Если человека выбросить в открытый космос без скафандра, то он взорвется. Метеориты падают на Землю раскаленными. Красный цвет раздражает быков. Сброшенная с небоскреба монета может убить человека. Эти и другие заблуждения очень популярны и даже имеют «научные» объяснения.
Биология
Человеческое тело в космосе взрывается
В фантастических фильмах нередко фигурирует сцена, когда кто-то из героев оказывается в открытом космосе без скафандра. При этом жертва непременно лопается (обязательно с характерным хлопком, хотя в вакууме звуковые волны не распространяются, так как там нет частиц, которые могли бы передавать колебания), а ее внутренности красиво разлетаются в разные стороны.
Такой исход кажется логичным: чтобы выдерживать тяжесть многих километров воздуха, внутри нашего тела поддерживается давление, равное тому, которое мы испытываем снаружи. То есть давление в одну атмосферу. В межзвездном пространстве какие бы то ни было молекулы встречаются очень редко, а значит на оказавшегося без всякой защиты человека ничего не давит и его должно разорвать изнутри.
На самом деле это не так. Человеческое тело — весьма устойчивая конструкция, по крайней мере, к такого рода повреждениям. Пусть у людей и нет твердого экзоскелета, как, например, у насекомых, но кожа, стенки сосудов и кости не дадут органам сдвинуться со своих мест. Хотя, оставшись без уравнивающего внешнего давления, внутренние органы несколько раздуются и их «разбухание» может порвать некоторые капилляры. Особенно сильно увеличатся в размерах легкие и органы пищеварительной системы, так как они заполнены газами, которые еще секунду назад были здорово сжаты давлением извне.
«Освободившийся» кислород быстро покинет легкие и кровеносную систему, и тело начнет страдать от гипоксии. Выброшенный в космос человек потеряет сознание, но перед тем, как отключиться, он, возможно, успеет почувствовать, как внутри него что-то закипает: при значительном понижении давления содержащиеся внутри жидкости переходят в газообразное состояние. Но разорвать человека изнутри образующийся газ не сможет — хотя бы потому, что в теле слишком много отверстий и щелей, через которые он будет просачиваться наружу.
В общей сложности, у человека, по ошибке вышедшего в открытый космос без скафандра, есть около 90 секунд на то, чтобы вернуться на корабль (хотя с учетом быстрой потери сознания это время сокращается до 15 секунд). Спустя полторы минуты у несчастного начнет закипать кровь, кроме того, поврежденный гипоксией мозг уже никогда не сможет полностью восстановить свою работоспособность.
Волосы и ногти растут некоторое время после смерти
Поверье, согласно которому после смерти у покойников еще некоторое время растут волосы и ногти, очень распространено. Сторонники этой гипотезы объясняют это тем, что некоторые физиологические процессы в теле усопших продолжаются и после кончины.
В действительности, удлинившиеся ногти покойника — это визуальная иллюзия. После смерти тело начинает интенсивно терять жидкость, и кожа трупа усыхает и сжимается. В частности, сжимаются подушечки пальцев, из-за чего ногти кажутся длиннее.
Верующих в жизнь ногтей после смерти можно утешить тем, что доля истины в их убеждениях есть. Большинство клеток менее чувствительны к недостатку кислорода, чем клетки мозга, так что гипотетическая вероятность того, что после остановки сердца ногти продолжают расти еще несколько минут, все же есть.
Летучие мыши слепы
Летучие мыши ориентируются в темноте при помощи эхолокации — того же механизма, который используется на подводных лодках. Животные испускают звуки в высокочастотном диапазоне (ультразвук) и «ловят» их отражение от окружающих предметов. Если звук вернулся быстро — значит, препятствие находится рядом, если же он путешествовал долго или вообще не возвратился — пространство поблизости свободно. Посылая очень много таких импульсов и тщательно их анализируя, мыши могут очень точно определять, что находится вокруг них.
Многие люди полагают, что обладатели столь совершенного «навигатора» не нуждаются в обычных глазах и их зрение почти полностью атрофировано. Это не так. Во-первых, не все летучие мыши используют эхолокацию. Во-вторых, даже те животные, которые активно применяют этот механизм, вполне сносно ориентируются и при помощи зрения. Более того, у летучих мышей, питающихся фруктами, глаза развиты очень хорошо и занимают на морде ничуть не меньше места, чем глаза сравнимых по размеру ночных грызунов. Органы зрения насекомоядных летучих мышей заметно меньше, но и они вполне функциональны: с помощью глаз животные определяют свою высоту относительно земли, оценивают размер крупных препятствий и ищут дорогу, ориентируясь на крупные объекты. Кроме того, оценивая уровень освещенности при помощи глаз, мыши определяют, что наступила ночь и им пора вылетать на охоту.
