Наука Плоского мира. Главы 8 – 13 и кусочек 14-й

Добавлено: Thu Aug 07, 2008 11:49 pm     Заголовок сообщения: Наука Плоского мира. Главы 8 – 13 и кусочек 14-й

ГЛАВА БЕЗ ЧЕТВЕРТИ ВОСЬМАЯ

ПЕРЕВОДЧИКА ПРОСЬБА НОГАМИ НЕ БИТЬ
(по крайней мере, по почкам)

Вашему вниманию предлагается мой первый серьезный опыт художественного перевода. Поскольку он первый, я позволил себе ряд вольностей, о коих и хочу упредить Вас, Читатель.

– Я собираюсь беззастенчиво воспользоваться находками Жикаренцева и Киракозова по части топонимов, имен и прочих названий. Потому что благодаря означенным господам матушку Ветровоск, к примеру, никто уже не воспринимает иначе. (Вспомните непонятную "бабаню Громс-Хмурри" из левого перевода "Моря и рыбок".) Пока ничего из этого мне не встретилось (кроме "Плоского мира"). Так что если Вы категорически против (и вас большинство), еще не поздно предупредить меня.

– Кое-кому (в том числе мне) мой перевод может показаться стилистически неоднородным: где-то я вполне по-научному занудствую, а потом срываюсь на стеб. Что же, я просто старался следовать стилю автора. То есть у ТП такие же "скачки". Поправьте, если ошибаюсь.

– Пару-тройку раз я, не в силах подобрать "близкий к тексту" перевод, нес откровенную отсебятину. Желающие могут найти конкретные места, сравнив данный текст с оригиналом.

– Поскольку в астрофизике я ни бум-бум, понятия "популяция II", "межзвездная плазма" и прочая, прочая, вполне могут "не соответствовать". В таком случае простите. Зато за точность химических терминов даю свой алмазный троллий зуб

– Согласен, перевод "ложь для детей" – спорный. Если у вас есть свой вариант – предлагайте, буду очень благодарен. Настолько, что укажу Вас в качества соавтора перевода))

В общем, жду замечаний, конструктивных и просто так.
Тик (с).

З.Ы.Если вам лень писать отзыв -- хотя бы проголосуйте!

ГЛАВА ВОСЬМАЯ

ВСЕ МЫ – ЗВЕЗДНАЯ ПЫЛЬ
(по крайней мере, все мы побывали в Вудстоке)

«Железо есть железо». Так ли это на самом деле? Или, быть может, железо состоит из чего-то другого?
По Эмпедоклу, древнегреческому философу, все во Вселенной сложено из четырех составляющих: земли, воздуха, огня и воды. Поднесите пламя к древесине – и она сгорит (а значит, содержит огонь), испуская клубы дыма (содержит воздух), выделяя пузырящуюся жидкость (содержит воду) и оставляя после себя кучку золы (содержит землю). Теория Эмпедокла была слишком несерьезной, чтобы просуществовать долго, и утратила всякую научную ценность через самое большее тысячу лет. Истинное знание в ту пору накапливалось весьма неспешно: в Европе, к примеру, люди охотнее держали крестьян своего феода в черном теле или переписывали вручную отрывки из Библии, затрачивая уйму труда и цветных чернил.
Самым же передовым изобретением эпохи Средневековья стал усовершенствованный хомут.
Теория Эмпедокла явилась существенным шагом вперед по сравнению с предшествующими. Фалес, Гераклит и Анаксимен сходились на том, что все состоит из единственного «первоначала», или элемента, но на этом сходство мнений и кончалось. Фалес первоначалом считал воду, Гераклит предпочитал огонь, а Анаксимен делал ставку на воздух. Эмпедокл сделал маловыразительную попытку примирить их всех, предположив, что каждый в чем-то прав. И живи философ сегодня, он наверняка носил бы дрянной галстук.
Единственная здравая мысль, прозвучавшая тогда, – все простейшие, «элементарные» компоненты вещества должны обладать простыми и неизменными свойствами. Земля, к примеру, грязная, воздух невидимый, огонь – горячий, вода – мокрая.
Средневековье не только усовершенствовало хомут, но и создало благоприятную почву для развития будущей науки химии. Столетиями процветала в мире «преднаука» алхимия; было обнаружено, что, стоит смешать какие-нибудь вещества и нагреть их, или погрузить в кислоту, или растворить в воде – и произойдут странные, необъяснимые явления. Откуда ни возьмись появятся непонятные запахи, хлопки, пузыри и разноцветные жидкости. Короче говоря, из чего бы ни состояла Вселенная, это можно превратить в нечто другое, если знать нужный рецепт. Или, быть может, «заклинание», – ведь алхимия была сродни волшебству со всеми своими условностями и ритуалами, многие из которых вправду д е й с т в о в а л и, хоть и без всякого теоретического обоснования. Алхимия стремилась добыть не научное знание, а эликсир бессмертия и философский камень – наделать столько золота, чтобы хватило на всю вечную жизнь. Тем не менее, к концу Средних веков алхимики набили руку на экспериментах и тогда-то начали замечать, что древнегреческое учение о четырех элементах не всегда удовлетворительно объясняет полученный результат. Тогда они ввели новые простейшие вещества – соль и серу, – также обладающие фундаментальными и постоянными свойствами, которых у прежних элементов не было. Сера, к примеру, горюча (хотя ничего общего с огнем, как понимаете); соль – нет.
В 1661 г. Роберт Бойль описал в труде «Химик-скептик» обнаруженные им два существенных отличия: между химическим соединением и смесью и соединением и элементом. Смесь – это просто… ну, в общем, смесь. Соединение же можно образовать также смешиванием, а вот разделить его получится только при некотором воздействии: нагревании, травлении кислотой и так далее. Что с соединением сделать нельзя – это найти в нем хоть что-то неоднородное, как в смеси, хотя бы у вас был орлиный взор и пальцы пианиста.
Элемент, в свою очередь, также неразделим, но лишь потому, что состоит он из о д н о г о и т о г о ж е.
Сера оказалась действительно элементом. Соль, как теперь известно, на самом деле представляет собой соединение натрия – мягкого негорючего металла – и хлора, ядовитого газа. Вода состоит из двух газов – водорода и кислорода. Воздух – смесь различных газов, некоторые из которых имеют элементарный состав (кислород, азот), а прочие – сложный (как углекислый газ, состоящий из углерода и кислорода). Земля – очень сложная смесь, состав которой к тому же уникален в разных уголках планеты. Огонь же – вообще не вещество, а процесс превращения веществ в различные газы.
Прошло немало лет, и лишь в 1789 году Антуан Лавуазье представил перечень 33-х элементов, большинство которых были из числа известных нам ныне. Ученый допустил некоторые понятные ошибки – в частности, рассмотрел свет и тепло в качестве элементов. Но подход его был систематичен и вдумчив.
На сегодняшний день открыты 112 элементов. Некоторые получены искуственно; иные просуществовали ничтожную долю секунды; но все же подавляющее большинство элементов могут быть добыты из земли, извлечены из морской воды или прямо из окружающего воздуха. И – со скидкой на возможность получения еще нескольких искусственных простых тел в обозримом будущем – сейчас список элементов почти наверняка п о л о н.
Алхимическое «искусство» неохотно уступало дорогу науке химии. Число открытых элементов неуклонно росло. Хотя порой вдруг сокращалось, когда исследователи понимали, что то, что они приняли за новый элемент, на самом деле соединение. Так, «известь» Лавуазье, как оказалось, состоит в действительности из двух элементов – кальция и кислорода. Неизменным оставалось лишь исходное положение, к которому пришли еще греки: каждый элемент уникален и обладает только ему присущими свойствами. Плотность, будь он – при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении – твердым телом, жидкостью или газом; точка плавления или кипения – для каждого элемента эти значения определены и неизменны. Так и в Плоском мире, хотя там и встречаются непривычные нам хелоний (входит в состав гигантских черепах), слонород (то же для слонов) и нарративий, крайне важный «элемент» не только на Диске, но и на Земле. Отличительная черта нарративия – его способность к построению с в я з н о г о п о в е с т в о в а н и я. Действительно, для человеческого мозга очень важный элемент.
Итак, человечество пришло к догадке, почему элементы уникальны каждый по-своему, а также что отличает их от химических соединений. Право первооткрывателя вновь на стороне греков, а именно Демокрита, впервые предположившего, что все состоит из мельчайших элементарных частиц – а т о м о в (др. греч. «неделимый»). Неясно, верил ли тогда в это утверждение кто-нибудь, даже сам Демокрит; однако почвой для споров оно послужить все же могло.
Честь в возрождении античной идеи принадлежит Бойлю. Он высказал догадку, что для каждого элемента существует свой особый вид атомов, а соединения образуются при сочетании атомов разных видов. Так, элемент кислород состоит из атомов кислорода и ничего больше; водород – только из атомов водорода; соединение же вода – из атомов ни в коем случае не воды, а водорода и кислорода.

