинг с изюминками»: плюсовая «каша» с вкраплёнными минусовыми «изюминками». Почти вся масса сидела в центре. В 1911 году Эрнест Резерфорд уточнил: внутри атома есть крошечное, тяжёлое, плюсовое ядро, вокруг него летают электроны, как планеты вокруг Солнца. Чтобы закрыть «лишний» вес, он догадался о нейтронах — нейтральных соседях протонов. Атомы одного элемента могут иметь разное число нейтронов; такие «братья» называются изотопами.
--- Фрагмент 5 ---
Как учёные поняли, что электрон — это и волна, и частица, и «облако»
Почему электрон не падает на ядро
Резерфорд сравнил атом с миниатюрной планетной системой: ядро — это Солнце, электроны — планеты. Но по законам физики вращающийся электрон должен терять энергу и воткнуться в ядро за доли секунды. Этого не происходит. Бор решил загадку простым правилом: «Электрон может кататься только по разрешённым круговым дорожкам. Прыгнул на дорожку ближе — выбросил свет, прыгнул дальше — свет проглотил. Между дорожками летать нельзя». Эти прыжки и есть кванты света. Правило работает, но не объясняет, почему именно так.
Частица может быть волной...
--- Фрагмент 6 ---
Как учёные поняли, что атомный мир живёт по законам случая
Сначала казалось: электрон – это просто крошечный шарик. Однако в 1927 году три лаборатории независимо показали: если пустить электроны через кристалл, они образуют картину, как у волн на воде, огибающей столбик причала. Это заставило признать: каждая частица умеет быть и волной, и точкой одновременно.
Появилась неприятная загадка: если электрон «размазан» волной, где тогда его электрический заряд? В 1926 году Макс Борн выход нашёл: волна – это не сама частица, а карта вероятностей. Где волна выше, там 80 % шансов поймать электрон как точку, где ниже – 20 %. Больше никакой «мазни»; есть только ставки на рулетке природы.
Эйнштейн и Планк такому не радовались: «Бог не играет в кости!» – возмущался Эйнштейн. Но природа оказалась упрямее. В 1927 году Вернер Гейзенберг доказал: одновременно точно узнать, где электрон и куда он летит, нельзя. Чтобы увидеть место, нужно подсветить фотоном, но толчок фотона сбивает скорость. Чем точнее одно, тем туманнее другое. Это не недостаток приборов – сама ткань микромира так устроена.
--- Фрагмент 7 ---
Что скрывается внутри атома и почему «кирпичики» материи ведут себя так странно?
1. Частицы умеют исчезать и рождаться заново
Энергия превращается в пару «электрон + позитрон» и наоборот: при встрече эти двое исчезают, превращаясь в свет. То же происходит с другими частицами: если собрать протон и антипротон, они превратятся в лёгкие частицы-мезоны. Из античастиц можно построить антивещество – зеркальную копию обычного.
2. Четыре силы держат мир вместе...
--- Фрагмент 8 ---
Что осталось неизменным в мире, где всё превращается?
Сегодня мы знаем: атомные ядра рождают и уничтожают частицы, а сама Вселенная расширяется. В таком мире исчезла привычная «вещь» — твёрдая, вечная, делимая субстанция. Остались только две величины: масса и энергия, которые переходят друг в друга по формуле E = mc². Пример: в ускорителе энергия пучка превращается в новые частицы, и никакая «материальная крошка» не сохраняется.
Почему мы этого не замечаем дома? Даже пылинка в миллиарды раз тяжелее электрона. Когда масса большая, квантовые эффекты «смазываются» и нам видится привычный мир: стакан, стол, книга. Для микромира же электрон одновременно «размазан» по пространству и ведёт себя как частица. Теория точно предсказывает, где он окажется, но не объясняет, «как он туда попал». Мы пользуемся и волнами, и частицами — удобным математическим рецептом, а не картинкой «как на самом деле».
...