Красный цвет раздражает быков
Еще одно типичное заблуждение относительно особенностей зрения у животных, ставшее популярным благодаря кровожадной испанской корриде. Считается, что матадор «заводит» быка при помощи красного плаща, которым он размахивает перед носом у животного. Памятуя об этой особенности быков, многие люди избегают появляться рядом со стадом в красной одежде. Они напрасно беспокоятся: быки, как и большинство других млекопитающих (за исключением приматов) обладают дихроматическим зрением, то есть они попросту не способны различать красный и зеленый цвета.
Умение видеть цвета определяется особыми светочувствительными клетками под названием колбочки, а точнее тем, сколько типов белков-опсинов эти самые колбочки содержат. Например, в глазах людей и обезьян Старого света есть три вида опсинов, благодаря которым мы различаем несколько тысяч оттенков (по некоторым данным, до ста тысяч). Колбочки птиц несут четыре типа опсинов, поэтому с точки зрения пернатых все люди — дальтоники. Цветовое зрение быков развито очень слабо, так что плащ матадора для них ничем особенным не выделяется. А в бешенство животных приводят резкие движения человека и уколы шпаги.
Хамелеоны меняют цвет для маскировки под окружающую среду
Способность хамелеонов менять окраску — зачастую единственное, что люди знают об этих тропических ящерицах. И большинство свято уверено, что смешные пресмыкающиеся зеленеют, голубеют или чернеют для того, чтобы лучше маскироваться под окружающие условия. Долгое время это убеждение бытовало и среди ученых, однако в последнее время специалисты пришли к выводу, что мимикрия под близлежащие веточки и цветочки — это последнее, зачем хамелеоны изменяют цвет покровов.
Ящерицы меняют цвет покровов благодаря особым клеткам — хроматофорам, которые содержат гранулы различных пигментов. Хроматофоры имеют сложную разветвленную форму, и пигменты могут находиться как в отростках, так и в центре клетки. Та или иная окраска проявляется, когда пигменты соответствующего оттенка располагаются в «веточках». Для того чтобы «загнать» туда пигменты, хроматофор расслабляется. Если же необходимо собрать гранулы красящего вещества в центре клетки, он, напротив, сжимается.
Наблюдения за ящерицами в природе и лабораторные эксперименты показали, что перекрашивание в разные цвета необходимо им, в первую очередь, для терморегуляции и взаимодействия друг с другом. Хамелеоны, как и другие пресмыкающиеся, плохо умеют поддерживать постоянную температуру тела: она может меняться в довольно широких пределах в зависимости от температуры внешней среды (ученые называют это свойство сложным словом пойкилотермность).
Та или иная окраска проявляется благодаря соответствующим пигментам, в число которых, в частности, входит меланин. Этот пигмент отвечает за более темный цвет покровов ящерицы, а так как темные поверхности поглощают больше солнечных лучей, чем светлые, хамелеоны становятся коричневыми, когда им холодно.
Кроме того, при помощи цвета кожи пресмыкающиеся сообщают сородичам о своем настроении. Если хамелеон готов к романтическому свиданию, он выбирает один оттенок, а его намерение немедленно напасть на соседа провозглашается другим. Недавно ученые выяснили, что чем сложнее социальная структура у того или иного вида хамелеонов, тем чаще животные меняют окраску и тем меньше она коррелирует с цветом окружающих поверхностей.
Физика
Если сбросить монетку с небоскреба, она может убить человека
Все знают, что ходить по стройке без каски опасно — что-нибудь даже не очень тяжелое может упасть сверху и пробить голову. Пока маленький болт или гайка будут лететь, скажем, с 15-го этажа, они разгонятся до такой скорости, что начнут представлять реальную опасность. Бытует мнение, что то же самое относится и к совсем легким предметам — например, монетам, если сбросить их с достаточной высоты, скажем, с Останкинской башни.
В действительности же, кидать монеты с небоскребов можно, не опасаясь за жизнь других людей. Из-за сопротивления воздуха монета сможет разогнаться только до некоторого порогового значения (например, парашютисты, которые, конечно, побольше монеток, при устойчивом плоском свободном падении разгоняются от силы до 40 метров в секунду, а при неустойчивом, то есть кувыркаясь, до 50 метров в секунду). И это еще без учета порывов ветра, которые для маленькой монетки очень существенны. Второе, что необходимо помнить — из-за формы при оценке опасности от монетки нужно учитывать только ее кинетическую энергию. Она рассчитывается по известной формуле E=m*v2/2, где m — это масса предмета, а v — его скорость.