В 1807 г. произошло одно из наиболее значительных событий в истории как химии, так и физики. Английский ученый Джон Дальтон нашел способ внести хотя бы видимость порядка в многообразие атомов, составляющих элементы, и тем самым систематизировать химические соединения. Его предшественники отмечали, что простые тела, реагируя, сочетаются в строгих и неизменных отношениях. Некоторое количество кислорода и столько же водорода дает такое же количество воды, и отношение масс реагентов остается постоянным. То же самое наблюдается и в других соединениях с участием этих элементов.
Дальтон пришел к выводу, что атомы должны обладать постоянной массой, и атом кислорода должен весить в 16 раз больше атома водорода. К доказательствам пришлось идти кружным путем, так как столь малый вес невозможно измерить. Но все же аргументы оказались исчерпывающими и неотразимыми. Так в науке появилась теория «атомных весов», что позволило химикам расположить элементы в порядке возрастания масс их атомов.
Начало списка выглядит так:



Обращает на себя внимание тот факт, что атомные массы близки к целым числам. Первое исключение из этого правила – хлор; масса его атома составляет 35,453 г/моль. Не слишком понятно, но для начала весьма неплохо: теперь стало возможным выискивать другие образцы(?) и относить их к атомным массам. Правда, легко сказать «выискивать», да трудно сделать. Список элементов был неупорядочен, почти хаотичен, когда речь заходила о их свойствах. Ртуть, единственный известный тогда жидкий (при комнатной температуре) элемент, – металл. (Позже была открыта еще одна, всего одна, жидкость – бром.) Имелось множество других металлов – железо, медь, серебро, золото, цинк, олово, – все твердые, и каждый непохож на остальные; сера и углерод – твердые, но не металлы; некоторые элементы газообразны. И когда некоторые смельчаки, как, например, Иоганн Доберайнер, Александр-Эмиль Бегюире де Шанкуртуа, Джон Ньюлендз, пытались хоть как-то организовать этот кажущийся беспорядок, их высмеивали.
Первым же предложил действительно п р а в и л ь н у ю систему Д. И. Менделеев, завершивший свой труд «Опыт системы элементов…» в 1869 г. В его таблицу вошли 63 известных к тому времени элемента, расположенных в порядке возрастания атомных масс. Имелись и пустые ячейки – туда должны были быть помещены гипотетические, еще не открытые простые тела. Периодичность же заключалась в том, что свойства элементов начинали повторяться через некоторое число ячеек, чаще всего – через восемь.
По Менделееву, все элементы делятся на группы, члены которых отделены друг от друга периодами, о которых шла речь выше. Внутри каждой группы наблюдается сходство физических и химических свойств. Свойства эти изменяются также систематически; двигаясь вдоль группы, можно выявить последовательность, хоть и не всегда точную. Особенно если принять во внимание, что некоторых элементов в таблице недостает – на их месте пустые ячейки. К тому же эти «родственные связи» позволяют п р е д с к а з а т ь характеристики этих недостающих элементов до того, как они будут открыты. Если ожидаемые свойства совпали с действительными у вновь обнаруженного элемента – вы молодец. Таблица Менделеева до сих пор претерпевает незначительные изменения, но в основном остается незыблемой; теперь мы называем ее периодической системой элементов.
Теперь мы знаем, на чем основан принцип периодичности, открытый Менделеевым. Он вытекает из того, что атомы не настолько неделимы, как полагали Демокрит и Бойль. Да, они не могут быть расщеплены х и м и ч е с к и, то есть реакциями в пробирке, но можно разбить их ядра путем скорее физическим. Такие реакции – мы называем их ядерными – требуют куда больших затрат энергии в пересчете на каждый атом по сравнению с химическими процессами. Вот почему средневековые алхимики так и не сумели превратить свинец в золото. Сейчас это возможно, но стоимость необходимого оборудования превысит всякие разумные пределы, а драгоценного металла получится ничтожно мало, и ученые уподобятся алхимикам Плоского мира, нашедшим лишь способ превратить золото в меньшее количество золота.
Благодаря усилиям физиков нам известно, что атомы состоят из других, меньших частиц. Какое-то время считалось, что таких частиц всего три: нейтрон, протон и электрон. Нейтрон и протон имеют практически равную массу; электрон же в сравнении с ними настолько мал, что его весом можно пренебречь. Нейтрон не имеет электрического заряда; протон обладает положительным, а электрон – равным по модулю отрицательным. Поскольку атом в целом не несет заряда, число протонов и электронов должно быть одинаковым. Но количество нейтронов не подпадает под это ограничение.
Можно довольно точно определить атомную массу элемента, сложив число протонов с числом нейтронов. Например, у кислорода их по восемь, что дает массу атома в 8 + 8 = 16 г/моль.
Атомы невероятно малы по человеческим меркам: так, атом свинца имеет в поперечнике одну стомиллионную дюйма (250 миллионных долей сантиметра). Но входящие в их состав частицы существенно меньше. Сталкивая атомы друг с другом, физики пришли к выводу, что, судя по всему, протоны и нейтроны составляют крошечное ядро в центре, а электроны распределены в пространстве вокруг него. Тогда же была разработана первая модель атома, изображавшая некую миниатюрную солнечную систему, где ядро – Солнце, а электроны – планеты. Но эта картина не объясняла, к примеру, следующее. Электрон представляет собой движущийся заряд, а согласно классической физике такой заряд излучает энергию. Таким образом, согласно модели, за долю секунды электроны в атоме должны были потерять всю энергию и упасть на ядро. Планетарная модель не подчиняется законам физики, основанным на эпохальных открытиях Исаака Ньютона. Тем не менее, этот распространенный миф, ложь для детей, слишком прочно укореняется в сознании. Он настолько насыщен нарративием, что избавиться от него невозможно.
После долгих споров ученые, изучавшие материю в сверхмалых масштабах, решили принять планетарную модель атома и отказаться от приложения к ней ньютоновской физики, заменив ее квантовой. Что примечательно, модель по-прежнему действовала не так уж хорошо, но «продержалась» достаточно долго, чтобы укрепить позиции квантовой теории. Согласно последней, протоны, нейтроны и электроны в атоме не занимают определенного места в пространстве, а как бы размазаны по нему. Зато возможно сказать, н а с к о л ь к о они размазаны: протоны и нейтроны – несильно и только в центре атома; электроны же занимают обширные «окрестности».
Какой бы ни была физическая модель, все согласились с тем, что химические свойства атома зависят в основном от электронов, поскольку они находятся «снаружи», и химическая связь суть общие электронные пары. Связанные атомы составляют молекулы, в чем и состоит суть химической реакции. Атом электрически нейтрален, так что количество электронов должно равняться количеству протонов. Это число называется атомным номером. Не следует путать его с атомной массой, которой подчиняется периодичность свойств элементов, открытая Менделеевым. Обычно атомная масса примерно вдвое больше атомного номера, так как число нейтронов и протонов близки по соображениям квантовой механики. Таким образом, любое количество частиц дает одну и ту же последовательность.
Тем не менее, атомный номер имеет гораздо больше химического смысла и объясняет периодический закон. Как выяснилось, важность числа восемь не случайна: электроны располагаются в несколько «слоев», которые, как в матрешке, «вложены» друг в друга. В большей части таблицы Менделеева заполненная оболочка вмещает восемь электронов.
Затем оболочки увеличиваются, и вместе с тем удлинняется период. По крайней мере, так заявил Джозеф Томпсон в 1904 г. Современная же теория – квантовая и более сложная – рассматривает куда большее, чем три, число элементарных частиц, что делает вычисления гораздо сложнее, но следствия из них вытекают те же. Как чаще всего бывает в науке, изначально простое повествование становилось все сложнее по мере развития, быстро приближаясь к той черте, за которой для большинства людей начинается уже волшебство.
Но даже упрощенная, эта история объясняет многое из кажущегося непостижимым. Например, если атомная масса есть сумма количеств протонов и нейтронов, как может она не быть целым числом, как у хлора (35,453 г/моль)? Оказывается, есть две разновидности хлора. У одной 17 протонов и 18 нейтронов (и, соответственно, 17 электронов), так что атомная масса равна 35. У другой – 17 протонов и 20 нейтронов (и также 17 электронов), что дает атомную массу 37. Хлор, встречающийся в природе, представляет собой смесь двух изотопов (так это называется), в соотношении примерно 3:1. Изотопы неразличимы химически (почти), поскольку число и размещение электронов в них одинаковы; таким образом, и в реакции они вступают одинаково. Но с точки зрения атомной физики они весьма различны.
Человеку, далекому от физики, ясно, почему волшебники Незримого Университета считают нашу вселенную сделанной на скорую руку и из подручных материалов…

Откуда же взялись все эти 112 элементов? Всегда ли они существовали на Земле или сложились постепенно?
В нашей Вселенной элементы могут возникнуть пятью различными путями:

• Создайте вселенную Большим Взрывом, получив при этом целое высокоэнергетическое («горячее») море элементарных частиц. Подождите, пока оно остынет (или используйте созданное ранее…). Помимо обыкновенной материи, вы, вероятно, получите множество диковин вроде миниатюрных черных дыр и магнитных монополей. Но они очень быстро исчезнут, и останется только привычная нам материя. В основном. В «раскаленной» вселенной электромагнитные взаимодействия слишком слабы, чтобы соединять элементарные частицы, но когда космос достаточно остынет, это станет возможным. Единственный элемент, который можно получить таким способом, – водород, в атомах которого один электрон связан с единственным протоном. Правда, водорода удастся наделать много: во Вселенной это самый распространенный элемент, и почти весь он возник при Большом Взрыве. Элементарные частицы также могут составить атом дейтерия (один электрон, один протон и один нейтрон) или трития (один электрон, один протон и два нейтрона), но тритий радиоактивен, а значит, испускает нейтроны в пространство и превращается обратно в водород. Куда более стабилен гелий (два электрона, два протона и два нейтрона), так что он является вторым по распространенности элементом.

• Пустите козла гравитации в огород. Водород и гелий, соединяясь, образуют звезды, космические «топки». В центре звезды давление неимоверно высоко. Оно приводит к новому виду ядерных реакций – ядерному синтезу, в ходе которого атомы, «слипаясь», образуют новый, больший атом. Таким путем были получены многие элементы: от таких «старых знакомцев», как углерод, азот, кислород, к более редким: литию, бериллию и так далее вплоть до железа. Многие из этих элементов встречаются в живых организмах, особенно углерод. В силу уникального строения электронных оболочек только атомы углерода способны соединяться друг с другом, образуя гигантские сложные молекулы, без которых органическая жизнь немыслима*. Суть такова: большинство атомов, составляющих ваше тело, вероятно, возникли внутри звезды. Как в песне Джони Митчелл на фестивале в Вудстоке**: «Все мы – звездная пыль.» Это излюбленная цитата ученых: она напоминает им о днях их молодости.

• Дождитесь, пока парочка звезд взорвется. Взрывы делятся на небольшие (относительно) – новые [звезды] – и более мощные, сверхновые. Почему «новые»? Просто мы редко в и д и м звезду, пока она не взорвется, но уж тогда-то точно видим. Дело здесь не только в том, что исчерпывается ядерное топливо: водород и гелий, питающие звезду, складываются в более тяжелые элементы, примеси, затрудняющие ядерные реакции. Так что мусор досаждает даже звездам. По мере физических изменений внутри них часть этих протосолнц взрывается, порождая сверхтяжелые элементы: йод, торий, свинец, уран, радий. Такие звезды астрофизики называют «популяцией II»; они стары и содержат мало тяжелых элементов, но все же содержат.

• Различают две разновидности сверхновых; второй тип вырабатывает тяжелые элементы в избытке, превращаясь в звезду «популяции I», которая гораздо моложе звезды популяции II***. Поскольку многие из тяжелых элементов нестабильны, многие другие элементы могут быть получены из них путем радиоактивного распада. В число таких «вторичных» элементов входит, например, свинец.