--- Фрагмент 9 ---
Как математика изменила наше представление о реальности
Когда ученые начали использовать математику для описания мира, они сделали неожиданные открытия. Максвелл уравнениями предсказал существование радиоволн, которые мы не можем ни увидеть, ни почувствовать. Но включите радио - и вы их «услышите». Позже Эйнштейн показал, что время и пространство не абсолютны, а зависят от наблюдателя. Это противоречит здравому смыслу, но GPS в вашем телефоне работает именно благодаря этой теории.
Квантовая физика пошла еще дальше. Оказалось, что атомы состоят из частиц, которые ведут себя как волны и не имеют точного положения в пространстве. Представьте, что ваша машина одновременно стоит в гараже и на парковке, пока вы не посмотрите на неё. Причудливо? Но без этого знания не работают компьютерные чипы и лазеры.
Чем глубже мы заглядываем в мир микрочастиц, тем меньше он похож на наш повседневный опыт. Оказывается, не существует «твердой» материи - всё состоит из крошечных частиц, которые постоянно появляются и исчезают. Даже стол, за который вы облокачиваетесь, на самом деле - это «пустое» пространство с редкими вкраплениями энергии.
--- Фрагмент 10 ---
Как мы узнаём, что вокруг нас реально
Раньше считали, что мир существует «сам по себе», и человек может за ним просто понаблюдать, не вмешиваясь. Но когда физики стали изучать атомы и ещё меньшие частицы, выяснилось: наблюдатель и его приборы меняют то, что происходит. Мы не видим сами частицы, а только их «следы» на экранах и фотоплёнках. Поэтому законы физики теперь описывают не «объективный мир», а то, что мы о нём можем узнать.
В квантовой механике вообще нет точных значений: всё выглядит как средняя картина по множеству измерений. Представьте, что вы пытаетесь понять, где сидит мяч, но можете судить только по вмятинам на подушке: мяч сам вы увидеть не можете, а подушка каждый раз пружинит по-новому.
Математика помогает строить модели, но это не значит, что цифры и формулы «сами по себе» правдивы. Иоганн Кеплер подобрал эллипс для орбиты Марса просто потому, что эта кривая была известна и хорошо подходила к грубым измерениям. На самом деле планеты движутся сложнее, но более точные данные появились позже. То же с Эйнштейном: он взял готовую риманову геометрию, потому что она ложилась в уравнения, а не потому что «природа приказала» именно ею пользоваться.
--- Фрагмент 11 ---
Что такое научная истина и можно ли ей доверять
Когда мы меряем длину линейкой, кажется, что всё просто: 10 сантиметров есть 10 сантиметров. Но если линейка нагреется, она станет длиннее, а мы этого даже не заметим. Значит, наши «точные» измерения зависят от погоды в комнате. То же с площадями и объёмами: они тоже «плавают».
Математика не показывает мир таким, каким мы его видим. Она строит удобные «картинки-формулы», которые помогают считать и предсказывать, но не копируют реальность точь-в-точь. До XIX века учёные верили, что у природы есть «правильный» план, и математика его раскрывает. Потом поняли: мы сами придумываем правила игры. Если формула подходит к нескольким явлениям — хорошо, берём её. Почему природа подчиняется? Никто не знает. Землетрясения, метеориты, эпидемии напоминают, что Вселенная не обязана быть удобной для наших формул. Удачная теория — как найти на улице стодолларовую купюру: приятно, но случайно.
Физические законы часто умирают. Сегодняшняя «истина» завтра может оказаться ошибкой. Наши теории — это временные инструкции, а не вечные заповеди. Камни и деревья мы трогаем руками, а вот электроны и кварки — лишь удобные цифры в уравнениях. Считать их «настоящими» почти невозможно.
--- Фрагмент 12 ---
Математика: открываем или изобретаем?
Две большие школы спорят о том, что такое математика.
Первая школа считает: математика ждёт нас где-то «наверху», как неизведанная планета. Мы не придумываем круг или число π – мы их находим, точно так же, как археолог находит древний горшок. Гаусс, Гильберт, Харди говорили: «Теоремы существуют сами по себе, мы лишь записываем то, что увидели».