Когда на улице штиль, монетка, сброшенная со смотровой площадки Останкинской телебашни, в лучшем случае, наберет скорость в 70 километров в час (около 19 метров в секунду). Для монеты в 50 копеек это соответствует энергии 26,6 Джоуля. Для сравнения, пистолетная пуля калибра 9 миллиметров на вылете имеет энергию около 350 Джоулей.
Молния никогда не ударяет в одно место дважды
Это убеждение наверняка стоило жизни не одному человеку. Молнии не только несколько раз ударяют в одно и то же место: некоторые предметы являются прямо-таки любимыми мишенями молний. Особенно это относится к высоким металлическим объектам, которые «притягивают» грозовые разряды — собственно, именно на этом факте основано действие громоотводов, которые по логике должны называться молниеотводами. В шпиль той же Останкинской башни каждый год ударяет от 40 до 50 молний.
Даже в отсутствие «ловушек» для молний их однократное попадание, скажем, в дерево не превращает его в гарант безопасности. Если над конкретным районом идет гроза, то все места этого района могут быть «атакованы» с равной вероятностью. Удар молнии в то или иное место никак на вероятности не отражается, хотя такой вывод и кажется интуитивно неправильным: это заблуждение даже имеет специальное название «ошибка игрока».
В разных полушариях воронка воды (например, в раковине) закручивается в разные стороны
Теоретически, провести эксперимент, доказывающий, что сила Кориолиса действительно влияет на движение любых жидкостей на Земле, возможно. Для этого необходимо наполнить водой достаточно вместительную круглую емкость, точно в середине которой есть крошечное отверстие, затыкаемое пробкой, причем обязательно снизу (чтобы манипуляции с пробкой не приводили к возмущения жидкости). Через неделю, когда в воде утихнут даже самые небольшие колебания, нужно аккуратно вынуть пробку и подождать несколько часов, пока слабенькая сила Кориолиса проявит себя. Такой эксперимент был проведен, и его результаты совпали с ожидаемыми: вода в емкости закручивалась в ту же сторону, что и циклоны в конкретном полушарии.
«Обязательно посмотри, когда будешь умываться, в какую сторону закручивается вода», — эту фразу наверняка слышал от своих знакомых каждый, кто ездил в отпуск в Австралию, Новую Зеландию или Южную Африку. Уверенность, что в разных полушариях любые потоки жидкостей циркулируют в противоположных направлениях, засела в головах огромного количества людей еще со школы — увы, нередко пример с раковиной упоминают учителя, рассказывающие про вращение Земли и силу Кориолиса.
Сила инерции, названная по имени описавшего ее французского ученого Гюстава Гаспара Кориолиса, действительно связана с вращением нашей планеты и влияет на перемещение крупных масс воздуха и воды: потоки в штормах и циклонах южного полушария закручиваются по часовой стрелке, а в северном — против. Однако по сравнению с вращательными процессами, которые мы наблюдаем в обычной жизни (та самая водяная воронка в раковине) Земля оборачивается вокруг своей оси очень медленно, и по порядку величины сила Кориолиса намного меньше, чем любая из сил, управляющих процессами вращения предметов вокруг нас. Поэтому в обычных условиях заметить влияние силы Кориолиса на поведение воды в раковине невозможно, а направление, в котором жидкость засасывается в слив, зависит, прежде всего, от того, как наполнялась раковина, и от ее формы.
Астрономия
Падающие на Землю метеориты раскалены до очень высоких температур
Во многих мультфильмах и фантастических лентах упавшие на Землю метеориты раскалены докрасна и даже дымятся. Сценаристы таких фильмов и большинство их зрителей полагают, что небесное тело разогревается из-за трения о воздух. Этот процесс действительно имеет место: уже на высоте около 100 километров над Землей метеорит, до этого путешествовавший в космическом вакууме, сталкивается с огромным количеством молекул газа. Соударения с ними разогревают внешний слой камня до огромных температур, превращая твердую породу в газ, который немедленно уносится в атмосферу.
Большинство (около 90 процентов) падающих на Землю метеоритов каменные, а камень обладает очень плохой теплопроводностью. Как следствие, если метеорит достаточно большой, то тепло от внешних слоев не успевает за несколько секунд (в среднем, 19 секунд), которые тело проводит в атмосфере, передаться внутренней части камня. Если еще он был достаточно холодный изначально, то центр метеорита вообще может быть замороженным.
На высоте 10-15 километров такой метеорит обычно тормозится и начинает падать уже без существенного трения об атмосферу, то у него есть много времени, чтобы холодный центр остудил поверхностный слой. Как следствие, только что упавший метеорит будет вовсе не раскаленным, а теплым или, в лучшем случае, горячим. То есть никакого пожара, например, устроить он не может.