• Наконец, человечество научилось получать новые элементы в атомных реакторах. Самый известный из них – плутоний, отход обыкновенных реакторов на уране и сырье для производства ядерного оружия. Еще более экзотические элементы с чрезвычайно коротким периодом полураспада ученые получили, сталкивая лбами атомы в особых установках. Пока мы добрались до элемента номер 112. Физики вечно пикируются по поводу первенства и, следовательно, права дать имя «новорожденному», так что трем тяжелейшим элементам были присвоены временные (и смехотворные) имена, например, «унунниллий», что на скверной латыни означает «один-один-нуль».

Зачем получать такие недолговечные элементы? Толку ведь от них никакого. Что же, это как с горами: достаточно того, что они е с т ь; к тому же, никогда не повредит проверить свою теорию на прочность. Но в основном это делается затем, чтобы потом добраться до чего-нибудь действительно интересного, если только оно вправду существует. Дело в том, что все элементы, начиная с полония (атомный номер 84) радиоактивны, то есть ни с того ни с сего начинают разваливаться по частице, и тем быстрее, чем больше номер. Но ряд нестабильных элементов может и не тянуться бесконечно. Мы не можем моделировать тяжелые атомы в точности, как, впрочем, и легкие, но чем они тяжелее, тем сложнее становится создание такой модели.
Различные эмпирические построения (умозрительные приближения, основанные на интуиции, догадках и оперировании подходящими числовыми постоянными) вылились в на удивление точную формулу зависимости стабильности элемента от числа протонов и нейтронов. Если эти числа совпадают с так называемыми магическими – это наталкивает на мысль, что физики впитали атмосферу Плоского мира и осознали, что формула ближе к заклинанию, чем любая теория – соответствующие атомы против ожидания стабильны. Магические числа для протонов – 28, 50, 82, 114 и 164; для нейтронов – 28, 50, 82, 126, 184, 196 и 318. К примеру, свинец, которому нет равных по устойчивости, имеет 82 протона и 126 нейтронов.
Всего в двух шагах за фантастически нестабильным 112-м элементом нас поджидает 114-й, предварительно поименованный экасвинцом. У него 114 протонов и 184 нейтрона; оба этих числа магические, и, с у д я п о в с е м у, он будет куда более стабилен своих ближайших «соседей». Почему у нас нет полной уверенности? Да потому, что упомянутая формула все же приблизительна и потому может не сработать при таких больших количествах частиц. Любой волшебник знает, что заклинания не всегда получаются. Но пусть оно действует. Тогда мы можем почувствовать себя Менделеевыми и предсказать свойства экасвинца, пользуясь данными о элементах подгруппы свинца: углероде, кремнии, германии, олове и собственно свинце. Как следует из названия, новый элемент должен быть подобен свинцу; предполагается, что это металл с точкой плавления 70°С и температурой кипения 150°С при атмосферном давлении. Плотность его должна быть на 25% больше, чем у «названого брата».
Куда дальше находится «дважды магический» элемент 164 с 164-мя протонами и 318-ю нейтронами; затем же ряд магических чисел может и продолжиться… Прикидки всегда опасны, но даже если наша формула неверна, определенные сочетания количеств элементарных частиц, обеспечивающие стабильность «хозяев», все же должны быть. Возможно, из этого числа слонород и хелоний. И ногго с плинком поджидают нас где-то вдали. Быть может, существуют стабильные элементы с колоссальными атомными номерами, из которых иные не уступают в размерах звездам. Существуют ведь нейтронные звезды, состоящие почти полностью из нейтронов, образующиеся при коллапсе большей звезды под действием ее собственного притяжения. Нейтронные звезды обладают невероятной плотностью: около сорока триллионов фунтов на кубический дюйм (100 млрд. кг/куб. см), что аналогично двадцати миллионам слонов в ореховой скорлупке. Притяжение на их поверхности в с е м ь м и л л и а р д о в раз сильней земного, а магнитное поле – в триллион раз. Частицы в нейтронной звезде «упакованы» настолько плотно, что вся звезда по сути есть один громадный атом.
Какими бы невероятными они не казались, такие сверхтяжелые элементы могут таиться в темных уголках Вселенной. В 1968 г. было высказано предположение, что элементы с 105-го по 110-й можно наблюдать в лучах космической радиации – потоках частиц с высокой энергией из глубин космоса, – но это осталось неподтвержденным. Считается, что такие лучи испускают нейтронные звезды, так что, возможно, в адском пламени подобных звезд и рождаются интересующие нас элементы. А что произойдет со звездой популяции I, когда она накопит достаточное количество стабильных сверхтяжелых элементов?
Поскольку уже есть популяции III, II и I – об этих условных названиях астрофизики могут еще пожалеть, – нам придется выделить гипотетическую «популяцию 0». Вселенная же будущего, скорей всего, будет содержать новые, неведомые нам сегодня типы звезд, и наряду со взрывами новых и сверхновых будут происходить еще более мощные взрывы гиперновых. Не исключено, что появятся и популяция м и н у с I и так далее. Как уже отмечалось ранее, наша Вселенная частенько вырабатывает свои законы по ходу дела в противоположность рациональной и устойчивой вселенной Плоского мира.
______________________
*Этой способностью обладает и кремний, но в куда меньшей степени; если вам непременно нужны иные формы жизни, вообразите разумные вихри, живущие вблизи Солнца, загадочные скопления квантов в межзвездной плазме или уж совсем невероятные твари, жизнь в которых поддерживают нематериальные сущности вроде информации, мысли или Категорического Императива. ДНК просто выбрана «крайней»: запросто могут сойти и другие углеродсодержащие вещества. Это подтверждают лабораторные эксперименты с упрощенными аналогами ДНК.
**Спросите у мамы или папы, если не знаете, о чем идет речь.
***Также должны существовать и звезды популяции III, которые старее, чем звезды популяции II, и состоят исключительно из водорода и гелия. Тогда понятно становится, откуда в звездах популяции II н е к о т о р ы е тяжелые элементы. Правда, никто еще не обнаружил звезду популяции III. Быть может, потому, что век их недолог. Или, согласно более новой теории: вскоре после Большого Взрыва образовалось большое количество тяжелых элементов – еще до того, как сформировались первые звезды. Так что когда они сгустились до обычной своей плотности, они подпали уже под популяцию II. Это противоречит нашим же словам вне этой сноски; они, конечно, всего лишь ложь для детей.
_________________
Все будет зыкински! И будь спок

Добавлено: Tue Sep 16, 2008 3:09 pm     Заголовок сообщения:

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ

ОТВЕДАЙ ГОРЯЧЕЙ НАФТЫ, СОБАКА!

Куча валунов плавно развалилась, и, к досаде Аркканцлера, уплыла куда-то по искривленной траектории.
— Что ж, кажется, можно считать доказанным, что гигантская черепаха из камня не помогает, – молвил Главный Философ, вздыхая.
— В десятый раз, – вздохнул Преподаватель Современного Руносложения.
— Г о в о р и л я вам, что без хелония не обойтись! – сказал Чудакулли.
Следы более ранних неудачных опытов медленно вращались неподалеку. Малые сферы, большие… У некоторых даже был газовый шлейф, источаемый нагромождениями льда и камня. Похоже было, что новая вселенная приблизительно представляла, как она должна выглядеть, но все никак не могла ухватить сáмой сути.
— В конце концов, – заявил Аркканцлер, – когда у людей появится то, на чем можно стоять, им понадобится и то, чем можно дышать, так?
Атмосферы возникли тут же. Но они никуда не годились, так как были полны того, что даже тролль не отважится вдохнуть.
— Поскольку богов тут нет, – объявил Чудакулли, – и простейшие пробы не выявили даже следов богорода*, наша обязанность – довести все до ума.
В здании Высокоэнергетичной Магии собиралась публика. Даже студенты проявили интерес, а ведь обычно их днем не видно вовсе. Проект обещал быть еще увлекательней, чем ночь, проведенная за Гексом вприкуску с селедочно-банановой пиццей.
В здание внесли еще парты. Проект обрастал кругóм разнообразными инструментами и устройствами: как оказалось, любой волшебник, кроме разве что Профессора Потустороннего Шнуроплетения**, решил, что для его работы позарез необходим доступ к Проекту. А уж применить этот доступ было к чему. Если снаружи Проект был в треть метра шириной, пространство внутри его, похоже, расширялось с каждой секундой. В конце концов, во вселенной места навалом.
И, в то время как невежественные дилетанты возражали против магических экспериментов – опасных, вне всякого сомнения, поскольку почти один шанс из пяти был за то, что в ткани реальности образуется прореха, – внутри не было никого, кто мог бы возразить против ч е г о б ы т о н и б ы л о.
Хотя, конечно же, без происшествий не обошлось…
— Прекратите орать, вы оба! – завопил Главный Философ. Два студента яростно спорили, или, по меньшей мере, громко повторяли свою точку зрения раз за разом, что обычно вполне сходит за спор.
— Я корпел незнамо сколько над ледяным шариком, а о н запустил в него треклятым булыжником, сэр.
— Но я не хотел! – возразил другой студент.
Философ уставился на него, пытаясь припомнить имя. Как правило, он избегал знакомства со студентами, так как считал их досадной помехой работе Университета.
— А что ж ты тогда х о т е л… мой мальчик? – наконец промолвил он.
— Я… э-э-э… пытался попасть в большой шар из газа, сэр. Но мой камень просто… как бы обогнул его, сэр.
Главный Философ огляделся. Декана поблизости не было. Затем он заглянул в Проект.
— О, прекрасно. Это вот. Замечательно. Эти ленточки… Кто это сделал?
Один из студентов поднял руку.
— А, так это ты, – протянул Философ. – Красивые ленточки. Отлично. Из чего они?
— Я просто собрал в одном месте много льда, сэр. Но он растаял.
— Правда? Лед тает на поверхности шара?
— Б о л ь ш о г о шара, сэр.
— Сказал ты об этом господину Тупсу? Ему бы наверняка понравилось.
— Сказал, сэр.
Главный Философ повернулся к другому студенту.
— А т ы зачем швырялся камнями в его газовый шар?
— Э-э-э… Потому что за попадание получаешь десять очков, сэр.
Философ окинул студентов совиным взглядом. Все прояснилось. Однажды ночью, когда ему не спалось, он забрел в ЗВМ. Толпа студентов восседала,сгорбившись, за клавиатурами Гекса, крича нечто вроде «У меня таран! Ха, отведай горячей нафты, собака!» Но развлекаться так же с целой вселенной было, пожалуй… бестактно.
С другой стороны, Главный Философ поделился с некоторыми коллегами наклевывавшейся мыслью: смело раздвигать границы разума тоже было… не слишком-то тактично. Все-таки не зря были установлены эти границы.
— Уж не хочешь ли ты сказать, – спросил он, – что, имея доступ к безграничным возможностям вселенной Проекта, вы используете его… для и г р ы?
— Э-э… Да, сэр.
— Хм. – Философ посмотрел на большой газовый шар поближе. Несколько небольших камней уже вращались медленно вокруг. – Что ж… дадите мне сыграть разок?
______________________
*Покорнейше прошу простить, если задел чьи-то религиозные чувства. (Прим. пер.)
**Мое собственное изобретение, так как оный Профессор не входит в число «главных» волшебников НУ. (Прим. пер.)
_________________
Все будет зыкински! И будь спок