Вторая школа отвечает: всё, что в математике, родилось в человеческой голове. Числа, аксиомы, теоремы – это наши удобные инструменты, придуманные для решения задач. Дедекинд прямо писал: «Число – это продукт нашего разума, мы – божественная раса, способная творить». Кант, Витгенштейн, интуиционисты добавляют: математика не «лежит» в природе, она строится, как дом, кирпич за кирпичом.
--- Фрагмент 13 ---
Почему математика вообще работает?
Физики давно заметили странную вещь: формулы, выведенные на бумаге, потом обязательно срабатывают в реальности. Электромагнитные волны, атомное ядро, гравитация – всё подчиняется уравнениям, которые человек придумал в голове.
Почему так происходит?
1. Мы берём несколько простых наблюдений (аксиомы) и логически выводим из них сотни следствий. Удивительно, что эти следствия потом подтверждаются опытом.
...
--- Фрагмент 14 ---
Как люди пришли к мысли, что мир устроен по математическим законам
Сначала древние греки просто верили: всё вокруг подчинено геометрии. Потом в Средневековье к этой вере добавили Бога. Люди решили, что Бог создал мир по математическому чертежу, а учёные занимаются тем, что разгадывают этот божественный план. Получалось, что изучать природу — всё равно что читать священную книгу, только вместо букв там числа и формулы.
Рене Декарт усилил эту идею. Он сказал: у человека от рождения в голове есть понятия о пространстве, времени и числах. Наши глаза и уши обманывают нас, а вот математика не врёт. Почему? Потому что добрый Бог не стал бы давать нам разум, который ведёт к заблуждению. Значит, если мы додумались до какой-то математической истины, она обязательно отражает реальный мир.
За Декартом потянулись другие. Галилей заявил, что природа — это книга, написанная математическими буквами. Кто не знает математику, тот блуждает в темноте. Ньютон считал свои формулы доказательством существования Бога и сравнивал его с часовщиком, который запустил механизм мира и следит, чтобы всё работало чётко. Даже Лейбниц, хоть и не распространял математику на всё подряд, всё равно верил, что мир построен на вычислениях.
--- Фрагмент 15 ---
Как математика вытеснила Бога из науки
Сначала учёные видели в математике язык Бога. Лейбниц писал: когда Бог считает, рождается мир. Ньютон, Галилей и другие были уверены: найдя математический закон, они подсматривают замысл Творца. Красота и точность формул казались прямым доказательством божественного разума.
Постепенно внимание сместилось. Сначала восхищались планом создания, потом — самим планом. Лаплас отдал Наполеону книгу о движении планет и спокойно ответил: «Мне не понадобилась гипотеза Бога». Математики всё реже поднимали глаза к небу, всё чаще — опускали их на формулы.
К XVIII веку вера в Бога как в главного математика мира почти исчезла. Дидро требовал: «Покажите мне Бога — тогда поверю». Коши, оставаясь верующим, всё же отделял науку от религии. Математика стала самодостаточной: не нуждалась в божественном авторе, только в точных расчётах.
...
--- Фрагмент 16 ---
Почему математика умеет предсказывать будущее?
Математика перестала быть королевой наук. Её больше не считают хранительницей абсолютной истины: она не открывает, а только помогает искать. Тем удивительнее, что именно она подарила нам GPS, атомные часы и компьютеры. Получается, вымышленные формулы лучше видят реальный мир, чем наши глаза.
Как так выходит? Учёные предлагают три ответа.
Первый – «подгонка». Математик придумывает правила игры, как шахматист, а потом подстраивает их под наблюдения. Не подошла модель – переделали. Критики шутят: это всё равно что утверждать, что розы не вянут, потому что садовник никогда не умирал среди цветов.
--- Фрагмент 17 ---
Почему математика так хорошо описывает мир?
Математика кажется волшебной: человек придумывает формулы, а они потом предсказывают, как ведёт себя Вселенная. Откуда это совпадение?
Учёные спорят об этом уже сто лет. Одни считают, что мы просто придумываем удобные схемы. Пуанкаре показал: если Земля не плоская, а вогнутая, как седло, геометрия Лобачевского будет работать не хуже обычной. Мы выбираем простейшую теорию из множества возможных, как выбираем удобную дорогу домой. Математика тогда похожа на удобную карту, а не на фотографию местности.