Эти рассуждения, однако, относятся только к телам средней массы — большие метеориты врезаются в поверхность с колоссальной скоростью и взрываются, поэтому холодные они или горячие — значения не имеет.
Смена времен года связана с приближением Земли к Солнцу
Это, пожалуй, одно из самых стойких заблуждений. На первый взгляд, оно кажется логичным: чем ближе Земля к Солнцу, тем больше тепла и света попадает на планету. Почему при этом зима и лето существуют в разных полушариях одновременно, хотя оба они находятся на одной планете, сторонники такой точки зрения объяснить уже не могут.
Истинная причина смены времен года менее очевидна: на Земле выделяется несколько сезонов из-за того, что ось ее вращения вокруг оси не параллельна оси земной орбиты вокруг Солнца. Угол наклона между ними постоянен и составляет 23,5 градуса. Можно представить, что земная ось — это игла, протыкающая планету насквозь так, что ее наконечник выходит из Северного полюса и смотрит условно" вверх«, а тупой конец торчит из Южного полюса и направлен «вниз».
Когда наконечник иглы указывает на звезду, в Северном полушарии наступает лето. Солнце поднимается высоко над горизонтом, а его лучи падают на территории к северу от экватора под меньшими углами: то есть они не скользят по поверхности, а как бы «упираются» в нее. Максимальное количество солнечной энергии достигает Земли, когда лучи падают отвесно, и именно поэтому летом теплее, чем зимой. На экваториальные широты лучи падают перпендикулярно круглый год, поэтому там времена года не выделяются. Лето в южном полушарии приходит, когда наконечник иглы направлен от Солнца.
Петров В.М.
Мифы современной физики. Изд.2, стереот.
2013. 224 с. 179 руб. Бестселлер!
ISBN 978-5-397-03618-4
Серия: Relata Refero
Физика: нестандартные подходы, Классическая электродинамика, СТО, Теоретическая (аналитическая) механика, Квантовая механика, Физика, Математика, Астрономия и астрофизика, Теоретическая физика (курсы), Общая физика (курсы), Общая теория относительности (ОТО), гравитация.
Аннотация
Процесс познания бесконечен. Как бы ни была строга и логически совершенна теория, как бы ни была она подтверждена экспериментами и практикой, со временем выявляется ее ограниченность и неточность, и она заменяется новой, более верной. Однако в учебном процессе материал обычно преподносится без сомнений, как истина в последней инстанции; в результате заученные ошибочные представления передаются следующим поколениям, становясь тем самым научными мифами. Мифы заводят науку в тупик и тормозят ее дальнейшее развитие.
В настоящей книге показана ошибочность многих устоявшихся представлений в физике, в частности в электромагнетизме, гравитации, атомной и ядерной физике, теории относительности, космологии. Излагаются обстоятельства, приведшие к тем или иным заблуждениям. Даются уточненные представления и приводятся методы их экспериментальной проверки.
Оглавление
ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1
НАУКА И МИФОТВОРЧЕСТВО
1.1.Рождение научных идей
1.2.Критерии истины
1.3.Математизация физики
1.4.Живучесть мифов
1.5.Мифы, канувшие в Лету
Глава 2
ОТТАЛКИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ
2.1.Принципиальные соображения
2.2.Параллельные заряженные плоскости
2.3.Взаимодействие точечных зарядов
2.4.Возможность экспериментальной проверки
2.5.Выводы
Глава 3
ГРАВИТАЦИЯ
3.1.Развитие представлений о гравитации
3.2.Гравитация и электричество
3.3.Основная гипотеза
3.4.О причинах различия электрических сил притяжения и отталкивания
3.5.Гравитационное экранирование
3.6.Новые эффекты
3.7.Возможность экспериментальной проверки
3.8.Выводы
Глава 4
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
4.1.А существует ли магнитное поле?
