Электронная библиотека » Бен Орлин » » онлайн чтение - страница 5


  • Текст добавлен: 27 декабря 2020, 09:09


Автор книги: Бен Орлин


Жанр: Прочая образовательная литература, Наука и Образование


сообщить о неприемлемом содержимом

Текущая страница: 5 (всего у книги 18 страниц) [доступный отрывок для чтения: 6 страниц]

Шрифт:
- 100% +
Глава 8
Квадратно-кубические басни
ПРОСТЫЕ СКАЗКИ О МАТЕМАТИЧЕСКОМ МАСШТАБИРОВАНИИ

У басен много общего с математикой. И те и другие пришли из пыльных, изъеденных молью книг. Их навязывают детям. И они пытаются объяснить мир с помощью радикальных упрощений.

Если вы хотите познакомиться со всей причудливостью и сложностью жизни, оглядитесь вокруг. Поговорите с биологом, или художником-реалистом, или с кем-нибудь, кто собирает документы для уплаты налогов. Баснописцы и математики скорее сродни карикатуристам. Педалируя одни черты и пренебрегая всеми остальными, они помогают объяснить, почему наш мир таков, каков он есть.

Эта глава – небольшое собрание математических басен. Они показывают, как разные области, от кулинарии до биологии и финансирования искусства, подчиняются законам геометрии. В основе этих басен лежит одна основная идея, мораль настолько простая, что даже Эзоп не проговаривал ее вслух: размер имеет значение[65]65
  Когда я работал над этой главой, мой коллега и образец для подражания Ричард Бриджес указал мне на прекрасное изложение тех же идей в эссе 90-летней давности. Я многое позаимствовал оттуда: J. B. S. Haldane, “On Being the Right Size,” март 1926, https://irl.cs.ucla.edu/papers/right-size.pdf.


[Закрыть]
.

Большая статуя – не просто увеличенная версия маленькой статуи. Это совершенно иной объект.

1. Почему шоколадные торты лучше печь в больших формах

Мы с вами любим печь торты. Мы с гордостью месим тесто, чтобы осчастливить человечество шоколадным чудом. Духовка уже нагревается, но когда мы открываем кухонный шкаф, то неожиданно обнаруживаем, что наша форма для выпечки в два раза длиннее и шире, чем указано в рецепте из поваренной книги[66]66
  Я пренебрегаю высотой, потому что при готовке шоколадных тортов вы никогда не заполняете форму тестом доверху.


[Закрыть]
.



Что же нам делать?

Для того чтобы заполнить эту удвоенную форму для выпечки, у нас есть искушение взять в два раза больше ингредиентов. Но на самом деле это полумера. Посмотрите внимательнее, и вы поймете: нам необходимо учетверить количество ингредиентов.

С какой стати? Но ведь у формы два измерения: длина и ширина. Удваивая длину, мы удваиваем площадь формы. Удваивая ширину, мы снова удваиваем площадь. Таким образом, площадь удваивается дважды. Иными словами, умножается на 4.

Так происходит всякий раз, когда вы увеличиваете прямоугольник. Утраиваете стороны? Площадь возрастает в девять раз. Упятеряете стороны? Площадь возрастает в 25 раз. Умножаете стороны на девять тыщмиллионов? Площадь увеличивается в 81 тыщмиллионов тыщмиллионов раз.

Или, говоря точнее: увеличивая стороны в r раз, вы увеличиваете площадь в раз.

Так происходит не только с прямоугольниками. Тот же принцип работает для всех двумерных фигур: трапеций, треугольников, кругов и других емкостей, в которые вы укладываете заветное шоколадное тесто. Когда стороны увеличиваются, площадь увеличивается существенно больше.



Вернемся на кухню. Мы уже смешали вчетверо большее количество ингредиентов, когда на дальней полке обнаруживаются формы, которые мы искали все это время. Мы осыпаем друг друга упреками, но потом смеемся: кому охота пререкаться, когда скоро будет готово шоколадное великолепие?