Другие уверены: мир сам устроен по математическим законам. Джеймс Джинс писал, что природа «знает» математику, а мы просто открываем её правила. Эрмит шутил: математики не изобретают числа, а находят их, как зоологи новые виды.
--- Фрагмент 18 ---
Что такое математика: точная наука или человеческое изобретение?
Математика — это не абсолютная истина, а удобный инструмент, который люди создали для описания окружающего мира. Как молоток помогает забить гвоздь, так математика помогает понять, как устроена Вселенная.
Мыслители разных эпох пришли к одному выводу: все математические понятия — числа, геометрические фигуры, формулы — родом из повседневного опыта. Мы научились считать, потому что нужно было делить добычу. Мы изобрели геометрию, чтобы измерять землю и строить дома.
Даже великие математики признавали: их теоремы не отличаются от научных гипотез. Бертран Рассел сначала верил, что математика вечна и незыблема, но потом признал: геометрия физического мира — это не чистая логика, а практическое знание, проверенное опытом.
--- Фрагмент 19 ---
Еще о том почему математика так хорошо описывает мир.
Математика — это не открытие, а изобретение человека. Мы сами придумываем числа, формулы и теоремы. Однако удивительно, что эти придуманные вещи потом идеально подходят для описания реального мира — от движения планет до работы компьютера.
Учёные признают: они не могут объяснить, почему это происходит. Французские математики под псевдонимом Бурбаки писали, что связь между математикой и реальностью существует, но никто не знает почему. Физик Эйнштейн называл это главной загадкой мира: как может быть, что Вселенная вообще познаваема?
Современная физика всё больше становится математической наукой. Законы Максвелла об электричестве, уравнения Эйнштейна — всё это прежде всего математические формулы. Даже такие привычные вещи, как гравитация или свет, мы знаем только через уравнения. Мы не видим саму гравитацию — видим только её математическое описание.
--- Фрагмент 20 ---
Как люди придумали, что мир — это часы
Что делает науку с нашими головами
Сначала мы смотрим на природу, потом придумываем формулы, потом снова смотрим и уточняем формулы. Так круг за кругом. Математика в этом процессе работает как переводчик: она соединяет то, что мы видим, с тем, что мы думаем. Получается один большой разговор между человеком и миром.
Почему математика «работает» ...
--- Фрагмент 21 ---
Как учёные пытались объяснить всё простыми шариками и ударами
В начале XVIII века люди верили: природа устроена как огромный бильярд. Бог создал крошечные твёрдые шарики-«кирпичики» — они никогда не ломаются и не стираются. Всё, что мы видим, будто бы сложено из этих шариков. Тепло, свет и даже электричество считались особо тонкими видами такого же вещества: тело греет, потому что «впитывает» тепловую жидкость, как губка воду.
Главное правило было простое: шарик движется, только если его толкнуть. Сила — это толчок. Ньютон добавил толчок под названием «тяготение», чтобы планеты не остановились. Фарадей придумал силовые линии для магнита и электричества. Казалось, что если хорошо поработать, то всё — от звёзд до сердца человека — можно будет записать формулой «толчок → движение».
Французские энциклопедисты даже объявили: «Всё познано, осталось только уточнить цифры». Но уже тому, кто смотрел внимательно, механика казалась тесной. Лейбниц, например, говорил, что внутри каждой крупинки материи скрыта живая «монадка» — маленький моторчик с памятью. А Гельмгольц мечтал свести всё к простым притяжениям и отталкиваниям, но сам же заметил: не всё получается.
...
--- Фрагмент 22 ---
Зачем учёные отказались от «шестерёнок» в природе
Коротко о главном
Физики долго пытались представить, как одно тело толкает другое – словно шестерёнки в часах. Оказалось, математика предсказывает явления лучше, чем любые «механические картинки». Сначала это случилось с тяготением Ньютона, потом с электромагнитными волнами Максвелла, затем с относительностью и квантами. Вместо «как именно толкает» осталось только «по какой формуле считать».
Почему ушли от «механизмов» ...