Добавлено: Tue Sep 16, 2008 3:10 pm     Заголовок сообщения:

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

ФОРМЫ И ОЧЕРТАНИЯ

Когда в руки волшебников попадает что-нибудь новенькое, они с ним забавляются. То же и ученые. Они бросаются идеями настолько бредовыми, что порой эти идеи отрицают здравый смысл, а затем эти люди не моргнув глазом заявляют, что и х и д е и верны, а здравый смысл – нет. И нередко у них получается доказать свою правоту. Эйнштейн однажды сказал нечто нелицеприятное о здравом смысле как синониме чепухи, но тут он хватил через край. Между наукой и здравым смыслом е с т ь связь, правда, непрямая. Наука приходится Смыслу внучкой троюродной сестры. Здравый смысл учит нас, как Вселенная выглядит в г л а з а х существ нашего размера, обычаев и положения в космосе. К примеру, он говорит нам, что Земля плоская. Она к а ж е т с я плоской, если, конечно, не принимать во внимание холмы, долины и прочие неровности рельефа. Не будь она плоской, все бы скатывалось с нее. Несмотря на все это, Земля н е плоская. На Плоском мире, напротив, отношение между смыслом и реальностью зачастую самое прямое. Здравый смысл говорит волшебникам Незримого Университета, что мир плоский, – так оно и есть. За доказательствами нужно совершить путешествие к Краю Диска, как Ринсвинд и Двацветок в «Цвете волшебства», и своими глазами увидеть, как разные предметы переливаются через Край и исчезают в Краепаде. «Теперь рев слышался явственнее. Спрут, больше которого Ринсвинд никогда ничего не видел, вынырнул из моря в нескольких сотнях метров от них и исступленно замолотил щупальцами, прежде чем исчезнуть из виду… Их уносило прочь из мира.» Затем они попадают в Окружносеть, невод в шестнадцать тысяч метров, натянутый вдоль Края, как раз там, где над Сетью надзирает морской тролль Тетис. И тут они заглядывают за Край. «…Их глазам предстала бескрайняя, невиданная и пугающая перспектива. Внизу виднелась голова слона размером с добрый континент… Под слоном не было ничего, кроме далекого ослепляющего солнечного диска. А предмет, что медленно проплыл мимо солнца, способный накрыть целый город, изрытый щербинами и впадинами, мог быть только плавником.»
Широко распостранено мнение, что древние считали Землю плоской – по упомянутым уже причинам. Но на самом деле большинство древних цивилизаций (из числа оставивших письменные свидетельства) пришло к выводу, что Земля должна быть круглой. Суда возвращались из скрытых за горизонтом земель, а в небе царили круглое Солнце и круглая Луна…*
Вот где научное знание и здравый смысл совпадают. Наука – ни что иное, как д о к а з а т е л ь с т в а, рассмотренные с позиции здравого смысла. Пользуясь последним таким образом, частенько можно прийти к выводам, весьма отличным от очевидных предположений, гласящих, что Вселенная ведет себя так-то, потому что это о ч е в и д н о. А еще так проще понять, что для живущего на действительно б о л ь ш о м шаре он впрямь кажется плоским. И то, что сила тяготения, направленная в центр этого шара, не дает ничему скатываться с поверхности. Но все это упрощения.

Около 250 г. до н. э. греческий ученый Эратосфен проверил теорию о том, что Земля – шар, и даже вычислил, насколько она велика. Он знал, что в Сиене (ныне Асуан в Египте) солнце в полдень отражается в колодце. (Не так было бы в Анк-Морпорке, где колодезная вода нередко тверже, чем сам колодец.) Эратосфен, опираясь на этот и еще несколько немудреных фактов, узнал даже больше, чем рассчитывал.
Это чистая геометрия. Колодец строго вертикален, так что солнечные лучи должны падать т а к ж е вертикально, а солнце – стоять прямо в зените. В родном же городе Эратосфена, Александрии, находившейся в дельте Нила, такого не наблюдалось. В полдень, когда солнце было в своей наивысшей точке, фигура ученого отбрасывала заметную тень. По оценке Эратосфена, в это время суток угол между положением Солнца и вертикалью составлял 7°, что достаточно близко к 1/50 части от 360°. Тут его осенило. Положение солнца не зависит от положения наблюдателя. С другой стороны, было известно, что Солнце очень далеко от Земли, а следовательно, солнечные лучи, касавшиеся земли в Александрии и дна колодца в Сиене, почти параллельны. Эратосфен предположил, что дело тут в шарообразности Земли. Из чего последовал вывод, что расстояние между Сиеной и Александрией должно равняться 1/50 длины экватора. Но как далеко друг от друга эти два города?
В таких случаях незаменимым оказывается знакомство с караванщиками. Не только потому, что величайший математик в мире – верблюд по имени Верблюдок, как на Плоском мире (см. «Пирамиды»), но еще и потому, что путь на верблюде из Александрии в Сиену занимает 50 дней; средняя скорость при этом равна 100 стадиям в день. Таким образом, между городами было 5 000 стадий, а экватор имел в длину 250 000 стадий. Никто не знает, сколько стадий, греческая мера длины, составлял в современных единицах. Ученые п о л а г а ю т, что 515 футов (157 м), и, если они не ошибаются, Эратосфен получил значение 24 662 мили (39 690 км). На самом деле Земля имеет в окружности 24 881 милю (40 042 км), так что он был потрясающе близок. Если, конечно – простите за наш закоренелый скептицизм, – ученые не вычислили длину стадия из результата, полученного Эратосфеном.
Тут мы сталкиваемся с еще одной особенностью научного мышления. Дабы проверить, выдержала ли теория экспериментальную проверку, следует и с т о л к о в а т ь результаты опытов с позиции своей теории. Для большей ясности припомним случай с Ратонастикфеном, дальним родичем С. С. Б. Н. Р. Достабля, доказавшим, что Плоский мир на самом деле круглый (и даже исчислившим длину его экватора). Ратонастикфен заметил, что в полдень солнце над Овцепиками находится в зените, а в это же время в Ланкре, примерно в тысяче миль от гор, – под углом 84° к вертикали. Поскольку 84° составляет, грубо говоря, четверть от 360°, Ратонастикфен заключил, что Плоский мир ничуть не плоский, а расстояние от Овцепиков до Анк-Морпорка равно четверти окружности предполагаемого шара. Тогда Сферический мир насчитывает 4 000 миль (6 400 км) в экваторе. К сожалению, было доподлинно известно, что от края до края Диска около 10 000 миль (16 000 км). Но, в конце концов, нельзя же позволить одному факту «из ряда вон» опрокинуть блестящую теорию! Так что Ратонастикфен до гроба верил, что живет в крошечном мире.
Его ошибка наглядно показывает, что значит подогнать точные опытные данные под ошибочную теорию. Ученые постоянно возвращаются к уже принятым теориям, чтобы проверять их снова и снова, а также проверяют на остроту свои языки в спорах со священниками (да и мирянами), знающими ответы заранее, каковы бы ни были вопросы. Наука заключается не в сборе фактов. Наука – значит неожиданные вопросы и экспериментальные проверки, позволяющие избежать присущего человеку стремления верить всему, что ему по душе.