Теперь перед нами встает выбор: готовить торт в одной большой форме или в четырех поменьше?

Это басня, поэтому мы пренебрегаем деталями. Забудьте о температуре, времени приготовления, теплопередаче и предстоящем мытье посуды. Сосредоточьтесь на одном параметре: размерах форм для выпечки.



Если форма для тортов стала больше, ее периметр (одномерная величина) увеличился. Но ее площадь (двумерная величина) увеличилась еще больше. Это означает, что у четырех форм поменьше общий периметр будет больше, хотя их площадь равна площади большой формы.

У маленьких форм на единицу периметра приходится меньше площади, а у большой формы – больше.

Как я ни пытаюсь, я не могу представить себе людей, которые любят обгорелые боковушки торта. Кто променяет шоколадное чудо на пытку для зубов, хрустящее недоразумение? Мне легче представить, что они предпочитают кости вместо мяса, сухари вместо крекеров, побочные эффекты вместо обезболивающего. Этим людям нет ни объяснения, ни оправдания. Берите большую форму или расходитесь по домам.

2. Почему честолюбивый скульптор разорился

Около 2300 лет назад жители греческого острова Родос отразили нападение Александра Македонского[67]67
  Плиний Старший пишет, что Колосс Родосский был построен после победы над Деметрием I Македонским, внучатым племянником Александра Великого (см. «Естественная история», XXXIV, 41). – Прим. пер.


[Закрыть]
. В порыве самовосхваления они поручили местному скульптору Харесу построить грандиозную триумфальную статую[68]68
  Я узнал эту историю из книги Kitty Ferguson, Pythagoras: His Lives and the Legacy of a Rational Universe (London: Icon Books, 2010). Как и многие басни, она, скорее всего, носит апокрифический характер.


[Закрыть]
. По легенде, вначале Харес планировал построить 15-метровую бронзовую скульптуру.

– А не сделать ли нам статую побольше? – сказали родосцы. – Знаешь что – удвоим высоту! Сколько это будет стоить?

– В два раза дороже, конечно, – сказал Харес.

– По рукам! – сказали родосцы.

В ходе строительства Харес увидел, что его средства иссякают. Материальные издержки ошеломили его; они намного превышали отпущенный бюджет. Впереди маячило банкротство. Говорят, что Харес расстался с жизнью, чтобы избежать финансового краха, и не увидел, как был завершен его шедевр. Но, возможно, перед тем как умереть, он осознал свою ошибку.

Он постеснялся взвинтить цену.



Для того чтобы понять, почему это так, забудьте все детали. Не обращайте внимания на рынок труда для греческих строителей или оптовые цены на бронзу. Черт возьми, забудьте даже об искусстве: представьте, что Харес просто строит исполинский бронзовый куб. Мы должны сосредоточиться на одном всепоглощающем вопросе: на размерах.

Что происходит, когда вы удваиваете размеры трехмерной геометрической фигуры?

Хорошо, вы удвоили длину; объем вырос в два раза. Вы удвоили ширину, и объем снова вырос в два раза. И вы удвоили высоту, удвоив объем в третий раз. Это тройной дубль, хотя не такой, как у Рассела Уэстбрука[69]69
  Американский баскетболист. – Прим. пер.


[Закрыть]
: в данном случае тройное удвоение означает умножение на 8.

Результат настолько же ясен, насколько поразителен: объем растет с огромной скоростью.

Утраиваем стороны куба? Объем вырастает в 27 раз. Умножаем стороны на 10? Объем абсурдным образом увеличивается в 1000 раз. И то, что верно для кубов, верно для всех трехмерных геометрических фигур: пирамид, шаров, призм и (к несчастью для Хареса) роскошных статуй бога солнца Гелиоса. В точных терминах: умножьте длины сторон на r, и объем вырастет в раз.