--- Фрагмент 23 ---
Что такое причина и почему учёные спорят об этом
Когда мы видим, что после события А всегда происходит событие Б, мы автоматически думаем: «А вызвало Б». Но оказывается, это не так очевидно.
Юм: привычка выдаётся за закон
Философ Давид Юм заметил: даже если сто раз наблюдать, как после грома идёт дождь, это не гарантирует, что сто первый раз будет то же самое. Мы просто привыкаем к такой последовательности и начинаем называть гром «причиной» дождя. На самом деле мы не видим самой «связи», видим лишь постоянное соседство во времени.
--- Фрагмент 24 ---
Как мыслили великие: всё предрешено и подсчитано
Декарт, Ньютон и Лаплас верили, что мир — это огромные часы.
Если знать положение каждой шестерёнки сейчас, можно вычислить, где она была вчера и где будет завтра.
Поэтому математика предсказывает будущее: она открывает вечные законы, которые сам Бог задал раз и навсегда.
--- Фрагмент 25 ---
Как случайность разрушила уверенность в предсказуемом мире
Когда XIX век верил, что будущее можно вычислить, как часы, природа подкинула сюрприз: оказалось, мир полон «особых точек» — моментов, когда крошечный толчок меняет всё. Камень на вершине горы, спичка в сухом лесу, случайное слово, ген-«переключатель» — достаточно лёгкого пинка, и система уходит в неконтролируемый хаос. Ученый Максвелл предупреждал: если физика продолжит игнорировать такие «щели» в законах, детерминизм рухнет. Он оказался прав.
Статистика пришла на смену жёсткому предсказанию. Страховщики не знают, когда умрёт конкретный человек, но по тысячам биографий точно рассчитывают риск и ставят цену полиса. То же случилось с газом: миллиарды молекул ведут себя строго по законам механики, но считать каждую невозможно; проще описать их средним поведением. Первым так сделал Больцман, но современники обозвали его «математическим террористом».
Атомный мир окончательно добил старую уверенность. Радиоактивный распад, странное двойное поведение электрона, «скачки» внутри атома — всё это нельзя предсказать точно. Принцип неопределённости Гейзенберга поставил жирную точку: мы не просто не умеем измерить причину, её просто нет. Физика может лишь сказать «с 95 % вероятностью частица окажется здесь». Точные траектории существуют только для больших сборищ частиц; одиночная частица живёт по законам случая.
--- Фрагмент 26 ---
Квантовая революция: за что боролись Эйнштейн и компания
О чём спор
Крупнейшие физики XX века разделились на два лагеря. Большинство (Бор, Гейзенберг, Паули) сказали: в мире атомов всё решает случай — электрон «сам выбирает», куда полетит. Меньшинство во главе с Эйнштейном возражало: «Природа не играет в кости!» Они верили, что за видимым хаосом скрываются точные, но пока невидимые механизмы, как в старой доброй ньютоновской механике.
Почему Эйнштейн не сдавался...
--- Фрагмент 27 ---
Как наука меняет наши глаза и цифры управляют миром
Коротко о главном
Классическая физика верила: формулы показывают, «что есть». Квантовая физика уточнила: формулы показывают, «что мы видим». Логические позитивисты добавили: смысл любого утверждения – это способ его проверить. Итог: наше знание не о «вещах в себе», а о том, как они проявляются в опыте.
Почему это важно для простого человека ...
--- Фрагмент 28 ---
Что скрывается за этими длинными списками книг
Перед вами – не обычная глава, а «карта» научной революции в четырёх актах. Каждая колонка – это один виток человеческого понимания природы.
Акт первый: Галилей и Декарт учат нас спрашивать «как?» вместо «зачем?».
Акт второй: Ньютон показывает, что весь мир движется по одним и тем же математическим правилам.
--- Фрагмент 29 ---
Как устроены атомы и почему они не распадаются
Физики XX века столкнулись с загадкой: по законам обычной физики электроны в атоме должны терять энергию и падать на ядро, но этого не происходит. Решение нашла квантовая механика.