* * *
С древнейших времен человечество интересовалось не только формой Земли, но и формой Вселенной. Поначалу люди, вероятно, считали, что это одно и то же. Затем пришли, путем приблизительно тех же геометрических прикидок, что и Эратосфен, к выводу, что огоньки в небе очень, о ч е н ь далеки. Появилось потрясающее разнообразие мифов об огненной колеснице солнечного бога и тому подобном, но, когда вавилоняне научились делать точные вычисления, их теории стали подтверждаться на удивление точными предсказаниями затмений и хода планет. Ко времени Птолемея (Клавдий Птолемей, 100 – 160 гг. н. э.) самые точные модели Солнечной системы включали эпициклы – траектории планет, вращавшихся по кругу, причем центр круга двигался также по кругу, центр которого…
Исаак Ньютон заменил эту теорию, равно как и последующие, более точные, з а к о н о м – законом всемирного тяготения; он поясняет, как взаимодействуют космические тела. Закон также объяснил открытую Иоганном Кеплером эллиптичность орбит планет, а со временем и множество других вещей.
После нескольких веков триумфа теория Ньютона обнаружила первый свой большой недостаток: она не смогла точно предсказать форму орбиты Меркурия. Та точка орбиты, в которой Меркурий находился ближе всего к Солнцу, двигалась н е с о в с е м так, как следовало бы по Ньютону. Эйнштейн спас положение теорией, основанной не на взаимном притяжении, а на геометрии, точнее – форме пространства-времени. То была общеизвестная теория относительности. Она состояла из двух частей: частной и общей теорий относительности. Частная касается строения пространства, свойств времени и природы электромагнетизма; общая же описывает поведение частной в гравитационном поле.
Следует помнить, что «теория относительности» – дурацкое название. Главное положение частной теории относительности заключается не в том, что «все относительно», а в том, что лишь одно – скорость света – против всякого ожидания а б с о л ю т н а. Соответствующий эксперимент широко известен. Если вы, сидя в автомобиле, движущемся со скоростью 50 миль в час (80 км/ч), выстрелите из пистолета по ходу движения, придав пуле скорость 500 миль в час (800 км/ч) относительно автомобиля, она поразит покоящуюся мишень со скоростью 550 миль в час (880 км/ч), что является суммой двух величин. Но, если вы отложите пистолет и возьмете фонарик, «стреляющий» светом со скоростью 670 млн. миль в час (186 000 миль в секунду или 300 000 км/с), свет понесется к мишени со скоростью отнюдь не 670 000 050, а 670 млн. миль в час, то есть с т о ч н о т а к о й ж е скоростью, как если бы автомобиль стоял на месте.
Постановке этого эксперимента препятствуют проблемы практического плана, но менее наглядные (и не столь опасные) опыты дали тот же результат.
Эйнштейн опубликовал частную теорию относительности в 1905 г. одновременно с первым убедительным доказательством действенности квантовой механики и передовой статьей по диффузии. Множество других ученых, в том числе датский физик Хендрик Лоренц и французский математик Анри Пуанкаре, работали над той же проблемой, видя, что электромагнетизм не подчиняется всецело ньютоновской механике. Вывод из этого последовал такой: Вселенная гораздо менее упорядочена, чем подсказывает нам здравый смысл, хоть говорить так, скорее всего, не по-научному. Тела с о к р а щ а ю т с я в длину, двигаясь с околосветовой скоростью; время при этом немыслимо замедляется; масса растет до бесконечности… и ничто не может двигаться быстрее света. Другое же важное открытие заключалось в том, что пространство и время в некотором смысле воздействуют друг на друга. Привычные три измерения пространства и одно – времени превратились в единое четырехмерное п р о с т р а н с т в о – в р е м я, а точка в пространстве – в событие в пространстве – времени.
В обычном понимании пространства существует понятие расстояния. Частная теория относительности вводит аналогичную величину, получившую имя интервала между событиями, имеющую отношение к субъективной скорости течения времени. Чем быстрее движется тело, тем медленней проходит время для наблюдателя, находящегося на этом теле. Этот эффект называется замедлением времени.
Если бы тело могло перемещаться со скоростью света, время для такого тела остановилось бы.
Одна из удивительных особенностей теории относительности – «парадокс близнецов», открытый Полем Ланжевеном в 1911 г. Вот вам еще один классический пример. Предположим, что Розенкранц и Гильденстерн родились на Земле в один день. Розенкранц проводит здесь всю жизнь, а Гильденстерн путешествует в космосе с околосветовой скоростью, а затем возвращается домой. В результате замедления времени для Гильденстерна прошел, скажем, год, в то время как для Розенкранца – 40 лет. Теперь Гильденстерн на 39 лет моложе брата-близнеца. Опыты с атомными часами, облетевшими вокруг Земли на реактивных «Боингах», подтвердили такую возможность, хотя из-за низкой скорости самолетов относительно скорости света наблюдаемая (и предсказанная) разница во времени составила ничтожную долю секунды.
Пока все складывается нормально, но ни слова не было сказано о гравитации. Эйнштейн годами ломал себе голову над этим и в конце концов нашел в своей теории место и для силы тяготения – искривленное пространство – время. В результате была сформулирована общая теория относительности, связывающая частную с гравитацией по Ньютону. Согласно последнему, с и л а всемирного тяготения смещает частицы с идеально прямой траектории. В общей же теории относительности это вовсе не сила, а следствие искажения структуры пространства – времени. Принято говорить, что пространство – время «искривляется», хотя этот термин часто бывает понят неверно. В частности, нет никакого «искривляющего» воздействия. Физически это искривление воспринимается как гравитация, меняющая ход световых лучей. Одно из следствий этого – явление «гравитационной линзы», то есть огибание светом массивных тел, открытое Эйнштейном в 1911 г. и описанное им в 1915. Этот эффект впервые наблюдался при солнечном затмении. Много позже было обнаружено, что некоторые далекие квазары порождают множественные изображения в телескопах по причине отклонения их света лежащей на пути галактикой.
Эйнштейнова теория гравитации заменила ньютоновскую потому, что лучше отвечала данным наблюдений, но последняя по-прежнему достаточно точна во многих отношениях и гораздо более проста, хоть и безнадежно устарела. Теперь же начинает казаться, что вскоре и Эйнштейну придется потесниться, и не исключено, что потеснит его теория, что он в свое время отверг как крупнейшую ошибку в его жизни.
В 1998 г. два независимых происшествия поставили детище Эйнштейна под сомнение. Одно из них затрагивало строение Вселенной в поистине титанических масштабах, а другое случилось прямо у нас под носом. Первое по сей день выдерживает все нападки; второе же, возможно, удастся объяснить чем-то более приземленным. Начнем со второго любопытного открытия.
В 1972 и 1973 гг. две автоматические научно-исследовательские станции, «Пионеры» 10 и 11, отправились к Юпитеру и Сатурну. К концу 80-х они вышли в дальний космос, покинув нашу Солнечную систему. В то время в научных кругах бытовала гипотеза о неоткрытой планете за орбитой Плутона – планете Х. Эта планета должна была вмешаться в движение обоих «Пионеров», так что стоило определить их текущее местоположение, дабы найти (или не найти) непредвиденные отклонения от курса. Группа ученых, возглавляемая Джоном Андерсоном, действительно обнаружила отклонения, но они не могли быть вызваны планетой Х; к тому же изменения в траекториях аппаратов не соответствовали общей теории относительности. Станции «дрейфуют» в космосе без всяких двигателей, и вследствие этого притяжение Солнца (и, куда более слабое, – других тел Солнечной системы) постепенно замедляет их. Но аппараты снижали скорость чуть быстрее, чем должны были. В 1994 г. Майкл Мартин высказал мнение, что наблюдаемого эффекта достаточно, чтобы бросить тень сомнения на теорию Эйнштейна, а в 1998 г. Андерсон со товарищи доложили, что замеченные отклонения не могут быть списаны на инструментальную погрешность, газовые облака, солнечный ветер или притяжение пролетающих комет.
Трое других ученых не замедлили предложить другие объяснения данных аномалий. Двое из них сослались на излишки теплоты. Приборы на «Пионерах» получают энергию от ядерных реакторов на борту, и эти реакторы испускают незначительное количество ненужного тепла в космическое пространство. Воздействие теплового излучения и могло замедлить аппараты настолько, сколько показали наблюдения. Другое возможное объяснение состояло в том, что из «Пионеров», возможно, происходит утечка ядерного топлива в сверхмалых количествах. Андерсон обдумал эти объяснения и нашел оба неудовлетворительными.
Самое странное здесь то, что наблюдаемое замедление в точности отвечает необычной теории, выдвинутой в 1983 г. Мордехаем Милгромом. Теория эта по-новому интерпретирует не закон всемирного тяготения, а один из законов Ньютона: сила равна произведению массы и ускорения. Дополнение Милгрома вступает в силу, когда ускорение очень малó; введено же оно было для того, чтобы объяснить одно удивительное свойство гравитации – тот факт, что галактики не вращаются со скоростью, предсказанной ни Ньютоном, ни Эйнштейном. Это несоответствие обычно списывается на счет «холодной скрытой массы», обладающей притяжением, но невидимой в телескоп. Галактики, обладая ореолом холодной темной материи, вращались бы со скоростями, несообразными с их видимой массой. Многие теоретики отвергают холодную скрытую массу (поскольку непосредственно наблюдать ее нельзя – потому она и зовется «холодной» и «скрытой»), и теория Милгрома постепенно приобрела популярность. Дальнейшее изучение феномена «Пионеров» покажет, прав ли был ученый.
Другое угрожающее позициям Эйнштейна наблюдение касается расширения Вселенной. Она становится все больше; однако, похоже, наиболее удаленные ее части расширяются со скоростью, превышающей теоретическую. Это поразительное открытие – подтвержденное позднейшими, более детальными исследованиями – было сделано учеными, занятыми в проекте Supernova Cosmology, возглавляемым Солом Перлмуттером, и «враждебной» ему исследовательской группе High-Z Supernova Брайана Шмидта. Выглядит все это как незначительный изгиб графика изменения видимой яркости достаточно удаленной сверхновой в зоне красного смещения. Согласно общей теории относительности, график должен быть прямым, но он не прямой. Похоже, что у притяжения есть отталкивающая составляющая, которая действует лишь на сверхдалеких расстояниях, скажем, половине радиуса Вселенной. По сути, это антигравитация.
Что любопытно, Эйнштейн изначально включил такого рода отталкивающую силу в свои релятивистские уравнения для гравитации, назвав эту силу космологической постоянной. Позднее он передумал и убрал постоянную, сетуя, как глупо он поступил, введя ее. До самой смерти он считал это пятном на своей репутации, но, возможно, вначале-то он и попал в точку.
Также не исключена и связь с другой мудреной физической дисциплиной – квантовой механикой. Поначалу эта связь казалась маловероятной. Если и есть эффект антигравитации, то он должен проистекать из энергии вакуума, содержащейся в пустоте. (Мы пишем эти строки, представляя себе выражение лица Чудакулли. Но стараемся не обращать на него внимания. Речь идет не о столь разумной вещи, как волшебство. Это наука. Пустота может содержать массу интересного.)
Однако, согласно квантовой теории, если энергия вакуума и присутствует в настоящее время во Вселенной, она должна порождать антигравитацию в 10^119 (записывается как единица с 119-ю нулями) раз бóльшую, чем наблюдаемая. Хоть астрономы и привыкли к огромным – по сравнению с другими науками – экспериментальным погрешностям, такой кусок даже им не проглотить.
Но в 1998 г. Роберт Мэттьюс предположил, что эффект антигравитации может быть вызван следами вакуумной энергии, оставшимися с более ранних стадий развития Вселенной. Его идея сродни догадке (которой уже шестьдесят лет) Поля Дирака, одного из основателей квантовой теории. Дирак отметил странное совпадение. Электромагнитное взаимодействие между протоном и электроном в 10^40 (единица с 40 нулями) раз больше, чем притяжение между ними. Возраст Вселенной также в 10^40 раз больше, чем время, за которое свет проходит сквозь один атом. Совпадения такого рода найти нетрудно, но у Дирака было смутное предчувствие глубинной связи между расширением Вселенной и квантовым микромиром. Сейчас же Мэттьюс предложил возможное объяснение, которое объясняет и эффект антигравитации.
Если верить теории Большого Взрыва, «младенчество» нашего мира протекало на фоне так называемых фазовых превращений, резких изменений состояния вещества, вылившихся в значительные качественные изменения процессов, происходящих во Вселенной. В результате самого раннего произошло разделение сильных и слабых взаимодействий. Последним был кварк-адронный переход, в ходе которого кварки слились в знакомые нам протоны и нейтроны. Если бы в космическом пространстве осталась вакуумная энергия э т о г о фазового превращения, она привела бы к антигравитации как раз «нужной» силы. Так что эти неожиданные наблюдения, возможно, несут в себе некие любопытное сведения о том, как развивалась Вселенная.
______________________
*«Большинство цивилизаций» – отнюдь не одно и то же, что и «большинство людей». «Большинство людей» никогда не было озабочено формой мира – лишь бы в тарелке было не пусто.
_________________
Все будет зыкински! И будь спок