Если бы Харес создавал одномерное произведение искусства (Колоссальную Родосскую Струну), эстетика, возможно, пострадала бы, но его ценовая политика отлично бы сработала: удваивая длину, необходимо взять в два раза больше бронзы. Или, предположим, ему было бы поручено создать двумерную картину (Колоссальный Родосский Портрет). Цена по-прежнему осталась бы заниженной, но все же не настолько: удваивая стороны холста, мы учетверяем его площадь, поэтому требуется в четыре раза больше краски. Увы, Харес имел несчастье работать во всех трех измерениях. Удвоение высоты статуи означало, что понадобится в восемь раз больше бронзы.



Когда длины сторон растут, площадь растет гораздо быстрее, а объем – еще быстрее. Колосс Родосский – одно из чудес древнего мира – обрек своего творца на муки по той простой причине, что был трехмерным[70]70
  Джон Коуэн (я благодарю его за сверку фактов в этой главе и за то, что он никогда не кичится и не подавляет своей эрудированностью) добавил один штрих: «На самом деле Колосс Родосский, как и статуя Свободы, был полым: бронзовые пластины и железные арматурные прутья. Следовательно, при увеличении высоты в n раз цена вырастала всего лишь в n² раз». Все равно чересчур для бедняги Хареса.


[Закрыть]
.


3. Почему не существует великанов?

Кинг-Конг, горилла размером с трехэтажный дом. Поль Баньян[71]71
  Персонаж канадского фольклора. – Прим. пер.


[Закрыть]
, лесоруб, который мог перешагивать озера. Шакил О’Нил, легендарный баскетболист ростом 213 см и весом 147 кг, которому дается все, кроме штрафных бросков. Вы знаете эти истории, и вы прекрасно понимаете, что все это фантазии, легенды, наивные выдумки. Великанов не существует[72]72
  Впервые я узнал об этом в колледже из курса Лори Сантос «Секс, эволюция и человеческая природа». Нет, я, конечно, уже знал, что великанов не существует, но объяснения профессора Сантос (возможно, как я сейчас вижу, вдохновленные Холдейном) помогли сформировать костяк этой главы.


[Закрыть]
.

Почему? Потому что размер имеет значение.

Предположим, мы возьмем в качестве образцового человеческого экземпляра Дуэйна Джонсона[73]73
  Американский рестлер и киноактер ростом около 2 м. – Прим. пер.


[Закрыть]
и удвоим его размеры. Если мы удвоим его вдоль, поперек и в высоту, общая масса тела Дуэйна вырастет в восемь раз.



Пока все в порядке. Но взгляните на его ноги. Чтобы он не падал, кости должны быть в восемь раз сильнее. Могут ли они выдержать его вес?

Сомневаюсь. Два удвоения были полезны (вдоль и поперек), но одно бесполезно: в высоту. Вы не делаете колонну крепче, удваивая ее высоту, и точно так же нога не становится сильнее, если удлиняется. Дополнительная высота не дает дополнительной прочности, просто увеличивает нагрузку, и кости сломаются под весом гигантского тела.



Ноги Дуэйна не угонятся за предъявленными требованиями: умножение на 4 не соответствует умножению на 8. Если мы будем продолжать увеличивать Дуэйна Джонсона, удваивая, утраивая и учетверяя его размеры, в конце концов он достигнет критической точки. Кости ног согнутся и треснут под сокрушительным весом туловища[74]74
  Пожалуйста, дозвонитесь до ваших сенаторов и убедите их профинансировать жизненно важные объекты инфраструктуры Дуэйна Джонсона, пока не стало слишком поздно.


[Закрыть]
.

Этот процесс называется изометрическим масштабированием: увеличение фигуры при сохранении ее пропорций («изо-» означает «одинаковый»). Никудышный метод для создания больших животных. Вместо него нам нужно аллометрическое масштабирование: увеличение фигуры с изменением пропорций («алло-» означает «другой»).



Если мы увеличим рост животного на 50 %, его ноги справятся с нагрузкой, только если станут на 83 % толще. Вот почему кошки могут выжить со стройными лапами, а слонам нужны ноги-столбы, чтобы не упасть.

