Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки
Шрифт:
Есть еще один совет, который может пригодиться, когда имеешь дело с вопросами Ферми. Число можно округлить до 3, в сутках может быть 25 часов, каждый взрослый весит около 65 килограммов, шар с диаметром D имеет примерно тот же объем, что и куб со стороной D, и так далее. Подобные округления и приближения могут оказаться довольно полезными, а иногда результаты прикидок даже взаимно компенсируются.
Получить ответ, настолько близкий к правильному, как 5,5 к 6,5, — это не просто счастливое совпадение. Используя подобную методику, можно получить число, которое ученые называют правильным порядком величины. Это означает, что ваш ответ будет отличаться от правильного не более чем на порядок. На первый взгляд не слишком многообещающий итог, и в обычной жизни от таких результатов действительно мало толку. Вам хочется знать размеры своей зарплаты, пенсии, свой вес и прогноз лечения гораздо точнее, но в науке порой хоть какой-нибудь ответ лучше, чем совсем никакого.
Ту же самую методику приблизительной оценки вы можете применить, если нужно ответить на вопросы типа «Сколько человек сейчас летит на самолетах над территорией США?» или «Какой длины сосиска получится из коровы средних размеров?», — ответ попадет все-таки в мишень, а не уйдет в молоко. (Кстати, заодно можете прикинуть, сколько обычных сосисок влезет в стандартный бидон для молока или сколько молочных бидонов потребуется, чтобы заполнить пассажирский самолет.)
Слово «шовинизм», часто употребляемое в сочетании «мужской шовинизм», — это убежденность, что мужчины в чем-то превосходят женщин. Однако подлинное значение этого слова — фанатичный патриотизм. Термин произошел от имени полумифического персонажа Николя Шовена, фигурировавшего в нескольких французских водевилях первой половины XIX века, — весьма националистически настроенного солдата, служившего в армии Наполеона Бонапарта.
Современный пример шовинизма, в котором на самом деле содержится зерно правды, я нашел в очерке, включенном в ливийский учебник английского языка, который написал некий Мухаммед А. Манна’. В очерке, пытающемся восстановить историческую справедливость, подчеркивается вклад арабских народов в развитие науки. Приведу отрывок из этого оригинального опуса под названием «Арабские ученые», сохранив все изобилующие в нем грамматические ошибки, ошибки в написании имен собственных, фактические ошибки и неточности, не говоря уже о построении фраз.
«К сожалению, западные писатели и в особенности ориенталисты редко уделяют внимание трудам арабских ученых.
Европейские авторы время от времини фабрикуют клеветнические истории с ложно трактуемыми фактами, касающимися способностей арабов принимать участия в любых выдающихся умениях благодаря знанию.
Чтобы пролить на происходящее свет истины, наш неукаснительный долг — рассказать о работе, проделанной арабскими учеными, и тем самым воспрепятствовать ложным обвинениям.
Нет никаких сомнений в том, что, пока Европа тонула во тьме невежества, а Америка и вовсе была неизвестна истории, арабы уже являли собой выдающуюся фигуру на сцене науки.
Европейцы так толком и не умели считать, пока Джабер Эль-Аш’били не изобрел в 1196 году Алгебру, которая и поныне носит его имя [70] .
В астрономии Ибн Эльхейтам Альбасари изменил ход истории, изобретя микроскоп, что придало астрономии практическую ценность. Очевидно, что англичанин Бикон изобрел современный микроскоп сразу после того, как прочитал книги Альбасари, в которых тот описывал космос как темную и вечную ночь, и только в окружающей планеты атмосфере присутствует свет — отраженный свет солнца.
В медицине арабские ученые были первыми, кто достиг высот в анатомии и хирургии, а также они играли заметную роль в разработке фармацевтических лекарств и излечении многих инфекционных заболеваний, таких, как оспа, корь, чесотка, дизентрия, дизурия, выкидыши, чума, холера и других; а также в диагностике всех видов патогенеза.
Пока европейцы практиковали шарлатанство как способ лечения пациентов, вводя их в заблуждение при помощи всяких трюков, и пока они верили, что болезни — это “зло”, вызванное природой, арабские ученые считали эту теорию ретроградской и не заслуживающей беспокойства, и они открыли “заразу”, которая представляет собой сообщение болезни при контакте со страдающим ей человеком, задолго до появления Луи Пастера.
