Лауреат Нобелевской премии Эрнест Резерфорд однажды сказал: «Вся наука является или физикой, или коллекционированием марок», — правда, по иронии судьбы Резерфорд получил премию по химии, а не по физике.
Физики, возможно, не самые скромные люди, но вот что у них действительно хорошо получается, так это придумывать названия для своих идей. Предлагаем вам прочитать несколько теорий физики с наиболее звучными названиями.
1. Оствальдовское созревание
Представьте себе поверхность, на которой есть конденсат, — скажем, закрытую бутылку с водой. Во-первых, конденсат — это большое количество крошечных капелек воды, но если вы оставите эту бутылку воды на некоторое время, не подвергая никаким воздействиям, то заметите, что капельки на поверхности будут становиться со временем всё крупнее и крупнее. Физики называют это явление оствальдовским созреванием.
Основная причина явления в том, что крупные капли более «энергетически выгодны», чем маленькие. Дело в том, что частицы на поверхности капель менее стабильны, чем в середине, а у маленьких капель большая часть молекул приходится как раз на поверхность. Для того чтобы стать более стабильными, самые маленькие капли сливаются, образуя большие. Так что если вы оставите бутылку с водой надолго, то увидите, как эти крошечные капельки «вырастут».
Даже если у вас нет времени, чтобы пронаблюдать оствальдовское созревание на примере бутылки с водой, тот же эффект можно увидеть, оставив надолго в холодильнике мороженое: оно в итоге превратится в хрустящую ледяную глыбу — кристаллики мороженого объединятся.
2. Вихревая дорожка Кармана
В механике жидкостей физики смотрят на поток жидкости через пространство и паттерны. Одна из наиболее красивых подобных моделей — последовательность водоворотов и завихрений вроде тех, которые оставляет за собой движущаяся лодка. Когда лодка перемещается по воде, она «делит» воду на две части. А когда вода позади лодки снова сливается, при этом создаются чередующиеся завихрения, известные как вихревая дорожка Кармана.
Это явление можно проиллюстрировать и другими примерами. Высокие здания, дымоходы и перископы подводных лодок, например, вынуждены иметь дело с ветром. Поскольку ветер дует прямо на них, его сила может заставить эти объекты сильно вибрировать, поэтому антенны и перископы снабжены перьями, чтобы уменьшить возникающие ветряные вихри.
Воздействию вихревых дорожек подвергаются не только относительно крупные объекты. Насекомые, когда бьют крыльями, тоже создают крошечные вихри в воздухе. Но вместо того, чтобы сопротивляться им, насекомые используют свои крылья так, чтобы создаваемые вихри позволяли им держаться в воздухе.
3. Тахионный антителефон
Хотите отправить сообщения в прошлое? Нет проблем! Просто воспользуйтесь своим тахионным антителефоном. Идея отправки сообщений обратно во времени появилась в физике ещё в 1907-м году, когда Альберт Эйнштейн высказал теорию о том, что если превысить скорость света, то можно передать сообщение в прошлое. Правда, Эйнштейн не называл это тахионным антителефоном — название придумал Грегори Бенфорд в 1970-м году. Этот парадокс Бенфорд описал так:
«Предположим, Алиса и Боб заключили соглашение: Алиса отправит Бобу сообщение в 3:00, если и только если она не получит от него сообщения в 1:00. После получения сообщения от Алисы в 2:00 Боб немедленно отправляет Алисе сообщение в прошлое, чтобы она получила его в 1:00. Но второй обмен сообщениями будет иметь место, если и только если первый обмен не состоится».
Для работы тахионному антителефону требуется нечто под названием тахионные частицы, которых не существует даже в теории, не говоря уже о практике.
4. Теорема о причёсывании ежа
Вы никогда не пробовали причесать ежа? Или, скажем, кокос? Любой физик скажет вам, что у вас ничего не выйдет. На самом деле речь здесь идёт о топологии.
Если у вас есть шар, покрытый волосками одинаковой длины, нет никакого способа причесать их так, чтобы они равномерно плашмя легли на поверхность шара. Для примера возьмём человеческую голову с короткими волосами, подстриженными «ёжиком»: если вы попытаетесь их расчесать, то начнёте наверняка с чёлки, и в этом месте всегда будет оставаться небольшая «залысина».
Это явление используется во многих областях — от циклонов до компьютерной графики, а нанотехнологи используют теорему для создания крошечных шаров с золотистыми волосками, прилипающими друг к другу. Кстати, ветер, который в данном случае можно описать как гигантскую расчёску, будет иметь тот же эффект: на планете всегда останется одно место, где ветра не будет — именно оттуда ветер начал движение.
5. Грандиозная теорема
Речь идёт об одной теореме, которая, как следует из названия, в буквальном смысле грандиозна. Также известная как классификация простых конечных групп, грандиозная теорема была исследована сотней математиков, опубликована в сотнях журнальных статей на 15-ти тыс страницах, и в итоге было установлено, что это крупнейшее из известных математических доказательств.
Суть в том, что каждая конечная простая группа номеров принадлежит к одной из четырёх категорий: циклической, переменной, простой группе Ли или спорадической. Исследования этих четырёх групп начались все еще в 1832-м году, а закончились только в 2004-м году. Вероятно, в мире есть всего несколько математиков, понимающих доказательство полностью, и до конца непонятно, что полезного из этого можно извлечь. Ну, кроме мирового рекорда, разумеется.
