Отрывок из книги физика Грегори Гбура о важности механики падения кошек

N+1Культура

«Загадка падающей кошки и фундаментальная физика»

Врожденная способность падающих кошек приземляться на лапы занимает ученых уже очень долгое время. Первая исследовательская работа на эту тему была опубликована в 1700 году. В книге «Загадка падающей кошки и фундаментальная физика» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Натальей Лисовой, физик Грегори Гбур показывает, как попытки понять механику падения кошек помогли научным изысканиям в математики, физике, физиологии, неврологии, космической биологии и даже оказали влияние на робототехнику. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с отрывком, в котором рассказывается, какую роль открытия Альберта Эйнштейна сыграли в поиске ответа на вопрос о падающих кошках.

Кошачий рефлекс переворачивания

 

Сделанные Мареем фотографии падающей кошки потрясли физиков и вынудили их заново осмыслить давние предубеждения о том, как объекты движутся и поворачиваются в пространстве. Но это было пустяком в сравнении с тем поистине сейсмическим шоком, который потряс все ученое сообщество в 1905 г. и навсегда изменил наши представления о физике. В этом году никому не известный служащий патентного ведомства по имени Альберт Эйнштейн опубликовал в немецком журнале «Анналы физики» (Annalen der Physik) три статьи, каждой из которых суждено было заложить фундамент для новой отрасли физики. Это трио статей сегодня часто называют статьями annus mirabilis (чудесного года).

Первая из этих статей — «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» — вышла 9 июня. В ней Эйнштейн попытался объяснить так называемый фотоэлектрический эффект: почему под действием света, падающего на металлическую пластинку, может возникать испускание этой пластинкой электронов. Эйнштейн утверждал, что данный эффект возможно объяснить только при условии, что свет будет рассматриваться как поток частиц, несмотря на то что к тому времени уже было продемонстрировано, что свет ведет себя как волна. Сегодня корпускулярно-волновой дуализм — один из фундаментальных аспектов квантовой физики. В 1921 г. за работу над этой проблемой Эйнштейну предстояло получить Нобелевскую премию по физике.

Вторая из статей 1905 г. — «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярнокинетической теорией теплоты» — появилась 18 июля и объяснила феномен броуновского движения — случайного, на первый взгляд, метания мелких частиц в горячей воде. Эйнштейн показал, что это забавное движение можно объяснить как результат столкновений между частицами и окружающими их неразличимыми глазом молекулами воды. Такое объяснение привело к окончательному подтверждению того факта, что вещество состоит из отдельных атомов и молекул; как ни удивительно, сомнения в этом были еще живы даже в начале XX в.

Третья из Эйнштейновых статей 1905 г. — «К электродинамике движущихся тел» — вышла 26 сентября. Это самая знаменитая из трех статей, поскольку именно она стала первым заявлением специальной теории относительности Эйнштейна, которой суждено было кардинально изменить наши представления о пространстве и времени. Чтобы получить представление о значимости этой работы, нам потребуется небольшое введение.

Одним из главных принципов физики, восходящим еще к Галилео Галилею, является принцип относительности, который можно сформулировать очень просто: «Законы физики одинаковы для любого наблюдателя, независимо от движения этого наблюдателя». В работе 1632 г. «Диалог о двух главнейших системах мира» Галилей объясняет его таким образом:

Уединитесь с кем-либо из друзей в просторное помещение под палубой какого-нибудь корабля и запаситесь мухами, бабочками и другими подобными мелкими летающими насекомыми; пусть будет у вас там также большой сосуд с водой и плавающими в нем маленькими рыбками; подвесьте, далее, наверху ведерко, из которого вода будет падать капля за каплей в другой сосуд с узким горлышком, подставленный внизу. Пока корабль стоит неподвижно, наблюдайте прилежно, как мелкие летающие животные с одной и той же скоростью движутся во все стороны помещения; рыбы, как вы увидите, будут плавать безразлично во всех направлениях; все падающие капли попадут в подставленный сосуд, и вам, бросая какойнибудь предмет, не придется бросать его с большей силой в одну сторону, чем в другую, если расстояния будут одни и те же; и если вы будете прыгать сразу двумя ногами, то сделаете прыжок на одинаковое расстояние в любом направлении. Прилежно наблюдайте все это, хотя у нас не возникает никакого сомнения в том, что, пока корабль стоит неподвижно, все должно происходить именно так. Заставьте теперь корабль двигаться с любой скоростью, и тогда (если только движение будет равномерным и без качки в ту и другую сторону) во всех названных явлениях вы не обнаружите ни малейшего изменения и ни по одному из них не сможете установить, движется ли корабль или стоит неподвижно. Прыгая, вы переместитесь по полу на то же расстояние, что и раньше, и не будете делать бóльших прыжков в сторону кормы, чем в сторону носа на том основании, что корабль быстро движется, хотя за то время, как вы будете в воздухе, пол под вами будет двигаться в сторону, противоположную вашему прыжку, и, бросая какую-нибудь вещь товарищу, вы не должны будете бросать ее с большей силой, когда он будет находиться на носу, а вы на корме, чем когда ваше взаимное положение будет обратным; капли, как и ранее, будут падать в нижний сосуд, и ни одна не упадет ближе к корме, хотя, пока капля находится в воздухе, корабль пройдет много пядей».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Моя земля! Моя земля!