4.2.Взаимодействие движущихся точечных зарядов
4.3.Поле тока
4.4.Взаимодействие токов
4.5.Магнитные монополи
4.6.Намагничивание вещества
4.7.Выводы
Глава 5
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ
5.1.Электромагнитная индукция
5.2.Поле провода с переменным током
5.3.Самоиндукция. Катушки индуктивности
5.4.Взаимная индукция. Трансформаторы
5.5.Ток смещения
5.6.Волны в свободном пространстве
5.7.Уравнения Максвелла
5.8.Выводы
Глава 6
АТОМНАЯ ФИЗИКА
6.1.Электрон-шарик
6.2.Соотношения неопределенностей
6.3.Протонно-нейтронная модель ядр
6.4.Кварк-глюонная модель
6.5.Выводы
Глава 7
ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
7.1.Рождение мифа
7.2.Парадоксы
7.3.Эквивалентность массы и энергии
7.4.Опыт Майкельсона
7.5.Новые возможности экспериментальной проверки теории относительности
7.6.Выводы
Глава 8
КОСМОЛОГИЯ
8.1.Развитие взглядов на Вселенную
8.2.Конечен или бесконечен мир
8.3.Стандартная модель Вселенной
8.4.Противоречия стандартной модели
8.5.Альтернативные гипотезы
8.6.Черные дыры
8.7.Выводы
Глава 9
ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ПОЛЕ
9.1.Общие положения
9.2.Поля с механическим давлением
9.3.Электрическое поле
9.4.Гравитация
9.5.Гравитационные волны
9.6.Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Введение
Обычно под мифами имеют в виду предания, сказания, вымыслы, передаваемые из поколения в поколение. Это то, чего нет на самом деле, но считается, как будто и есть. Распространены мифы о богах, святых, сказочных персонажах и исторических личностях, о сотворении мира и конце света, о происхождении человека и его загробной жизни. Полно придуманных чертей, леших, домовых, водяных. Постоянно появляются мифы о якобы происходящих разных "чудах" -- НЛО, инопланетянах, снежном человеке, лох-несском чудовище и т.п. Однако не о такого рода выдумках пойдет речь в нашей книге, а о мифах в науке. Научные мифы -- это ошибочные знания, принимаемые за истинные. Общепринятые ошибочные научные воззрения в отличие от сказок, религиозных мифов и преданиях, подменяя истину ложью, надолго задерживают научное познание природы и прогресс человечества.
Ранние мифы и религиозные верования были попытками объяснить мир, в котором живет человек. К мифам, фантазии, вымыслам люди прибегают тогда, когда нет или недостаточно истинных знаний. Как говорил Б.Шоу, "природа не терпит пустоты: там, где люди не знают правды, они заполняют пробелы домыслами". Лучше домысел, чем ничего! Домысел становится мифом и воспринимается как непреложный факт, если он отвечает интересам общества или его части. Вместе с появлением и развитием научного познания окружающего мира мифология становится ненужной, а вымыслы, фантазии, заблуждения постепенно заменяются истинным знанием. К.Маркс писал: "Всякая мифология преодолевает, подчиняет и формирует силы природы в воображении и при помощи воображения; она исчезает, следовательно, вместе с наступлением действительного господства над этими силами природы" (К.Маркс и Ф.Энгельс. Соч.. Т. 12. С.737).
К удивлению, мифотворчество процветает и в эпоху расцвета науки. Более того, наряду со старыми появляются и новые научные мифы, что связано с целым рядом причин. Прежде всего, торжествующие воззрения, даже если они ошибочны, преподаются в школе как абсолютные истины, не допускающие возражения и критики. Дети верят взрослым учителям и усваивают ошибочные воззрения. А идеи, к которым привык в детстве, очень трудно переосмыслить в зрелом возрасте. Поэтому нынешние заблуждения затем передаются следующим поколениям. По словам К.Маркса, "традиции мёртвых поколений страшным кошмаром тяготеют над умами живых".
В обществе скорее торжествует не принцип Декарта -- "Сомневаться во всем", а принцип Цицерона -- "Consensus gentium", т.е. "Что признается всеми, то и истина". Большая часть человечества не придерживается Божьей заповеди "Не сотвори себе кумира", а склонно к идолопоклонничеству. Преклонение перед авторитетами ведет к тому, что их взгляды принимаются как заведомо истинные и непререкаемые. К тому же и оценка творческой деятельности ведется обществом скорее по закону обратного отношения: нетворческие последователи торжествующего научного направления, механически повторяющие отжившие идеи своих предшественников -- эпигоны, -- всячески поощряются, премируются, награждаются. Наоборот, героические личности, высказывающие сомнения в господствующих мифах, становятся изгоями и наказываются.
Ложные, мифические воззрения, как это ни странно, постоянно подтверждаются опытами и экспериментами. Ученый обладает выдумкой и фантазией, а некоторые ещё и увлеченностью, доходящей до фанатизма. Вдобавок, человеку свойственно выдавать желаемое за действительное. Благодаря массовому гипнозу люди часто видят то, чего нет на самом деле. Находится множество очевидцев самых невероятных явлений. Так, сотни людей видели несуществующее лох-несское чудовище. Только запротоколированных встреч со снежным человеком более 150. Не счесть видевших летающие тарелки инопланетян или оставленные ими круги на полях. Многие уфологи не только встречались с "зелеными человечками", но и умудрились полетать с ними, а женщины -- даже забеременеть от них. Вот какова сила массового внушения! И разве можно после этого сомневаться в чуде, которого в самом-то деле и нет?