Ограничение, наложенное на рост Дуэйна Джонсона, распространяется на всех нас, поэтому великаны живут только в сказочных царствах. Берцовые кости Поля Баньяна трескались бы с каждым шагом через озеро. Мускулы Кинг-Конга никогда не смогли бы вынести его массу: сила мускулов была бы больше в раз, чем у обычной гориллы, а масса – в раз. Он бы так и не сдвинулся с места: гигантская горилла-размазня, страдающая сердечной недостаточностью. А как насчет Шакила О’Нила? Ну, его история настолько неправдоподобна, что, мне кажется, вряд ли кто-нибудь на самом деле в нее верит.

4. Почему муравьи не боятся высоты?

Муравьи вселяют ужас. Они поднимают предметы, в 50 раз превышающие массу их тельца, работают сообща с безукоризненной координацией действий и живут припеваючи во всех уголках нашей планеты.

Эта глобальная армия тяжелоатлетов-телепатов, вооруженных жвалами, превосходит человечество по численности в миллион раз. Фантомы их инопланетных морд мешали бы мне спать спокойно, если бы не один спасительный факт.

Муравьи очень, очень малы.

Пришло время закрепить материал, усвоенный в предыдущих баснях. Когда линейные размеры фигуры растут, площадь ее поверхности растет гораздо быстрее, а объем растет еще быстрее.



Это означает, что у больших тел (например, человеческих) больше объема на единицу площади поверхности. У маленьких тел (например, муравьиных) все наоборот. У наших заклятых врагов большая площадь поверхности на единицу объема.

Каково это – иметь меньше объема на единицу площади поверхности? Прежде всего это означает, что вам никогда не нужно бояться высоты.

Когда вы падаете с большой высоты, две силы играют в перетягивание каната: сила тяжести тянет вас вниз, сопротивление воздуха удерживает. Сила тяжести зависит от массы, поэтому ее величина зависит от вашей плотности и объема. Сопротивление воздуха зависит от площади поверхности вашего тела.

Короче говоря, ваша масса ускоряет падение, а площадь поверхности замедляет. Поэтому кирпичи стремительно падают вниз, а бумажные листы порхают; орлы парят, а пингвины не могут летать[75]75
  Математика сопротивления воздуха лежит в основе еще одной короткой басни: «Зачем большим кораблям огромные паруса». Когда вы удваиваете размеры вашего корабля, его площадь (2D) учетверяется, но масса (3D) увеличивается в восемь раз. Вы будете ловить относительно меньше ветра, если не измените пропорции. Поэтому, если корабль в два раза длиннее, его мачты примерно в три раза выше.


[Закрыть]
.

Мы с вами похожи на пингвинов: большая масса, небольшая площадь поверхности. В процессе падения мы разгоняемся до предельной скорости почти 193 км/ч, и соприкосновение с землей довольно неприятно[76]76
  Сопротивление воздуха зависит не только от площади, но и от скорости, поэтому скорость соприкосновения с землей практически не зависит от высоты, если эта высота достаточно велика. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]
.



Муравьи же похожи на орлов, только бумажных: большая площадь поверхности, небольшая масса. Их предельная скорость равна 6,4 км/ч. Теоретически муравей мог бы спрыгнуть с Эмпайр-стейт-билдинг, приземлиться на все свои шесть ножек на тротуар и пойти по своим делам, напевая «Муравьиный марш».

Итак, если у вас меньше объема на единицу площади поверхности, можно вволю предаваться играм, развлечениям и скайдайвингу без парашюта? Разумеется нет. У муравьев свои горести, и под горестями я имею в виду изнурительную и всецело оправданную водобоязнь.



Весь фокус в поверхностном натяжении. Молекулы воды любят слипаться, и ради этого они готовы бросить вызов силе тяжести, если она крохотная. Поэтому, когда вы вылезаете из ванны, на вашей коже остается небольшой слой воды, толщиной около полумиллиметра, и его удерживает поверхностное натяжение. Для нас это мелочь: пол-литра или около того, меньше 1 % массы тела. Мы вытираемся полотенцем и живем дальше.

