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

Феномен массовых убийств: кто на такое способен? Феномен массовых убийств: кто на такое способен?

Что может привести к массовым убийствам и способны ли мы их предупредить?

Psychologies
Вторые роды легче или тяжелее первых? Вторые роды легче или тяжелее первых?

Правда ли, что вторые роды проходят проще и быстрее, чем первые

9 месяцев
Звуки страха — фрукты и овощи за кадром ужастиков Звуки страха — фрукты и овощи за кадром ужастиков

Для создания страшных звуков в фильмах ужасов используются лук и помидоры

Популярная механика
Простые карточные фокусы: 9 трюков для начинающих волшебников Простые карточные фокусы: 9 трюков для начинающих волшебников

Подборка самых легких для освоения карточных трюков

Playboy
Идеальная пятёрка для домашнего тренинга Идеальная пятёрка для домашнего тренинга

Топ-5 предметов, которые помогут поддерживать форму дома

Худеем правильно
Ана де Армас. Девушка Бонда с фигурой Монро Ана де Армас. Девушка Бонда с фигурой Монро

Сегодня Ана де Армас — одна из самых востребованных голливудских актрис

Караван историй
Карикатура вместо притчи: каким получился четвертый сезон «Фарго» про войну итальянских и темнокожих гангстеров Карикатура вместо притчи: каким получился четвертый сезон «Фарго» про войну итальянских и темнокожих гангстеров

Рецензия на четвертый сезон сериала «Фарго»

Esquire
Трагическое наследство Трагическое наследство

Как Катерина Босов оказалась втянутой в борьбу за активы мужа

Forbes
Нуарный Петербург и хипстерский сыщик. Стоит ли смотреть очередной фильм про Шерлока и его приключениях в России Нуарный Петербург и хипстерский сыщик. Стоит ли смотреть очередной фильм про Шерлока и его приключениях в России

Зачем смотреть новую версию классического детектива с Максимом Матвеевым

Forbes
65 лет взрыву советского линкора «Новороссийск», в котором погибли 829 человек 65 лет взрыву советского линкора «Новороссийск», в котором погибли 829 человек

Одна из крупнейших морских катастроф XX века

Maxim
«Я поняла и простила мать, но перестала с ней общаться» «Я поняла и простила мать, но перестала с ней общаться»

Нужно ли стремиться к сохранению связи с самым близким по рождению человеком?

Psychologies
Необычные цвета и обманчиво простые костюмы: как Вигго Мортенсену удается выглядеть по-хорошему расслабленно на красных дорожках Необычные цвета и обманчиво простые костюмы: как Вигго Мортенсену удается выглядеть по-хорошему расслабленно на красных дорожках

Лайфхаки от Вигго Мортенсена: как всегда выглядеть круто

Esquire
Александр Поломодов: Как инвестировать в цифровой маркетинг и работать с данными Александр Поломодов: Как инвестировать в цифровой маркетинг и работать с данными

Какую роль играет руководитель в сфере маркетинга

СНОБ
«Спаси себя сам!» – фильм о диджитал-детоксе как оружии против инопланетного вторжения «Спаси себя сам!» – фильм о диджитал-детоксе как оружии против инопланетного вторжения

«Спаси себя сам!» – фильма о хипстерах, которые пропустили вторжение инопланетян

GQ
Между нами тает лед Между нами тает лед

Ключ к жизни и смерти на Земле лежит через антарктическое озеро Восток

GQ
Как стать космонавтом: пошаговая инструкция Как стать космонавтом: пошаговая инструкция

Как стать космонавтом? Статья с подробной инструкцией

Популярная механика
10 лучших японских компьютерных игр 10 лучших японских компьютерных игр

Лучшие японские видеоигры с локализацией хотя бы на английский

Maxim
Билл Мюррей объясняет, почему мужчины так часто изменяют Билл Мюррей объясняет, почему мужчины так часто изменяют

Новый фильм Софии Копполы — трогательная история одной семьи

GQ
Ученые испытали надежный сверхпроводящий кабель Ученые испытали надежный сверхпроводящий кабель

Новые границы использования сверхпроводящих кабелей

N+1
За что нас не любят и почему это не наши проблемы За что нас не любят и почему это не наши проблемы

Узнавать, что кому-то не нравишься, всегда неприятно

Psychologies
В Москву! В Москву!

Респектабельный интерьер в стиле софт-минимализм

SALON-Interior
Технический специалист Volvo: «Причина 94% аварий — человеческий фактор» Технический специалист Volvo: «Причина 94% аварий — человеческий фактор»

О чем должны помнить водители и особенно родители детей за рулем?

РБК
«Лейкоз — это дикий зверь»: координатор волонтеров Ольга Егорова о своей работе «Лейкоз — это дикий зверь»: координатор волонтеров Ольга Егорова о своей работе

«Если вы встретите медведя, не пытайтесь убежать – это бесполезно»

Cosmopolitan
Железные леди. Как IT-компании и интернет-технологии становятся социальным лифтом для женщин Железные леди. Как IT-компании и интернет-технологии становятся социальным лифтом для женщин

Forbes Woman поговорил с женщинами, сделавшими карьеру в IT

Forbes
Звук тишины Звук тишины

Шесть простых стратегий для успокоения ума

Yoga Journal
Микроволновка помогла получить водород из пластиковых отходов Микроволновка помогла получить водород из пластиковых отходов

Микроволновка поможет в уничтожении отходов

N+1
Почему Microsoft избежала антимонопольных разбирательств, а Google, Apple, Amazon и Facebook — нет Почему Microsoft избежала антимонопольных разбирательств, а Google, Apple, Amazon и Facebook — нет

Microsoft научилась работать с властями после проигранного дела в начале 2000-х

VC.RU
Сезонное предложение Сезонное предложение

Осенняя диета, которая поможет сбросить до 2 кг лишнего веса за пару дней

Добрые советы
Сержант, обыщите меня! Макконахи, Духовны и еще 5 горячих детективов из сериалов Сержант, обыщите меня! Макконахи, Духовны и еще 5 горячих детективов из сериалов

Лучшие детективные сериалы с напряженным сюжетом и парнями в форме и костюмах

Cosmopolitan
Гарри Нуриев Гарри Нуриев

Социально ответственный дизайн, локальность, экологичность и апсайклинг

Собака.ru
Открыть в приложении