А нужно ли опровергать мифы? Хорошо знавший человека психоаналитик Зигмунд Фрейд считал, что не нужно: "Массы никогда не знали жажды истины. Они требуют иллюзий, без которых они не могут жить. Ирреальное для них всегда имеет приоритет над реальным: Массы имеют явную тенденцию не видеть между ними разницы".
С Фрейдом можно согласиться лишь частично. Например, зачем разоблачать сказочные мифы? Пусть себе вопреки законам науки Баба-яга летает на ступе, Емеля ездит по лесам и полям на печке, а Золотая рыбка сделает старухе новое корыто. Пусть кроме музея мифов и суеверий русского народа в старинном городе Угличе будут открыты и другие подобные музеи, в которые с пользой и удовольствием будут ходить наши дети. Сказочные мифы развивают воображение и фантазию ребенка, делают его жизнь интереснее. Глупо опровергать и религиозные мифы или житие святых -- истинно верующий человек всё равно вас не послушает, да и грешно вводить его в сомнение. Всё равно, как писал Блаженный Августин, "перед верой меркнут все достижения разума". Пусть верующие люди молятся придуманным ими Богам -- это по крайней мере не вредно. Необходимы народу и героические мифы. Аморально и даже преступно чернить исторических героев, как это делают некоторые лжеисторики. Всё равно партизанка Зоя Космодемьянская, летчик Гастелло, богатырь Илья Муромец, костромской крестьянин Иван Сусанин, троицкие монахи Ослябя и Пересвет останутся для нас Героями, образцом для почитания и подражания. Они воспитывают и сплачивают народ, а разоблачительная деятельность "академиков Фоменко" преступна и должна быть наказуемой. Народ должен гордиться своими Героями, даже если они и выдуманы!
Пусть энтузиасты ищут снежного человека, Несси, Ноев ковчег на горе Арарат, разбираются в посланиях инопланетян, оставленных на местах посадки своих НЛО! Это хотя и бессмысленно, но для всех интересно и увлекательно. Можно простить и изобретателей вечных двигателей, если они не требуют государственного финансирования и внедрения.
Совсем по-иному нужно относиться к научным мифам. Мифы в науке рождаются лишь как временный выход из тупикового положения, но рано или поздно ведут к новым, более серьезным тупикам. Эту мысль высказывал ещё Аристотель: "Даже небольшое начальное отклонение от истины умножается в рассуждениях, отошедших от неё, в дальнейшем тысячекрат". Гипноз мифов наносит науке непоправимый ущерб, приводит к замедлению в развитии техники, производства, да и самого человека. "Страшны иллюзии и самообманы, губительна боязнь истины", -- предостерегал В.И.Ленин. С научными мифами нужно бороться, причем чем раньше, чем решительней, тем лучше.
Наиболее строгая наука -- физика не избежала мифотворчества. По законам человеческой глупости, открытым итальянцем К.М.Чиполла, процент глупых людей одинаков как среди полинейзийских охотников за головами, так и Нобелевских лауреатов по физике. Ученые физики сочиняют безумные теории и верят существующим мифам ничуть не меньше простых и наивных людей. Некоторые это делают из незнания, другие -- из конъюнктурных соображений, а многие теоретики -- из идеалистического мировоззрения, обусловленного слепой верой в математику, в формулы, и отрыва от реальной действительности. Поэтому многие из фундаментальных представлений физики ошибочны. Они являются плодом выдумок, заблуждений или фантазии ученых, а не следствием экспериментальных и теоретических исследований. При этом проблема в том, что никто не видит проблемы и все беспрекословно верят заблуждающимся, особенно если они считаются великими.
Появление и развитие научного мифотворчества и вызванного им кризиса в физике привело к процветанию мошенников, шарлатанов, лжеученых, изобретателей вечных двигателей, <народных> лекарей. Лженаучные открытия и лжеизобретения раздуваются средствами массовой информации, подхватывающими любую сенсацию. Лжеученые оказываются героями, тогда как истинные ученые обделены вниманием СМИ. Рассадником лженауки стала даже Российская академия наук, целью которой, казалось бы, должно быть, наоборот, отстаивание научной истины.
Ряд долго державшихся физических мифов уже канул в Лету, мифическую реку забвения. Это геоцентрическая система мира Птоломея, флогистон, концепция дальнодействия, эфир и другие. Однако продолжают господствовать не только некоторые старые мифические представления, но вдобавок к ним ускоренными темпами рождаются и новые. По статистике, несмотря на рецензирование, как минимум половина статей, публикуемых в научных журналах мира, оказывается ошибочной. Поэтому со временем число мифических открытий становится всё больше. Исцеление физики возможно только путем разоблачения мифов, лежащих в её основе. Этому и посвящена настоящая книга.