Более того, арабские ученые были сведущи в Химии и осуществили процесс анализа в дополнение к их вкладу, касающемуся неорганической Химии, которая изучает минеральные субстанции, и органической Химии с ее животными и растительными субстанциями, и сделали шаг вперед, чтобы соединить Химию и изобразительные искусства, такие, как дубление кожи, окрашивание шерсти в разные цвета, лужение и косметические смеси.
Вдобавок к этим научным завоеваниям они — несмотря на то, что были кочевниками, — не пренебрегали и земледелием, про которое в книгах Закарии Аль’ашбейли ясно указывается на заметные арабские достижении в культивации почвы, будь то постьба, фермерское дело, возделывание земли или садоводство, в управлении землями, а также в изучении питания растений, ирригационных систем и удобств климата в отношении определенной почвы на конкретный период высаживания растений.
К концу X века арабские ученые изобрели материалы перегонки, исходное сырье для фильтрации и приготовления алкоголя и работу металлургии.
Ни один современный ученый не дерзнет отрицать, что слова “алкоголь”, “аламбик” [71] и поташ и по сей день сохраняют арабское происхождение.
Музыка долгое время была предметом насмешек, но десять столетий назад она расцвела, когда Эль-Фараби сочинил первую музыкальную ноту, под каковую симфонию испанские тинейджеры танцуют до сих пор.
Не было совсем никакой географии, пока Эль-Идрисси не нарисовал первую карту мира, отобразив физические качества земной поверхности и распределение суши и воды; континенты и океаны. Христофор Колумб, известный мореплаватель, открыл Вест-Индию пять столетий назад, сразу после того как он ознакомился с картами Эль-Идрисси, на которые он полагался во время своих странствий.
Арабы основали фабрики по производству железа и стали; оружие и боеприпасы; стекло и хрусталь; сыра-мятни и фабрики текстиля и шелка, прядение шерсти, хлопка и льна на Иберийском полуострове.
Кроме того, Абдуррахман Эль-Бадр первым изобрел литографию и книгопечатание за восемь веков до появления на свет немца Гуттенберга.
Вдобавок ко всему арабские ученые продемонстрировали большую склонность к геометрии, метафизике и философии. Мухиддин Эль-Араби и Эль-Маарри оставили великое литерарное наследие, из которого современные философы слишком часто выхватывают цитаты. И нельзя упускать, что “Описание Рая” итальянца Данте Аллегьери есть не что иное, как цитата из “Рисалат Эль-Гуфран” Эль-Маарри [72] .
Ибн Халдун написал свои священнические и социологические книги задолго до того, как появились на свет британцы Сэмюэл, Шекспир и Бекон, француз Декарт и немец Артур Шопенгауэр.
Очевидно, что пока другие нации жили в пещерах и хижинах, арабские архитектуры, ценившие красоту во всех ее формах, возводили и украшали дворцы, здания и мечети по всей Южной Европе и Африке на всем протяжении до Дальнего Востока.
Ориенталисты использовали несколько писаний по Химии и механизму из книг Ибн Сины (Авеценна), Эль-Газали, Ибн Эрруми, Эррази и других. Но эти ориенталисты не только присвоили работы, писания, изобретения и идеи, а также теории арабских ученых, скопировав их, чтобы заполучить в свою собственность, они даже отрицают существование истинных составителей.
Очень трудно собрать все работы арабских ученых в укороченной статье, ведь на это потребовалось бы много томов.
Не столь важно помпезно демонстрировать великие работы наших прародителей, но в силу того, что некоторые ориенталисты и экстремистские элементы, финансируемые сионистами, противоправно используют их перме-ментные, безграничные и беспочвенные аспекты, важно со всей неизбежностью сводить на нет фальшивые обвинения, выдвигаемые без доказательств, а с другой стороны, являть миру работы тех гениальных ученых, которые проложили путь Цивилизации XX столетия».