Самые ценные советы в путешествиях всегда дают местные жители или завсегдатаи

Grazia
Курица разбитых фонарей Курица разбитых фонарей

«Экстремальная работа» — корейская комедия, ставшая международной франшизой

Weekend
Ghostrunner – элегантная, но странная игра про наше постчеловеческое будущее Ghostrunner – элегантная, но странная игра про наше постчеловеческое будущее

В этой игре постоянно ощущается фантомное присутствие Киану Ривза

GQ
От строительства аэропланов до разработки гидромассажных ванн: история семьи Джакузи От строительства аэропланов до разработки гидромассажных ванн: история семьи Джакузи

Страстью братьев были самолёты, но семейные трагедии привели их к идее джакузи

VC.RU
Матрас как статус-символ Матрас как статус-символ

Новые индикаторы престижа призваны транслировать идею самосовершенствования

Robb Report
Правила жизни Хельмута Ньютона Правила жизни Хельмута Ньютона

Мир совсем другой, когда смотришь на него через видоискатель

Esquire
Раздельный сбор мусора и психотерапия: что между ними общего? Раздельный сбор мусора и психотерапия: что между ними общего?

Неожиданные параллели между экологичным отношением к природе и своей психике

Psychologies
Алена Михайлова: эффектные фото актрисы с внеземной внешностью из сериала «Чики» Алена Михайлова: эффектные фото актрисы с внеземной внешностью из сериала «Чики»

Лучшие снимки звезды сериала «Чики»

Playboy
Девочка с табличками Девочка с табличками

Как режиссер Натан Гроссман пытается рассказать историю Греты Тунберг

Weekend
Переквалифицироваться в управдомы: как бизнесу зарабатывать на ЖКХ Переквалифицироваться в управдомы: как бизнесу зарабатывать на ЖКХ

Почему инвесторам стоит присмотреться к рынку ЖКХ

Forbes
Раки, не лгите, Скорпионы, верьте интуиции: гороскоп на 5–11 октября Раки, не лгите, Скорпионы, верьте интуиции: гороскоп на 5–11 октября

Астрологический прогноз для всех знаков Зодиака на 5-11 октября

Cosmopolitan
Как 210 лет назад возник Октоберфест Как 210 лет назад возник Октоберфест

Краткая история самого большого народного гуляния в мире

Maxim
Почему секс оказался переоценен Почему секс оказался переоценен

Почему современные подростки гораздо позже вступают в сексуальные отношения

СНОБ
Почему люди нарушают правила Почему люди нарушают правила

История о тех, кто придумал запреты, и о тех, кто их не соблюдает

Psychologies
Эдипов комплекс: виноват ли он в наших сексуальных проблемах? Эдипов комплекс: виноват ли он в наших сексуальных проблемах?

Кому может навредить установка о подавлении запретных эротических импульсов

Psychologies
Смотреть нельзя развидеть: как определить норму в жизни и кино Смотреть нельзя развидеть: как определить норму в жизни и кино

Как мы стали слишком чувствительными и почему искусство не должно это терпеть

РБК
4 вида татуировок, которые считают позорными сами татуировщики 4 вида татуировок, которые считают позорными сами татуировщики

Сведи это немедленно!

Maxim
Почему самолеты стреляют прямо через пропеллер и не падают Почему самолеты стреляют прямо через пропеллер и не падают

Отвечаем на вопрос, который возникает в голове после пересмотра «Пёрл-Харбора»

Maxim
Эксперты рассказали, как стать счастливым с точки зрения науки Эксперты рассказали, как стать счастливым с точки зрения науки

Ученые разгадали секрет счастья

Популярная механика
Борщ, минет, психоанализ: почему на нас возлагают ответственность за мужчин Борщ, минет, психоанализ: почему на нас возлагают ответственность за мужчин

Общество, семья и культура делают мужчин несамостоятельными: как быть женщинам

Cosmopolitan
Из кино — в жизнь: 7 главных трендов мужской моды с комментариями экспертов по стилю Из кино — в жизнь: 7 главных трендов мужской моды с комментариями экспертов по стилю

Хочешь выглядеть максимально круто?

Playboy
Тихий будет злиться: что известно об экологической катастрофе на Камчатке Тихий будет злиться: что известно об экологической катастрофе на Камчатке

На Камчатке произошла экологическая катастрофа

Esquire
«Шведский комсомолец»: бесславный эпизод в истории военно-морского флота СССР «Шведский комсомолец»: бесславный эпизод в истории военно-морского флота СССР

Как СССР чуть не развязало войну со Швецией

Maxim
Тело рядышком лежит Тело рядышком лежит

Пригов окончательно превратился из нонконформиста в классика

Weekend
Не справляетесь с тревогой и стрессом? Заведите дневник Не справляетесь с тревогой и стрессом? Заведите дневник

Попробуйте перенести тревоги на бумагу, и увидите — этот способ работает

Psychologies
Оставаться на Земле: чему менеджеры могут научиться у космонавтов Оставаться на Земле: чему менеджеры могут научиться у космонавтов

Какие ценные уроки для карьеры менеджера можно привезти из космоса

Forbes
Татьяна Волосожар: «Мотивировать ребенка — задача тренера, а не родителя» Татьяна Волосожар: «Мотивировать ребенка — задача тренера, а не родителя»

Как привить детям любовь к спорту? Отвечает олимпийская чемпионка

Psychologies
Пост сдал, пост принял Пост сдал, пост принял

Какие плюсы и минусы есть у киборгизации?

GQ
Снотворное помогло мужчине с травмой головного мозга снова ходить и говорить. Но ненадолго Снотворное помогло мужчине с травмой головного мозга снова ходить и говорить. Но ненадолго

Редкий случай, когда снотворное выводит из комы

N+1
На своем месте На своем месте

В этом году в жизни Владимира Мединского большие перемены

GQ
Открыть в приложении