Нами критически рассмотрены устоявшиеся, передаваемые из поколения в поколение физические ошибки и заблуждения. Мы исходим из классических представлений и материальности любого взаимодействия. Поэтому у нас пространство не обладает энергией, не искривляется, не сжимается и не закручивается -- всё это есть свойства материи. В физике, с нашей точки зрения, не должно существовать таких понятий, как "облако вероятности", "пучок силовых линий", "поляризация вакуума", "энергия информации" и т.п. При анализе мифических воззрений мы будем придерживаться принципа единства мира и минимума понятий, необходимых для его описания, т.е. "бритвы" средневекового теолога Уильяма Оккама: "Не вводи новых сущностей сверх необходимых". Мы исходим из того, что процесс познания бесконечен, и любая научная истина относительна. Со временем она уточняется, углубляется и заменяется новой, более совершенной. Нет истин в последней инстанции, нет и безгрешных ученых, как бы они ни были велики!
В главе 1 книги сопоставлены мифические и научные знания. Рассмотрено рождение мифов и их живучесть, критерии истинности, уже отжившие своё научные взгляды. Глава 2 посвящена разоблачению мифа об отталкивании электрических зарядов по закону Кулона и показано, что в мире существует только притяжение, а всеобщему сжатию материи мешает лишь её движение. В главе 3 тяготение сводится к электричеству, а гравитационное поле со своими гравитонами, гравитино, фотино и т.д. относится к понятиям, которые можно исключить для ясности. В главе 4 показано, что никаких особых магнитных явлений, магнитного поля, монополей, торсионного поля, магнитной терапии и т.п. нет, а всё "магнетическое" объясняется проявлениями электричества. Из главы 5, надеюсь, станет очевидным отсутствие в природе электромагнитного поля, точнее, его магнитной составляющей. Волны, называемые электромагнитными, являются на самом деле чисто электрическими, как и должны правильно называться. Целый ряд мифических представлений сложился и в самой молодой отрасли -- атомной физике (глава 6). Электрон многими до сих пор представляется в виде шарика, поведение которого подчиняется вероятностным, статистическим законам. На самом деле электрон многолик -- это упругое облачко отрицательно заряженной материи, принимающее разные форму и размеры. От новых представлений об атомном ядре, состоящем из протонов и нейтронов или кварков и глюонов, предлагается вернуться к старым взглядам на ядро из протонов и электронов. Не просто мифом физики XX века, а своего рода религиозным учением стала теория относительности. В главе 7 показана её противоречивость, ошибочность и предложены методы экспериментальной проверки. В главе 8 критически рассмотрена современная космология -- "стандартная" модель развития Вселенной, мифы о Большом взрыве, эпохе инфляции, черных дырах и кротовых норах. Заключительная глава 9 посвящена мифу о потенциальном поле, в котором движение по замкнутому контуру якобы не сопровождается потерями энергии. Предсказано торможение тел при их перемещении в физических полях.
Некоторые разделы книги публиковались не только в научных, но и в научно-популярных журналах. Книга написана языком, доступным для понимания студентами и школьниками, и может использоваться для углубленного изучения физики не только в вузах, но и в средней школе.
Писатель М.Пришвин писал: "Из научных книг интересны те, которые отвергают что-нибудь общепризнанное: Научные книги: производят сильное впечатление только тем, что отвергают все предшествующие гипотезы о предмете, даже и ту, которую в первых классах заучил как азбучную истину". Надеюсь, что читатель увидит ниже именно такую книгу. Хотелось, чтобы прочитавшие книгу убедились в ошибочности многих ранее заученных положений и не передавали эти научные сказки следующим поколениям.
_________________________________
Виктор Михайлович ПЕТРОВ (род. в 1934 г.)
Кандидат физико-математических наук, доцент. Окончил с отличием физический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова, там же на кафедре физики колебаний окончил аспирантуру и защитил диссертацию. Специалист в области радиофизики и физики твердого тела, сегнето- и пьезоэлектричества.
Преподавал различные разделы физики и спецкурсы в Университете дружбы народов, Московском институте стали и сплавов и Московском институте радиотехники, электроники и автоматики. Был научным руководителем 50 дипломников и 14 аспирантов.
Бедная Рапунцель. Мало того, что ее заперли в высокой башне, но она еще и в прямом смысле слова рисковала своей шеей, когда принц взбирался к ней по ее волосам.