70
Вообще говоря, слово «алгебра» произошла от названия труда великого хорезмийского математика, астронома и географа Мухаммеда ибн Мусы Хорезми (ок. 783 — ок. 850) «Книга о восполнении и противопоставлении» («Ал-китаб ал мух-тасар фи хисаб ал-джабр ва-л-му-кабала»). Кстати, от латинизированной формы имени этого ученого произошло и слово «алгоритм». Что имел в виду в данном случае автор приводимого отрывка, остается неясным. В дальнейшем все неточности и ошибки Мухаммеда А. Манна’ комментироваться не будут. (Прим. ред.).
71
Перегонный куб. ( Прим. перев.).
72
Здесь комментарий все же необходим. Аль-Маарри (Абу-ль-Ала Ахмед ибн Абдулла ибн Сулейман ат-Танухи) (973-1057/1058) — арабский поэт, философ и филолог. Родился в семье филолога в сирийском городе Мааррат Ан-Нуман. Потерял зрение на четвертом году жизни, что не помешало ему получить отличное образование и написать большое количество сочинений на самые разные темы. Его произведение «Послание о помиловании» («Рисалят-аль-Гуфран», 1033) — остроумная и лукавая фантастическая пародия (в духе Лукиана) на традиционные мусульманские описания загробной жизни. Ни для кого не секрет, что Данте, владевший арабским языком, читал эту работу и в каком-то смысле вдохновился ею. ( Прим. ред.).
В тяжелые минуты мне, как англичанину арабского происхождения (моя фамилия как раз происходит от ремесла «окрашивания шерсти в разные цвета»), доставляет огромное удовольствие перечитывать «Арабских ученых», желательно с бокалом алкоголя и первой музыкальной нотой, сочиненной Эль-Фараби, звучащей из музыкального центра. И тем не менее при всей своей местами (sic!) непробиваемости, неосознанном юморе, грубых ошибках и при всем своем сомнительном владении английским языком господин Манна’ упомянул целый ряд философов и ученых, по большинству незнакомых западному читателю, которые совершили важные и зачастую фундаментальные открытия, во многом заложившие основы современной науки. Вот только как это Манна’ избежал соблазна и не указал, что Данте, возможно, на самом деле звали Данте Али Гиерри?..
А вот это очень интересный вопрос, и не потому, что он представляет интерес сам по себе, а потому, что порождает массу глупых ответов. Даже я сам придумал их немало. Вот некоторые выдержки из моих попыток объяснить это обстоятельство:
«Давайте начнем с одного простого факта — у зеркала нет предпочтений, что именно отражать…»
«Как выяснилось, лево и право — не абсолютные понятия, в отличие от верха и низа. К примеру, у пирамиды нет ни левой, ни правой стороны, хотя есть верх и низ…»
«Понятия “лево” и “право” не так легко объяснить, и, если бы вам нужно было растолковать марсианину, что вы имеете в виду, вам пришлось бы туго…»
«…потому что обычно вы располагаете зеркало вертикально. Если вы положите его на пол, оно прекрасным образом поменяет местами верх и низ…»
«Представьте себе, что в мире не существует силы тяжести. Тогда мы встречали бы людей, повернутых на 180 градусов относительно оси х (где х — ось, проходящая слева направо, прямо через их правый и левый бока). То есть ноги у них были бы там, где у нас голова, а голова там, где у нас ноги…»
Теперь, когда я знаю настоящий ответ (см. ниже) — во всяком случае, сейчас он представляется мне единственно верным, — эти более ранние попытки кажутся мне движением на ощупь в нужном направлении, однако так и не приводящим к месту назначения.
Английский эволюционист и популяризатор науки Ричард Докинз (р. 1941) обнаружил практическую полезность этого вопроса — поставленная таким образом задача заставляла абитуриентов, поступавших в университет, разговориться.
«Много лет, работая преподавателем колледжа в Оксфорде, — пишет Докинз, — я оценивал интеллект абитуриентов и их способности к рассуждению. В ходе собеседования я просил молодых людей поразмышлять вслух над загадкой: почему отражение в зеркале перевернуто слева направо, но не снизу вверх? Это провокационная задачка, которую трудно отнести к какой-либо конкретной академической дисциплине. К чему в большей степени относится этот вопрос — к психологии, физике, философии, геометрии или тут просто нужен здравый смысл? Я не ожидал от абитуриентов, чтобы они непременно “знали правильный ответ”. Мне просто хотелось послушать, как они думают вслух, посмотреть, пробуждает ли в них этот вопрос живой интерес, разжигает ли любопытство. Если да, то, возможно, их будет приятно учить» [73] .
