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
7 самых необычных вещей, найденных на дне озер (некоторые из них пугают) 7 самых необычных вещей, найденных на дне озер (некоторые из них пугают)

От таких находок захватывает дух!

Playboy
Краткая история торговых войн США в восьми главах Краткая история торговых войн США в восьми главах

Истории о том, как США вступали в экономические прения с разными государствами

Maxim
Пицца, сгущенка и картофель фри: что на самом деле едят модели Пицца, сгущенка и картофель фри: что на самом деле едят модели

Модели делятся секретами стройной фигуры, которые не исключают любимых блюд

РБК
Гид по мужским пальто: чем отличаются и как называются разные модели Гид по мужским пальто: чем отличаются и как называются разные модели

Разбираемся в многообразии видов пальто и выбираем модель, подходящую именно вам

Esquire
В главных гендерных ролях В главных гендерных ролях

Зинаида Пронченко под хруст чурчхелы размышляет о судьбе русского кино

GQ
Голштинских коров осветлили с помощью генного редактирования Голштинских коров осветлили с помощью генного редактирования

Ученые изменили окраску коров - это поможет им приспособиться к жаркой погоде

N+1
Символ экономического успеха Кореи: история Lotte, которая делает Choco Pie, владеет отелями и развивает нефтехимию Символ экономического успеха Кореи: история Lotte, которая делает Choco Pie, владеет отелями и развивает нефтехимию

Он мечтал стать писателем, но создал крупнейший конгломерат Южной Кореи

VC.RU
Тратить все твои деньги вместе Тратить все твои деньги вместе

Научиться говорить с партнером о финансах, чтобы поддержать отношения

Psychologies
Парадоксы аскорбинки Парадоксы аскорбинки

Стоит ли принимать витамин С в таблетках?

Здоровье
Отстаньте от себя в постели: секрет женского оргазма Отстаньте от себя в постели: секрет женского оргазма

Считается, что современная женщина обязана испытывать оргазм

Psychologies
Источники питания Источники питания

Лучшие локации для отдыха и лечения на курортах Кавказских Минеральных Вод

Добрые советы
Ученые подтвердили естественное происхождение алмазов на небольшой глубине Ученые подтвердили естественное происхождение алмазов на небольшой глубине

Наноалмазы внутри офиолитов имеют естественное, антропогенное происхождение

N+1
Геннадий Смирнов. Обаятельный негодяй Геннадий Смирнов. Обаятельный негодяй

Геннадий Смирнов выбрал актерскую профессию в раннем детстве

Караван историй
«Ты что, издеваешься надо мной?» «Ты что, издеваешься надо мной?»

Отрывок из книги воспоминаний Деми Мур «Наизнанку»

Glamour
Остановись, старение! Остановись, старение!

7 мифов об активном долголетии

Добрые советы
Для него и для неё Для него и для неё

Статусный интерьер с мужским характером

SALON-Interior
Дети алкоголиков: как избавиться от комплекса неполноценности? Дети алкоголиков: как избавиться от комплекса неполноценности?

Дети алкоголиков не умеют по-настоящему ценить себя

Psychologies
Стриминги и песни-мемы: как (и почему) изменилась музыка за последние 10 лет Стриминги и песни-мемы: как (и почему) изменилась музыка за последние 10 лет

Какие новые механизмы продвижения и жанры в музыке подарила нам последняя декада

Esquire
Достигнута сверхпроводимость при комнатной температуре: скоро ли человечеству ждать летающие поезда Достигнута сверхпроводимость при комнатной температуре: скоро ли человечеству ждать летающие поезда

Скоро ли стоит ждать переворота в технологиях?

Forbes
«Самый популярный мальчик на земле»: как 18-летний сирота из Оренбурга стал звездой TikTok и зарабатывает 2 млн рублей в месяц «Самый популярный мальчик на земле»: как 18-летний сирота из Оренбурга стал звездой TikTok и зарабатывает 2 млн рублей в месяц

Год назад Даня Милохин работал официантом в анапском кафе и мечтал о Москве

Forbes
Таяние льдов за 10 тысяч лет повысит среднюю температуру на планете на 0,43 градуса Цельсия Таяние льдов за 10 тысяч лет повысит среднюю температуру на планете на 0,43 градуса Цельсия

Через 10 тысяч лет Землю ждет дополнительное потепление на 0,43 градуса Цельсия

N+1
После Черной смерти эпидемии чумы стали ускоряться После Черной смерти эпидемии чумы стали ускоряться

Чума так быстро распространялась по Европе благодаря зараженным блохам

N+1
Как прихожане добиваются открытия православных храмов в Венесуэле Как прихожане добиваются открытия православных храмов в Венесуэле

Кто построил православные церкви в стране Уго Чавеса

СНОБ
Измениться в лице Измениться в лице

Список действительно эффективных омолаживающих процедур

Лиза
Динамит, костный мозг и еще 10 необычных косметических ингредиентов Динамит, костный мозг и еще 10 необычных косметических ингредиентов

Эти составляющие кремов и сывороток выглядят о-о-очень странно, но они работают!

Cosmopolitan
Без возрастных ограничений Без возрастных ограничений

Декоратор Натела Манкаева сделала интерьер, отвечающий вкусам двух поколений

AD
Найти себя Найти себя

Как найти свое призвание и поменять жизнь после 50 лет

Добрые советы
Пять опор крепкого иммунитета Пять опор крепкого иммунитета

Можно ли «прокачать», усилить и простимулировать иммунитет?

Yoga Journal
Ледяные вершины Плутона образовались из-за высотной разницы в количестве метана Ледяные вершины Плутона образовались из-за высотной разницы в количестве метана

Механизм образования ледников на Плутоне в корне отличен от земного

N+1
Открыть в приложении