Добавлено: Tue Sep 16, 2008 3:13 pm     Заголовок сообщения:

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ

НЕЛЬЗЯ ДОВЕРЯТЬ ИСКРИВЛЕННОЙ ВСЕЛЕННОЙ

Думминг Тупс поставил парту в некотором отдалении от остальных и заставил все кругом разным оборудованием, в первую голову для того, чтобы слышать, как он думает.
Всякий з н а л, что звезды – просто светящиеся точки. Если б было не так, одни казались бы больше других. Конечно же, я р к о с т ь звезд была разной, но, вероятно, виноваты в этом были облака. Так или иначе, предназначались они, в полном соответствии с нерушимыми законами Плоского мира, для украшения ночного неба.
А также всякий знал, что самая естественная траектория для тел – прямая. Если что-то бросить, оно упадет на землю. А не улетит прочь по кривой. Вода падала себе с Края; поток лишь чуть смещался в сторону благодаря вращению Диска, но это было разумно. Но внутри Проекта вращение играло ключевую роль. Все было искривлено. Аркканцлер Чудакулли, похоже, считал это признаком дурного тона, вроде шарканья туфлями или несоблюдения субординации. Нельзя было доверять вселенной, где все кривое. Она даже правду превращала в кривду.
В это время Думминг делал катышки из жеваной бумаги. Недавно он заставил садовника втащить в зал большой каменный шар, выпущенный когда-то из катапульты и пролежавший последние несколько столетий в университетском саду камней. Шар насчитывал около метра в поперечнике.
Несколько бумажных шариков уже висело на нитях вокруг камня. Теперь же Тупс с хмурым видом бросил остальные поверх него и рядом с ним. Один-два действительно прилипли, но только потому, что их жевали. В мозгу волшебника забрезжила догадка. Начинать лучше с того, в чем уверен. Все падает. Маленькие предметы падают на большие. Так подсказывает здравый смысл.
Но что, если во вселенной всего-то и осталось, что два больших предмета?
Он слепил два шара, один изо льда, другой из камня, на незанятом участке Проекта, и следил, как они сталкиваются. Затем повторил опыт с шарами разных размеров. Те, что поменьше, двигались к тем, что побольше, однако, как ни странно, и большие чуть сдвигались по направлению к малым.
Получается… если хорошенько обдумать… Получается, что брошенный теннисный мячик у п а д е т, но на какую-то ничтожную, неизмеримую величину весь мир п о д н и м е т с я.
С у м а с о й т и.
К тому же Тупс провел некоторое время, наблюдая за клубящимися облаками газа, поглощавшими тепло из самых дальних уголков Проекта. Все было настолько… в общем, никакого намека на богов.
Думминг Тупс был атеистом, как и большинство волшебников. Не в последнюю очередь потому, что НУ был мощными заклятьями огражден от вмешательства потусторонних сил. А сознание защищенности от молний с небес творит чудеса со свободолюбивым разумом. Однако боги, без сомнения, с у щ е с т в о в а л и. Думминг даже не пытался это отрицать. Он просто н е в е р и л в богов, самым популярным из которых становился Ом. Ом никогда не являлся своим почитателям и вообще никак не заявлял о себе. Поклоняться незримому богу было проще всего. Те же из небожителей, кто все время появлялся то тут, то там, частенько в нетрезвом виде, вызывали у людей законное отвращение.
Вот почему сотни лет назад философы пришли к выводу, что есть и другие высшие существа, С о з д а т е л и, не зависевшие от веры в них, которые и даровали миру бытие. Они ничем не напоминали теперешних богов, большинство которых чашку кофе не могли себе сварить.
Вселенная внутри Проекта мчалась сквозь время, а между тем не появилось еще ничего, хоть отдаленно напоминающего среду, пригодную для человека. Здесь было слишком жарко, там – чересчур холодно, или пусто; иная планетка и вовсе разваливалась на куски. Но что было хуже всего – никаких следов нарративия.
Конечно, и в Плоском мире он не встречался в свободном виде, но его существование было давным-давно доказано, «как молоко доказывает существование коровы», по словам мыслителя Лай Тинь Видля. Но нарративий мог и не существовать как таковой. Это могло быть «всего лишь» то, как любой другой элемент вносит свою лепту в историю, нечто, что было им присуще, но чем они в то же время не владели. Как блеск кожицы мытого яблока. Нарративий был ц е м е н т о м мироздания, рамкой, скрепляющей все сущее воедино, тем, что давало миру облик, цель и назначение. Можно было ощутить присутствие этого элемента, просто думая о мире.
Без нарративия, похоже, все сводилось к сферам, движущимся по окружности без всякого смысла.
Тупс накарябал в блокноте, лежавшем перед ним:
Нигде ни единой черепахи.
— Попробуй горячей плазмы! Гм… простите, сэр.
Думминг глянул поверх защитного экрана.
— Если сталкиваются миры, юноша, кто-то должен нести за это ответ!
То был голос Главного Философа. И звучал он еще недовольней, чем обычно.
Тупс отправился посмотреть, что происходит.
_________________
Все будет зыкински! И будь спок

Добавлено: Tue Sep 16, 2008 3:20 pm     Заголовок сообщения:

ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ

ОТКУДА БЕРУТСЯ ПРАВИЛА

По какой-то причине в Круглом мире творятся странные вещи…
Похоже, им управляют правила. Но, быть может, мир сам для себя создает их по мере развития.
Исаак Ньютон учил, что н а ш а Вселенная подчиняется правилам – математическим. Его современники говорили «законы природы», но слово «закон» слишком громкое, слишком строгое и слишком напыщенное. Однако, судя по всему, в функционировании Вселенной есть более-менее глубокие закономерности. Человек может придать им форму математических уравнений и с их помощью раскрывать тайны природы и даже изготовлять орудия труда, средства передвижения и прочие механизмы.
Томас Мальтус перевернул мировоззрение многих, выразив математически путь развития любого сообщества. По его мнению, запасы пищи растут в арифметической прогрессии (1-2-3-4-5), а популяция – в геометрической (1-2-4-8-16). Вне зависимости от скорости роста того и другого пищевые ресурсы рано или поздно будут исчерпаны, что полагает предел размеру популяции*.
Закон Мальтуса наглядно демонстрирует, что на Земле действуют столь же строгие правила, как и в небесах, а нищета – не следствие происков Сатаны или греховности людей. Правила повсюду.
Что же они такое? Действительно ли Вселенная подчиняется правилам, или наш охочий до закономерностей разум придумывает и додумывает их?
На это счет есть две точки зрения. Первая – фундаменталистская в основе своей, столь же фундаменталистская, как Талибан или секта южных баптистов, а также – почему бы и нет? – как эксквизитор Ворбис из «Мелких богов», утверждавший: «…то, что воспринимают наши чувства, не есть и с т и н н а я правда. Видимое, слышимое и творимое плотью – не более, чем тени подлинной реальности.»
Научный фундаментализм состоит в том, что есть лишь о д н а закономерность закономерностей, Теория Всего, и она не просто удовлетворительно моделирует природу – она и е с т ь природа. Около трех веков наука стремилась к упрощению: чем всеохватнее физические модели природы, тем они проще. Философская концепция, придерживающаяся таких же взглядов, называется редукционизмом. Она раскладывает предмет изучения на составные элементы, рассматривает их по отдельности, отмечает точки соприкосновения и объясняет целое посредством частей целого. Это весьма эффективно в качестве стратегии научного поиска – по крайней мере, было до сих пор. К настоящему времени мы свели все наше понимание мира в две теории: квантовую механику и теорию относительности.
Квантовая механика изначально рассматривала мироздание в малейших, субатомных масштабах, но затем пригодилась и в крупнейшем из крупных – истории возникновения Вселенной в результате Большого Взрыва. Теория относительности же сперва использовалась в огромных, сверхгалактических масштабах, но затем пригодилась в мельчайшем из малых – влиянии гравитации на квантовый мир. Если не считать это любопытное сходство, обе теории совершенно по-разному описывают строение Вселенной и правила, которым она следует. Как надеются ученые, Теория Всего подправит то и другое так, что они сложатся без зазоров в единое целое, продолжая нормально функционировать каждая в подвластной ей области. Когда все сведется к Единому Правилу, долг редукционизма будет исполнен, а Вселенная раскроет все свои тайны.
Другая же точка зрения (в абсолютизированной форме) состоит вот в чем: н е с у щ е с т в у е т единых правил – как и, собственно, совершенно верных правил вообще. То, что мы называем законами природы – лишь приближения, сделанные человеком для лучшего понимания упорядоченностей, выявляющихся в определенных областях мироздания: молекулы в химии, галактики в астрономии и так далее. Нет причины, по которой наши описания закономерностей в поведении молекул и галактик должны укладываться в какую то ни было всеобъемлющую закономерность, так же как шахматы и футбол не могут быть составляющими «игры во всё». Вселенная запросто может подчиняться правилам на всех уровнях своей организации, не требуя, однако, существования единого правила, из коего вытекают все прочие. Если так, то каждый свод правил должен сопровождаться «инструкцией», где указано, в каких областях науки его можно применять без опаски. Например: «эти правила применять только к молекулам из менее чем ста атомов» или «данное правило справедливо для галактик, но не для отдельных звезд, их составляющих». Многие из таких правил вытекают из контекста и не подчиняются редукционизму, поскольку объясняют, почему та или иная система функционирует именно так, рассматривая ее с н а р у ж и.
Эволюция, в особенности то, что мы под ней понимали до открытия ДНК, – одна из ярчайших иллюстраций таких взглядов. Живые существа эволюционируют под влиянием среды обитания, в том числе и других существ. Любопытно, что система сама разрабатывает правила и сама же им подчиняется. Похоже на игру в шахматы, где разрешается использование дополнительных клеток, и в этих новых областях доски новые фигуры перемещаются по новым правилам.
Способна ли Вселенная устанавливать правила сама для себя? Мы уже пару раз ставили этот вопрос; далее сказано, почему на него можно ответить утвердительно. Вряд ли можно допустить, что «правила поведения» материи могли существовать в полном смысле слова, когда самой материи не было, а была лишь лучистая энергия, как в протофазе Большого Взрыва. Фундаменталисты станут утверждать, что эти закономерности были изначально заложены в Теорию Всего, и п р о я в и л и с ь лишь с возникновением материи. Мы вправе поинтересоваться, создал ли один фазовых переходов в м е с т е с материей также и правила для нее. В физике это, возможно, и не так, но в случае биологии не подлежит сомнению, что до появления живых организмов не могло быть никаких законов эволюции.
За более ясным примером обратимся к камню, катящемуся по неровному склону холма, скользящему по траве, отскакивающего от больших валунов, расплескивающего лужи грязи, чтобы в конце концов улечься у корней дерева. Если верна концепция фундаменталистского редукционизма, то каждая составляющая движения камня, вплоть до примятых стебельков травы, узора грязи из лужи и почему это дерево растет на пути, проистекает из единого свода правил – той самой Теории Всего. Камень «знает», что значит катиться, скользить, отскакивать, расплескивать и останавливаться, п о т о м у ч т о это описано в Теории. Более того: поскольку Теория Всего и с т и н н а, камень с а м создает логические следствия ее, прыгая вниз по склону. В принципе можно предсказать, что камень врежется именно в это дерево, всего лишь выведя необходимые следствия из Теории.
Обусловленность всего и вся, проистекающая из этой точки зрения, предполагает, что единственная причина всякого явления в том, что Теория Всего требует этого явления. С альтернативного же ракурса Вселенная творит все, что ей заблагорассудится, а камень в некотором смысле п о з н а е т последствия. Он не «знает», что трава скользкая, пока не упадет на нее и не заскользит по ней. Как не «знает» и того, как выплескивается грязь, пока не проедет по луже. И так далее. Затем появляемся мы, люди, смотрим на камень и принимаемся искать закономерности. «Ясно… скользит он потому, что трение на него действует т а к…» «А согласно законам гидродинамики грязь должна расплескаться э т а к…»
Нам ведомо, что все эти придуманные человеком правила – всего лишь грубые приближения, но для того мы и ввели эти правила. Грязь комковатая, но гидродинамика не принимает комки во внимание. И трение на самом деле гораздо сложнее – в основе его лежит явление «слипания» и последующего разделения молекул, – но мы (с хорошим приближением) считаем его силой, противодействующей движению тел по поверхностям. Поскольку наши теории упрощенные, нам доставляет несказанную радость получение более точных результатов на основании более общих принципов. Мы даже имеем неосторожность утверждать «новая теория ближе к реальности, чем старая» вместо «новая теория дает результаты, более близкие к реальности». Но второе не следует из первого: о п и с а н и е может стать точнее, хотя теории наши далеки от того, что «на самом деле» происходит во Вселенной. А в этом может и не быть никаких изящных и строгих закономерностей.
Между составлением Теории Всего и пониманием ее последствий большая разница. Это наглядно демонстрируют некоторые математические модели. Простейшая среди них – «муравей Лэнгтона», «восходящая звезда» в мире компьютерных программ. Воображаемый Муравей бродит по плоскости, расчерченной квадратами. Всякий раз, когда он ступает на следующий квадрат, тот меняет цвет с черного на белый или наоборот. К тому же, ступив на белый квадрат, Муравей поворачивает направо, а на черный – налево. Таким образом, Теория Всего мира Муравья нам известна. Это правило, управляющее поведением «насекомого», ограничивая возможные события в масштабе одного квадрата, объясняет все, происходящее в такой вселенной.
Наблюдая за Муравьем в движении, можно выделить три отдельные модели поведения. К а ж д ы й, будь то математик или нет, сразу же замечает их. Нечто в человеческом разуме не дает проглядеть различий между моделями, и правило тут ни при чем. Оно-то не изменяется со временем, но три фазы видны четко.