Сравните с пыткой, в которую превращается купание мыши. Толщина слоя воды остается такой же, около полумиллиметра, но нагрузка для нашей подруги-грызуньи гораздо больше. Мышь, у которой объем на единицу площади тела меньше, чем у нас, вылезает из ванночки со слоем воды настолько же тяжелым, как она сама.

А для муравья ситуация просто ужасающая. Масса прилипшей воды превышает массу его тельца на несколько порядков; стоит промокнуть – и тебе конец. Поэтому муравьи боятся воды так же сильно, как я боюсь их[77]77
  Джон Коуэн добавляет: «Еще одна особенность муравьев – у них нет кровеносной системы, потому что они настолько малы, что не требуется внутренняя жидкость, чтобы распространять по телу кислород». Для существ, у которых меньше объема на единицу площади, достаточно диффузии.


[Закрыть]
.

5. Почему младенцам нужны одеяльца?

Хотя советы молодым родителям ежеминутно совершенствуются, некоторые принципы остаются неизменными: объятья – это хорошо; черепно-мозговые травмы – это плохо; укутывать вашего малыша – это необходимо. Мы укутываем наших детей со времен палеолита и будем укутывать еще тысячи лет. Я уверен, что выжившие после зомби-апокалипсиса по-прежнему будут укутывать своих искалеченных младенцев.



Младенцам нужны одеяльца, потому что – простите мой технический жаргон – младенцы малы[78]78
  См. www.thechalkface.net/resources/baby_surface_area.pdf. Эта виньетка черпает вдохновение из блога учителя математики под ником The Chalk Face [Лицо, испачканное мелом].


[Закрыть]
.

И снова забудьте про детали: крохотный беззубый ротик, махонькие ерзающие пальчики ног и головку с таким чудесным ароматом. Думайте о ребенке как о любом живом организме: это однородный сгусток химических реакций. Любая телесная активность строится на этих реакциях; в некотором смысле эти реакции и есть живое существо. Поэтому животные так чувствительны к температуре: если становится слишком холодно, реакции замедляются и останавливаются; если слишком жарко, химические вещества разрушаются, выключая ключевые реакции. Вы должны внимательно следить за термостатом.



Тепло создается реакциями в каждой клетке (т. е. важен объем тела). А уходит тепло через кожу (т. е. важна площадь поверхности тела). Так начинается знакомое перетягивание каната: объем против площади поверхности.

Большим животным, у которых больше объема на единицу площади тела, легко согреться. Маленькие животные, у которых меньше объема на единицу поверхности тела, испытывают сложности. Поэтому тонкие части вашего тела наиболее уязвимы для холода: пальцы рук и ног, уши. Также этим объясняется тот факт, что в холодном климате живут только крупные млекопитающие – полярные медведи, тюлени, яки, лоси и снежные люди (хотя ваш преподаватель зоологии может полагать иначе). У мышей с маленьким объемом на единицу площади тела нет шансов выжить в Арктике[79]79
  Впрочем, в арктической тундре живут лемминги. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]
. Даже на умеренных широтах мыши справляются с потерей тепла, только если съедают пищи хотя бы на четверть собственного веса.

Младенец – не мышь, но совершенно точно и не як. Его крошечное тельце расходует тепло так же интенсивно, как правительство расходует деньги. И для того, чтобы сдержать эту потерю тепла, нет ничего приятней одеяльца.

6. Чем плоха идея о бесконечной вселенной?

Если вы начнете искать сюжеты для квадратно-кубических баек, они обнаружатся повсюду[80]80
  Вот еще несколько историй, не уместившихся в этой главе:
  1. Почему большие воздушные шары более рентабельны? Потому что цена материала зависит от площади поверхности (2D), а подъемная сила от объема гелия (3D).
  2. Почему огромных диноптиц, например индеек, приходится так долго держать в духовке? Потому что количество поглощаемого тепла растет при увеличении площади поверхности (2D), но требуется тем больше тепла, чем больше объем (3D).
  3. Почему сухая пшеница совершенно безопасна, а пшеничная мука взрывоопасна? Потому что экзотермические химические реакции происходят на поверхности вещества, и крохотные частицы пыли имеют куда большую суммарную площадь поверхности на единицу объема площади, чем цельные колосья пшеницы.


