Глеб Анфилов - Бегство от удивлений

Кое-кто из современных историков науки ставит под сомнение рассказы первых биографов Галилея о его широких экспериментах. Сведения об этих опытах (вплоть до эпизодов с Пизанской башней) считают вымыслом восторженных учеников великого итальянца. Однако главенствует сегодня точка зрения, разделенная в этой книжке. Она провозглашает Галилея достоверным основателем именно экспериментальной физики.

Хоть, честно говоря, и не очень строг. В нем предполагается, что соединение разных тел сопровождается простым арифметическим сложением их весов, а это верно лишь в нашем мире, мире больших тел и не очень больших сил. В микромире иногда дело обстоит сложнее — в своем месте об этом будет сказано.

Под таким заголовком у нас издается многотомный курс общей физики, читанный Фейнманом в одном из американских институтов (изд. «Мир», 1965—1967 гг.).

Честно говоря, изложенный преступный «мысленный эксперимент» довольно искусствен: кроме непропорциональности тяжелой и инертной масс, он требует сохранения их суммы. В силу привнесения этого дополнительного предположения, нельзя утверждать, что пропорциональность тяжелой и инертной масс есть следствие одного лишь закона сохранения энергии. В рамках классики эта пропорциональность — непонятная случайность.

Этот очерк, называющийся «Занимательная прогулка в страну Эйнштейна», печатался в довоенных изданиях «Занимательной механики» Я. И. Перельмана. В послевоенных изданиях этой книги очерка, по непонятным причинам, нет. Не издан он у нас и отдельной брошюрой (хоть издан за границей), а потому стал, к сожалению, библиографической редкостью.

Да простит мне читатель, что именем античной музы назван бандит и пират. Уж очень звучное имя. К тому же первым это сделал не я, а О. А. Вольберг, что до некоторой степени очищает мою совесть.

10 годичных путей света.

Те, кому совсем невмоготу чертить и рассматривать графики, могут пока пропустить эту и следующую главы.

По имени известного физика, который сумел вывести их за год до Эйнштейна, исходя из совсем других, неверных представлений: Лоренц думал, что движущиеся тела сплющиваются эфирным ветром.

Это умение не требует особой одаренности, его уже начали прививать ученикам некоторых наших физико-математических школ; нужно развить пространственное воображение и накопить навык.

То есть теории, касающейся равномерных и прямолинейных движений, — именно частная (иногда говорят — специальная) теория относительности растолковывалась в предыдущих главах.

Это вызовет заметные неудобства: будут сильно мешать силы инерции Кориолиса — они приложены к телу, которое не неподвижно, а движется во вращающейся системе отсчета. Эти силы возникнут всякий раз, когда спортсмены станут бегать или прыгать не по линии движения стадиона (не перпендикулярно к оси карусели) — скажем, при прыжках в длину вдоль оси. Однако путем некоторых ухищрений силы Кориолиса можно свести к минимуму и пренебречь ими.

Надо, пожалуй, еще раз извиниться перед читателями за пренебрежение силами инерции Кориолиса.

Мимоходом стоит заметить, что любую поверхность можно деформировать и без изменения законов пересечения геодезических линий, а значит, без изменений метрики. Сложите тетрадный лист, скомкайте его, сверните в трубочку — во всех чертежах расстояния и углы останутся прежними. Чтобы «изнутри» отличить цилиндр от плоскости, потребуются другие соображения. Например, на цилиндре любая геодезическая (кроме образующей) замкнута — либо эллипс, либо круг. Об этой тонкости не надо забывать, но она — лишь частный случай.

Это не очень широкоизвестное замечание высказано советским физиком А. А. Фридманом (о его работах — после).

Чтобы четко понимать дальнейшее, перечитайте двенадцатую и тринадцатую главы. Кто пропустил, самое время прочитать их.

Соответствующую формулу вывел, кстати, Эйнштейн: E=hv , где Е — энергия, v — частота, h — постоянная величина.

Согласившись с идеей конечного мироздания, Эддингтон занялся подсчетом всех элементарных частиц Вселенной и опубликовал маловразумительное число: 15 747 724 136 275 002 577 605 653 961 555 468 144 714 914 527 116 709 366 231 425 076 185 631 031 296 штук протонов и столько же электронов! Любопытно, что, когда, кроме протонов и электронов, в природе нашлись еще нейтроны (открытые в 1932 году), Эддингтон вынужден был подправить свои вычисления и объявил новое число частиц Вселенной, оказавшееся на четверть меньше (!) первого.