73
Richard Dawkins, Ed, The Oxford Book of Modern Science Writing, Oxford University Press, Oxford, 2008. (Прим. авт.).
Что ж, профессор Докинз, давайте посмотрим, было бы вам интересно учить меня.
Прежде всего мне хотелось бы ненадолго отвлечься от зеркала — оно только все запутывает. Есть еще один похожий вопрос: почему правая перчатка, если вывернуть ее наизнанку, прекрасно садится на левую руку, а вот вывернутая наизнанку шляпа почему-то не превращается в пару ботинок? В математике трансформация того, что находится слева, в то, что находится справа, называется отображением (не важно, участвует в процессе зеркало или нет). Во время этого процесса многие свойства не меняются — цвет перчатки, длина пальцев, угол между линиями рисунка на ткани и прочее. Все такого рода характеристики — длина, угол, рисунок, предназначенность для той или иной руки — это свойства перчатки, некоторые из них подвержены математическому процессу отображения, а другие нет. Но в перчатке нигде нет фиксированного верха или низа. Если рука поднята, пальцы перчатки могут быть направлены вверх, а раструб вниз. В космосе, в ста световых годах от Земли, это по-прежнему будет правая перчатка, но верха у нее не будет вообще, эта категория применима только к объектам, находящимся на Земле.
Таким образом, понятия «право» и «лево» в названии этой главы существенно отличаются от понятий «верх» и «низ». Мы скорее имеем в виду «голову» и «ноги» и удивляемся, почему они тоже не меняются местами, как право и лево.
Но если задуматься, мы определяем наши «право» и «лево» относительно головы и ног. Если вы представите себе движение по часовой стрелке вокруг вашего тела, то правая сторона попадется на пути первой: голова, правая сторона, ноги, левая сторона, голова. Однако если бы в мире не существовало силы тяготения, мы могли бы ориентироваться в пространстве, назначив одну руку левой, а другую правой, и тогда положение в пространстве верхней части тела, включая голову, квалифицировалось бы в зависимости от положения рук. Вы можете определить верхнюю часть тела — ту, где располагается ваша голова, — как первое, что попадется вам, если представить себе движение по часовой стрелке, начиная от левой руки. В этом случае человек, глядящий в зеркало, обнаружит, что та, часть тела, которая должна быть верхней, или головой, то есть первая часть тела, встречающаяся при движении по часовой стрелке от левой руки, будет обута в ботинки. И тогда этот человек спросит: «Почему зеркало меняет местами верх и низ, но не меняет лево и право?»
Итак, ответом на вопрос в заголовке служит другой вопрос: «А почему оно должно?»
Теперь, узнав это, я чувствую себя спокойнее.
Два француза — давайте назовем их Бувар и Пекюше [74] — стоят на двух холмах. На одном холме находится осажденный город, а на другом, расположенном примерно в 6 лигах (30 километров), — возможное средство спасения. У каждого из французов есть поблизости небольшая пушка, а в руке маятник. Человек из осажденного города, Бувар, стреляет из пушки; Пекюше, стоя на другом холме, стреляет в ответ и начинает раскачивать маятник. Услышав выстрел пушки Пекюше, Бувар перестает удерживать свой маятник, и тот начинает раскачиваться. После некоторого количества колебаний — допустим, двенадцати — Бувар снова палит из пушки. Услышав залп, Пекюше перестает считать колебания своего маятника и раскрывает маленькую книжицу. Это список слов и фраз, стоящих напротив определенных чисел. Числу 12 соответствует фраза: «Мне нужна еда». Пекюше велит своему слуге собрать караван мулов, нагруженных багетами, связками лука и quiches Lorraine [75] ,и направить его в осажденный город. Несколько часов спустя Бувар снова палит из пушки, маятник успевает качнуться 23 раза, Пекюше заглядывает в книжицу и видит, что 23 означает: «Merci beaucoup» [76] . Жители осажденного города спасены от голодной смерти.
74
«Бювар и Пекюше» (1881) — название последнего, незаконченного романа Гюстава Флобера (1821–1880). (Прим. ред.).
75
Лотарингскими пирогами (фр.) (Прим. ред.).
76
Большое спасибо (фр.). (Прим. перев.).