• Простота. Делая первые две-три сотни шагов (изначально вся плоскость белая), Муравей создает крохотные участки черного, простейшей формы и зачастую совершенно симметричные. И человек приходит к выводу: «Конечно же, простое правило – значит простые з а к о н о м е р н о с т и, и скоро мы сможем описать все происходящее тоже как-нибудь просто.»

• Хаос. Затем внезапно оказывается, что все уже совсем не так. Черные и белые квадраты чередуются бессистемно, и столь же бессистемна траектория Муравья; никакой видимой упорядоченности. В случае муравья Лэнгтона такой якобы случайный выбор направления действует в течение около 10 000 шагов. Так что, если компьютер наблюдателя не очень мощный, можно долго сидеть перед ним, повторяя: «Ничего интересного уже не случится, так будет продолжаться целую вечность; случайность победила.» Ничего подобного, правило по-прежнему в силе. Просто нам выбор Муравья кажется случайным.

• Внезапная упорядоченность. В конце концов Муравей «зацикливается» в своем поведении и начинает «прокладывать дорогу». Он исполняет цикл из 104 шагов, в результате которого перекрашивает два диагонально расположенных квадрата; при этом цвета прочих квадратов не меняются по сравнению с началом этого цикла. Таким образом, цикл повторяется и повторяется, а Муравей строит и строит диагональную «дорогу».

Эти три разновидности поведения Муравья вытекают из о д н о г о правила, но не стоят на одном уровне с ним. Ни в едином правиле не упоминается «дорога». Сама «дорога», конечно, вещь нехитрая, но 104-шаговый цикл не назовешь столь уж очевидным следствием нашего правила. Вообще единственный способ математически д о к а з а т ь тот факт, что Муравей в самом деле «прокладывает дорогу», – проследить все 10 000 шагов. Тогда мы вправе сказать: «Т е п е р ь - т о понятно, отчего он ее прокладывает.» Но не раньше.
Однако, если задать вопрос чуть иначе, становится понятно, что мы вообще неправильно п о н и м а е м логику лэнгтонского Муравья. Допустим, перед началом его движения мы перекрасим несколько квадратов в черный. И на простой вопрос – всегда ли Муравей в конце концов приступает к «прокладке дороги»? – не оказывается ответа. Да, все компьютерные эксперименты «за». Но, с другой стороны, невозможно д о к а з а т ь, что это так. Не исключено, что существует некое расположение квадратов, приводящее к совершенно другому поведению Муравья. Или, быть может, «дорога» просто расширится. Возможно, есть цикл из 1 349 772 115 998 шагов, «строящий» другую «дорогу» – если только правильно начать. Все это скрыто от нас. Так что эта простейшая математическая модель с единственным простым правилом, для которой и з в е с т н а Теория Всего… не дает ответа.