Сью Стоклмайер, Директор Национального центра общественного научного просвещения (CPAS) при Австралийском национальном университете в Канберре, уже много лет обеспокоена судьбой сказочных персонажей.
В конце концов, она решила действовать, и вместе со своим сотрудником Майком Гором, профессором на пенсии, они превратили мучавшие их вопросы о физике волшебных сказок в постоянное научное шоу.
Загадка Рапунцель - один из главных вопросов шоу.
«Мы решили выяснить, как удалось Рапунцель не лишиться головы, учитывая груз, который она [держала]», - сказала Стоклмайер.
«Вы наверняка заметили, что некоторые художники-иллюстраторы изображают ее волосы обернутыми вокруг чего-либо, как правило, вокруг ножки кровати.
Объект малых размеров, такой как томившаяся в башне принцесса, может выдержать большой вес, если соединяющееся устройство [ее волосы] намотано на что-либо».
В таком случае основной вес принца технически придется на ножку кровати, а не на голову Рапунцель.
«Если Рапунцель успеет обмотать волосы, они с принцем будут жить долго и счастливо, - уверила Стоклмайер. - И в ее сказке это могло произойти».
О Золотом Яйце
Продолжая свое исследование, ученые погрузились в труды любимых авторов - Ганса Христиана Андерсена и Братьев Гримм.
Например, сказка «Джек и бобовые зерна» наглядно показывает законы структурной физики.
В своем шоу Гор иллюстрирует силу гигантского ростка боба с помощью туалетной бумаги.
«Сама картонная коричневая трубка в центре рулона весьма хрупкая», - объясняет он.
«Но если поставить в один ряд несколько трубочек и положить на них деревянную дощечку, они смогут выдержать вес человека».
«Чтобы выдержать мои 85 килограмм, нужно около шести трубок», - сообщил Майк Гор аудитории перед тем, как в подтверждение своих слов взобраться на эту доску.
Следовательно, гигантский стебель растения, состоящий из нескольких сплетенных полых стеблей, в состоянии выдержать ловкого альпиниста.
Та же самая теория полых цилиндров применяется при строительстве мостов, когда строительные конструкции выдерживают большой груз при минимальной нагрузке на каждую отдельную часть.
Однако чтобы обосновать с научной точки зрения гуся, кладущего золотые яйца, придется обратиться к ньютоновой физике.
«Что было бы, если бы гусю действительно пришлось бы класть золотые яйца?» - задумалась Стоклмайер.
«Обычные яйца, откладываемые птицами, довольно мягкие, поэтому гуси могут их вытолкнуть без особого труда. Очевидно, что золотое яйцо гораздо тверже».
Согласно третьему закону Ньютона, каждое действие сопровождается равной по силе и противоположной по вектору реакции.
«Предположим, золотое яйцо весит три килограмма, значит, по законам физики гусь, откладывающий яйцо, должен двигаться в противоположном яйцу направлении, но с равной силой».
Вследствие этого трудолюбивый гусь отлетит от своего яйца с той же силой, которая потребовалась ему, чтобы отложить яйцо.
«Мы используем стальной шарик от подшипника и механическую курицу, и все именно так и происходит», - сказала Стоклмайер. - «Публике это очень нравится».
Волшебное представление
Ученые гастролировали со своей часовой сказочной программой на многочисленных научных фестивалях, проходивших на восточном побережье Австралии и даже на Оркнейский островах (северное побережье Шотландии).
Они надеются, что сказки привлекут внимание публики к экспериментам и помогут лучше понять законы науки.
«Нас действительно волнует то, что наука занимает очень мало места в повседневной жизни людей», - объяснила Стоклмайер.
«Мы хотели сделать науку интересной и легко доступной, и думаем, что сказки нам в этом хорошо помогли».
Ученые подчеркивают, что они не стремятся убрать романтику из детских сказок, они лишь хотят сделать науку ближе и доступнее как для подростков, так и для взрослых людей.
«В нашем шоу очень много научной информации, но просто зачитывать ее было бы скучно, - считает Стоклмайер, - поэтому нам необходима наглядность».
Ученые также обращают внимание на то, что хотя сказки обычно рассказывают малышам, их представление предназначено для публики более старшего возраста.
«Можно было бы сделать его и для маленьких детей, но пришлось бы быть очень осторожными с волшебством сказки. А со взрослыми мы чувствуем себя свободнее», - полагает Стоклмайер.
Их шоу становятся чрезвычайно популярными, и они уже задумываются о следующей цели - о детских стихах.
Перевод: "Человек без границ".Оригинал статьи находится на сайте National Geographic
на журнал "Человек без границ"