[Закрыть]
. Геометрия управляет каждым дизайнерским процессом, и никто не может поменять ее правила – ни скульпторы, ни шеф-повара, ни силы естественного отбора.

Ни даже сам космос.



Возможно, моя любимая квадратно-кубическая басня из всех – это парадокс темного ночного неба[81]81
  Впервые я узнал о парадоксе Ольберса от Питера ван Доккума, который вел курс, посвященный галактикам и космологии. Если вас восторгает (или раздражает) эклектизм этой главы, то причина только в том, что я получил образование по системе свободных искусств и наук (Liberal Arts).


[Закрыть]
. Его можно датировать XVI веком. Коперник просто высказал мысль о том, что Земля не является центром всего сущего, это заурядная планета, которая вращается вокруг заурядной звезды. Томас Диггес, который развивал идеи Коперника в Англии, сделал еще один шаг. Он предположил, что Вселенная не должна иметь начала и конца – вневременное облако сияющих звезд, уходящих в бесконечность.

Затем Диггес осознал, что, если это действительно так, ночное небо должно быть сияющим, ослепительно белым.

Чтобы понять, почему это так, нам понадобятся магические солнцезащитные очки. Я назову их «затемнители Диггеса». Эти солнцезащитные очки обладают уникальным свойством: они перекрывают весь свет на определенном расстоянии. Например, настройте их на три метра, и большая часть мира погрузится во тьму. Солнечный свет, лунный свет, сияние уличных фонарей – все это исчезнет, и останутся только источники света на расстоянии не более трех метров от вас – настольная лампа, экран айфона и, возможно, больше ничего.

Перенастроим «затемнители Диггеса» на 100 световых лет. Глядя на ночное небо, мы распрощаемся с Ригелем, Бетельгейзе, Полярной звездой (она же альфа Малой Медведицы) и многими другими знакомыми небесными телами. Останутся звезды, которые находятся в сфере радиусом 100 световых лет. Их около 14 000. Оскудевшие, потускневшие небеса.

Все вместе эти звезды будут иметь суммарную яркость, которую мы можем выразить следующим уравнением:

Суммарная яркость = Количество звезд x Минимальная яркость



Перенастройте ваши «затемнители Диггеса» и удвойте радиус до 200 световых лет. Некоторые звезды появятся снова. Небо станет ярче. Но насколько?

Видимое небо представляет собой трехмерную полусферу над нами. Удваивая ее радиус, мы в восемь раз увеличиваем ее объем. Если предположить (как это сделал Диггес), что звезды распределены равномерно, как деревья в лесу, то получится, что мы увидим в восемь раз больше звезд, чем раньше. Их численность увеличится с 14 000 до более чем 100 000.



Но эти новые звезды находятся дальше от нас, и это означает, что они должны быть более тусклыми. Вопрос опять-таки: насколько?

Каждая звезда на ночном небе похожа на крохотный круг. Чем больше этот кружок, тем больше света поглощают наши глаза. Поскольку речь идет о басне, мы можем пренебречь персональными различиями звезд: их температурой, цветом, ласкающими слух именами наподобие Бетельгейзе и Полярной звезды. Мы предполагаем, вопреки апологетам звездного расизма, что все звезды одинаковы. Единственное, что имеет значение, – расстояние, на котором они находятся от Земли.



Если звезда A находится вдвое дальше от нас, чем звезда B, то диаметр ее кружка на ночном небе должен быть вдвое меньше. Это означает, что его площадь (и, таким образом, яркость) в четыре раза меньше.

Что мы можем сказать о нашем новом увеличенном ночном небе? Количество видимых звезд нужно умножить на 8, их минимальную яркость нужно поделить на 4, а (поправьте меня, если я ошибаюсь) 8, деленное на 4, дает 2. Это означает, что суммарная яркость, исходя из нашего простого уравнения, должна удвоиться.