Бор объяснил, что электроны движутся по особым «разрешённым» орбитам и не излучают энергию. Де Бройль добавил: каждая частица одновременно является и волной. Это как если бы теннисный мяч вдруг вёл себя как волна на воде. Опыты показали: поток электронов действительно создаёт картину волн, когда проходит через тонкую плёнку.
Следующий шаг сделал Шрёдингер. Он записал «волновое уравнение» — формулу, которая предсказывает, где в атоме можно найти электрон. Гейзенберг уточнил: мы не можем одновременно точно знать, где находится частица и куда она летит. Чем точнее одно, тем размытей другое. Это не недостаток приборов, а свойство самой природы.
--- Фрагмент 30 ---
Как устроена наука: три взгляда на правду
Что делает теорию научной
Томас Кун показал, что наука развивается не плавно, а скачками. Сначала учёные работают в рамках одной «картинки мира» (парадигмы), а потом внезапно переходят на совершенно новую. Пример: Эйнштейн не подправил Ньютона, а предложил другой взгляд на пространство и время.
Карл Поппер добавил простой тест: если теорию нельзя опровергнуть экспериментом, она не наука. По этому правилу психоанализ и марксизм выглядят не как наука, а как системы, которые могут объяснить всё что угодно. Квантовая механика, наоборот, рискует: она даёт точные цифры, которые легко проверить.
--- Фрагмент 31 ---
Краткое введение
Это алфавитный список научных и философских «точек опоры» — от античности до квантовой физики. Каждая строка — это ключ к большой идее или открытию. Ниже — самые важные «ключи» и что они открывают.
Главные идеи упрощённо ...
1. Как люди узнают мир
--- Фрагмент 32 ---
Перед вами не текст, а алфавитный указатель имён. Он служит обычной справочной целью: быстро найти, на каких страницах книги упоминается тот или иной учёный, философ или исторический деятель. Ни рассказа, ни развёрнутой мысли здесь нет — только фамилии и номера страниц.
Как пользоваться
1. Выберите нужную персону (например, «Эйнштейн»).
2. Посмотрите цифры после фамилии (у Эйнштейна их больше двух десятков).
Тема: Математика, физика и философия
Стиль изложения: Обучающий
Количество фрагментов: 32
Дата создания: 2025-09-13
С какими цифрами мы обычно сталкиваемся в повседневной жизни? От десятков до миллиардов. Может, где-то проплывет триллион или даже квинтилион. Но есть одно число, которое не даёт покоя ученым. И это число — гугол. Казалось бы, простая цифра: 10 в степени 100.А теперь давайте попробуем разложить эту степень. В числовом виде это будет: 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000.
Да, это единица и сто нулей. Число настолько большое, что даже число атомов в известной части Вселенной меньше — по подсчетам, от 10 в 79 до 10 в 81.
И вот однажды одному ютуберу, Даниэлю де Брюину, пришла в голову светлая идея: а как можно визуализировать столь огромное число? И он построил свою "адскую машинку". Сама идея механизма очень проста. Он содержит ручку, которую нужно проворачивать, и 100 шестеренок с передаточным числом 10. Когда вы поворачиваете первую шестеренку, следующая шестеренка проворачивается со скоростью 1/10, то есть 10 полных вращений первой шестеренки приводят к единственному повороту второй.В итоге, чтобы провернуть последнее колесо хоть на зубчик, первое колесо должно совершить полный оборот ровно 1 гугол раз.
При всей изящности решения у такой установки есть фундаментальный недостаток — никто и никогда не увидит результатов её работы. Потому что если представить, что ручка проворачивается со скоростью 1 оборот в секунду, потребуется лишь 317097919837645865043125317097919837645865043125317097919837645865043125317097919837645865043 лет, чтобы последняя шестеренка начала движение. При этом энергии, затраченной на вращение, потребуется больше, чем содержит вся наша Вселенная. Даже если бы чисто гипотетически механизм вращался со скоростью 1 оборот в секунду с момента формирования Земли, а это 4,6 млрд лет, то всего лишь 18-я шестеренка провернулась бы только на половину.В итоге у Дэниэля получился механизм, который одновременно является как гениальным, так и совершенно бесполезным.
Автор - @Shyxart
Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!