Если вы удваиваете радиус «затемнителей Диггеса», вы удваиваете видимую яркость ночного неба.

Поскольку количество звезд определяется тремя измерениями, а минимальная яркость – двумя измерениями, небо становится тем ярче, чем больше мы увеличиваем дальность. Утройте радиус до 300 световых лет – изначальная яркость утроится. Умножьте радиус на тысячу – и наше ночное небо станет в тысячу раз ярче.

Вы видите, к чему это ведет? Вернее, вы не видите, потому что вскоре звезды ослепят вас в буквальном смысле слова. Ночное небо станет ярче в миллион, миллиард, триллион, даже гугол[82]82
  10100 (единица со ста нулями). – Прим. пер.


[Закрыть]
раз. Выберите достаточно большой радиус – и звезды затмят дневной свет, пересилят Солнце, небо будет испускать раскаленные миазмы беспредельной температуры. На фоне этого непрерывного излучения непостижимой яркости жалкий астероид, погубивший динозавров, покажется детской игрушкой.

Снимите ваши «затемнители Диггеса» – и небо засветит вас до смерти[83]83
  Я уступлю последнее слово Джону Коуэну: «Что, если между нами и звездами есть какие-нибудь Темные Вещи (планеты, пыль и т. д.)? Не станут ли некоторые звезды из-за этого невидимыми, не исчезнет ли парадокс? Нет, потому что звезды, заслоненные Темными Вещами, со временем разогрели бы их до звездной температуры, упразднив всю темноту».


[Закрыть]
.

Если Вселенная бесконечно велика, почему ночное небо не бесконечно яркое? Этот парадокс оставался неразрешимым в течение нескольких веков. В XVII веке он изводил Иоганна Кеплера, в XVIII веке тревожил Эдмунда Галлея, а в XIX – вдохновил Эдгара Аллана По на поэму в прозе[84]84
  E. A. Poe, Eureka: A Prose Poem (New York: G. P. Putnam, 1848). [По Э. Эврика. Поэма в прозе (Опыт о вещественной и духовной Вселенной). Пер. К. А. Бальмонта. – М.: Эксмо,2008.]


[Закрыть]
, которую он называл своим величайшим произведением. (Литературные критики придерживались иного мнения.)

И только в XX веке парадокс удалось разрешить. Решающий фактор – не размер Вселенной, а ее возраст. Вне зависимости от того, бесконечна или нет наша Вселенная в пространстве, мы знаем наверняка, что она конечна во времени и родилась около 14 млрд лет назад. Таким образом, любые настройки ваших «затемнителей Диггеса», превышающие расстояние в 14 млрд световых лет, бессмысленны[85]85
  Возраст Вселенной составляет около 14 млрд лет, однако физики придерживаются мнения, что радиус Вселенной составляет примерно 45 млрд световых лет, так как она ускоренно расширяется. См.: Рубаков В. Вселенная до горячего Большого взрыва // Троицкий вариант – Наука, № 264 от 9 октября 2018. https://trv-science.ru/2018/10/09/vselennaya-do-goryachego-bolshogo-vzryva/. – Прим. пер.


[Закрыть]
. У света более далеких звезд было недостаточно времени, чтобы достичь нас, поэтому, начиная с этого расстояния, от блокировки ничего не изменится.

Эта квадратно-кубическая басня – не просто заумное рассуждение. Это одно из первых подтверждений теории Большого взрыва. На мой взгляд, это апофеоз квадратно-кубического мышления. Обдумывая простейшие свойства нашей Вселенной, – сравнивая двумерное с трехмерным, – мы можем достичь поразительного уровня познания. Иногда необходимо пойти на радикальное упрощение, чтобы увидеть, что на самом деле представляет собой наш мир.


Страницы книги >> Предыдущая | 1 2 3 4 5 6 | Следующая
  • 0 Оценок: 0

Правообладателям!

Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.

Читателям!

Оплатили, но не знаете что делать дальше?


Популярные книги за неделю


Рекомендации