С помощью муравья Лэнгтона мы проиллюстрируем весьма важное понятие – н е п о с р е д с т в е н н о с т ь. Простые правила могут привести к обширным и сложным закономерностям. В результате мы не получаем картины того, что «на самом деле» происходит во Вселенной. Только то, как мы сами видим эти процессы и как мысленно структурируем их. Муравей и его клетчатый мир составляют так называемую комплексную систему (состоящую из компонентов, способных к взаимодействию, хоть они и представляют собой всего лишь квадраты, меняющие цвет, когда Муравей ступает на них).
Мы можем создать систему и наделить ее простыми правилами, которые, в соответствии со здравым смыслом, сделают будущее системы малоинтересным, но в действительности обнаружить, что она обрела достаточно сложные черты. И тут мы столкнемся с непосредственностью: нет другого способа узнать, чем все закончится, кроме… проще говоря, наблюдения. Пусть Муравей кружится в своем танце. А нам остается только смотреть на это.
Непосредственные явления, недоступные для предварительного описания, настолько же подчинены причинно-следственным связям, как и «посредственные»: они т о ж е являются логическими следствиями определенных правил. Вместе с тем ничто не указывает, каковы они будут. Ни один компьютер ничего не сможет с этим поделать – разве что программа Лэнгтона будет работать быстрее.
Нелишней здесь будет «географическая» иллюстрация. Так называемое фазовое пространство любой системы представляет собой совокупность всех возможных состояний или путей ее изменения, то есть все, что могло бы произойти, а не только то, что д е й с т в и т е л ь н о происходит. Фазовое пространство муравья Лэнгтона состоит из всех возможных способов замостить плоскость черными и белыми квадратами, а не только тех, что реализуются Муравьем, когда он претворяет в жизнь управляющие им правила. Фазовое пространство эволюции – все организмы, которые могли бы существовать, а не только те, что существуют или существовали раньше. Плоский мир – лишь «точка» фазового пространства возможных миров. Фазовое пространство включает все, что могло бы быть – не только то, что есть на самом деле.
В данном представлении свойства системы в точности определяют «географию» фазового пространства. У системы, которой свойственна непосредственность, оно неописуемо велико и многообразно. Общепринятое название фазовых пространств такого рода – «муравьиная страна»; это нечто вроде вычислительного эквивалента бескрайнего пригорода. Чтобы п о н я т ь свойство системы, которому присуща непосредственность, нужно вычленить его, н е п р и б е г а я к прочесыванию «муравьиной страны» квадрат за квадратом. Та же проблема возникает, если, опираясь на Теорию Всего, попытаться выявить все точки ее приложения. Даже если все правила известны, это отнюдь не означает, что становятся понятны все их последствия несоизмеримого масштаба. Теория Всего формулирует в о п р о с, но не дает ответа на него.
Пусть в нашем распоряжении имеются точнейшие правила поведения фундаментальных частиц, такие, что определяют в них буквально все. Тем не менее не подлежит сомнению, что эти правила не очень-то помогут в изучении, скажем, экономики. Пусть требуется описать поведение человека, идущего в супермаркет, выбирающего бананы и оплачивающего покупку. Как сделать это при помощи наших закономерностей? Придется составить уравнение для каждой частицы тела покупателя, грозди бананов, банкноты, что передается от покупателя к кассиру. Наше описание данной транзакции – деньги за бананы, – а т а к ж е объяснение ее осуществляется посредством немыслимо сложных уравнений состояния фундаментальных частиц.
Решить же такое уравнение еще сложнее. А ведь кроме бананов продаются и другие фрукты…
Этим мы не хотим сказать, что во Вселенной все делается иначе. Мы имеем в виду, что, даже если все обстоит именно так, мы ни на шаг не приблизимся к п о н и м а н и ю. Словом, между Теорией Всего и ее следствиями лежит широкая пропасть «непосредственности».
Похоже, многие философы осознали, что на непосредственном явлении причинно-следственная связь р а з р ы в а е т с я. Коль скоро мысли являются непосредственными атрибутами мозга, то для многих мыслителей они не вызываются физически посредством нервных клеток, электрических импульсов и химических регуляторов мозговой деятельности. Мы этого мнения не разделяем и считаем его полной чепухой. Нас вполне устраивает то, что мысли вправду в ы з в а н ы этими физическими объектами, но мы не стремимся свести чьи бы то ни было ощущения или воспоминания к биотокам и химическим веществам.
Нет, человек никогда не смотрит так на вещи. Он старается все упростить, а, согласно Аркканцлеру Чудакулли, чем проще – тем лучше. Немного нарративия никогда не повредит: чем проще история, тем легче ее понять. История – понятие, бесконечно далекое от редукционизма: тридцать три буквы** и правила грамматики – никакая не история.
Один из сводов правил, составленный сегодняшней физикой, ставит перед нами больше философских вопросов, чем все прочие, вместе взятые. Имя ему – квантовая механика. Законы Ньютона описывали Вселенную при помощи «силы», «энергии», «скорости» и так далее – вещей интуитивно понятных человеческому существу и многообещающих в плане историй. Около ста лет назад, однако, стало ясно, что тайные механизмы мироздания работают не только в столь очевидных направлениях. Энергия и скорость не только перестали быть фундаментальными понятиями, но также и утратили какое бы то ни было точное определение.
Новый способ истолкования, квантовая теория, утверждает, что в микромире велика роль случайности. Не просто либо что-то случается, либо нет, – может быть понемногу и того, и другого. Пустота пропитана до отказа потенциальными возможностями; время можно просто взять взаймы, а потом быстро положить на место, пока Вселенная не видит. А принцип неопределенности Гейзенберга гласит: раз известно, где находится объект, нельзя в то же время знать и его скорость. Думминг Тупс может считать себя счастливчиком, если не придется объяснять это Аркканцлеру.
Чтобы должным образом порассуждать о мире квантов, нужно издать отдельную книгу. Но одну главу из нее не помешает рассмотреть с точки зрения плоскомирской логики. Это печально известная коробка с котом внутри. Обитатели квантового мира подчиняются уравнению Шрёдингера – правилу, носящему имя Эрвина Шредингера, – описывающему распространение во времени и пространстве так называемых волновых функций, волн квантовой природы. Атомы и их субатомные составляющие на самом деле не частицы, а квантовые волновые функции.
Пионеры квантовой механики достаточно намучились с р е ш е н и е м уравнения Шредингера, чтоб задумываться еще и о его з н а ч е н и и. Так что они на скорую руку слепили неубедительную отговорку – «копенгагенскую интерпретацию» наблюдений за миром квантов. Согласно «Интерпретации», в момент наблюдения волновая функция «сжимается» до простой частицы. Такое представление «наделяет» разум человека неким особым назначением; была даже высказана мысль, что предназначение людей – наблюдать за Вселенной и таким образом подтверждать ее существование – мысль, кажущаяся волшебникам НУ самой собой разумеющейся.
Как бы то ни было, Шредингер считал «Интерпретацию» ерундой и в поддержку своей точки зрения разработал умозрительный эксперимент, ныне именуемый «котом Шредингера». Вообразите ящик со столь плотно прилегающей крышкой, что н и е д и н ы й барашек на гребне волновой функции не может выскользнуть наружу. В ящик помещен радиоактивный атом, который в какой-то случайно определяемый момент распадается и испускает частицу, и детектор, подающий ядовитый газ при распаде атома. Посадите в ящик кота и закройте крышку. Обождите немного.
Жив кот или мертв?
Если атом распался, то мертв. Если нет – жив. Так или иначе, ящик закрыт наглухо, так что внутрь заглянуть не удастся. Коль скоро квантовые частицы (пока мы за ними не наблюдаем) представляют собою волны, правила квантовой физики гласят, что атом должен находиться в «промежуточном» состоянии: наполовину разложившись, наполовину – нет. В 1935 г. Шредингер указал на то, что с котом такой номер не пройдет. Кот – макроскопическая система, подчиняющаяся классической физике, где возможны лишь «да» и «нет». Этим ученый хотел сказать, что копенгагенская интерпретация не объясняет и даже не упоминает точку соприкосновения микроскопической квантовой физики и обычной. «Интерпретация» заменяет сложные физические процессы (о которых мы не имеем понятия) неким волшебством: стоит наблюдателю взглянуть на волну, она тут же сжимается в частицу.
Бóльшую часть времени, что обсуждается данная проблема, физики умудрялись перевернуть возражение Шредингера с ног на голову. «Нет, квантовые волны именно т а к о в ы!» В доказательство было поставлено множество экспериментов. Но… в них не было ни ящика, ни ядовитого газа, ни кота – живого или мертвого. Были только их аналоги из квантового микромира: электрон вместо кота (положительный спин – живой, отрицательный – мертвый), и ящик со стенками, сквозь которые все в и д н о, но все упорно стараются этого не замечать.
Все эти дискуссии и эксперименты – ложь для детей, цель которых – убедить будущее поколение физиков в том, что системы к в а н т о в ы х масштабов и вправду ведут себя настолько странно. Вот и прекрасно… но кот-то здесь при чем? Волшебники Незримого Университета, ничего не знающие об электронах, но неплохо знакомые с котами, не обманулись бы так легко. Как и Гита Ягг, чьего кота Грибо запирают в ящик в «Дамах и господах». Грибо – такой кот, который не побоится напасть на злобного волка и слопать его***. В книге «Ведьмы за границей» он нечаянно проглатывает вампира, а наши ведьмы недоумевают, отчего все население ближней деревушки на ушах от радости.
У Грибо свой подход к квантовым парадоксам. «Грибо провел пару крайне нервирующих минут в ящике. Грубо говоря, закрытый там кот может быть либо жив, либо мертв. Не взглянешь – не узнаешь. По сути, сам факт открытия ящика определит состояние кота, хотя в этом случае варианта может быть три: а) живой, б) мертвый и в) чертовски злой.»
Шредингеру бы понравилось. Он ведь говорил не о квантовых состояниях, а хотел выяснить, как они связаны с обыкновенной, классической физикой. И от него не укрылось, что копенгагенская интерпретация не дает на этот вопрос ответа. Так к а к ж е привычные «да» и «нет» вытекают из квантовой «муравьиной страны»? Концепция, которая ближе всего к ответу, носит название декогерентности. Разработана она физиками, среди которых Энтони Леггетт, Роланд Омнс, Серж Арош и Луис Давидович. Если взять множество квантовых волн и предоставить их самим себе, волны разлетятся кто в лес, кто по дрова. Вот как на самом деле выглядит тело классической физики с точки зрения физики квантовой, и вот почему коты ведут себя по-кошачьи. Опыты показывают, что дела обстоят так же, даже если роль детектора играет микроскопический квантовый объект: волновая функция фотона может сжаться, а никто этого и не заметит. Даже если наш кот квантовый, смерть наступает в тот самый миг, когда д е т е к т о р засекает распад атома. Вмешательство разума тут не обязательно.
Другими словами, Аркканцлер, Вселенная никогда не упускает кота из виду. А дерево в лесу падает всегда с треском, даже если никого нет поблизости. Лес-то никуда не девается.
______________________
*Применяя это правило, следует делать скидку на хроническую и неискоренимую глупость рода человеческого.
**В оригинале, соответственно, двадцать шесть. (Прим. пер.)
***Как говаривает нянюшка, «он просто размазня».
_________________
Все будет зыкински! И будь спок

Добавлено: Sat Sep 27, 2008 12:18 am     Заголовок сообщения:

ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ

НЕ МОЖЕТ ТАКОГО БЫТЬ

Аркканцлер Чудакулли оглядел своих соратников. Они предпочли провести обсуждение за длинным столом в Большом Зале, так как в ЗВМ стало слишком людно.
— Все тут? Славно, – молвил он. – Вам слово, господин Тупс.
Думминг пролистал свои бумаги.
— Я, э-э, выступил инициатором данной встречи, – сказал он, – поскольку опасаюсь, что мы все делаем не так.
— Как это? – встрял Декан. – Это н а ш мир!
— Да, Декан. Но в то же время, м-м-м, нет. Мир разработал собственные правила.
— Нет, нет, не может такого быть, – заявил Аркканцлер. – Мы разумные существа. Это мы создаем правила. А не каменные глыбы.
— Не с о в с е м так, сэр, – ответил Думминг, вкладывая в эту фразу обычный смысл: «да ничего подобного». – Во вселенной Проекта и вправду есть правила.
— Откуда? Их создал кто-то другой? – допытывался Декан. – Быть может, объявился высший разум?
— Любопытная мысль, сэр. Но ответить на вопрос я не вправе. Идея, которую я пытаюсь донести, в том, что, раз мы хотим чего-то логического, нам следует подчиняться правилам.
Преподаватель Современного Руносложения глянул на стол перед собой. Стол был накрыт к обеду.
— Не пойму, – изрек он. – Нож и вилка не могут научить меня есть.
— Э-э-э… Именно это они и делают, сэр. В каком-то смысле.
— Ты хочешь сказать, что правила встроены в мироздание?
— Да, сэр. Например, большие камни тяжелее малых.
— Это же не правило, это просто здравый смысл!
— Да, сэр. Просто, чем больше я вглядываюсь в Проект, тем меньше у меня уверенности в здравом смысле. Сэр, раз уж мы хотим создать мир, он должен быть шарообразным. И большим.
— Что за устаревшая религиозная чушь, Тупс!
— Для нас – чушь, сэр. Но во вселенной Проекта все именно так. И некоторые ша… сферы, сделанные нашими студентами, действительно огромны.
— Да, видел я их. Слишком броско, на мой взгляд.
— Я имел в виду нечто не столь циклопическое, сэр. И… и я абсолютно уверен, что предметы будут удерживаться на поверхности. Я ставил опыты.
— Опыты? – переспросил Декан. – Ч е г о ради?
Двери распахнулись. Турнепс, ассистент Думминга, спешно пересек комнату и подошел к столу в некотором волнении.
— Господин Тупс! Гекс что-то обнаружил!
Волшебники обернулись и уставились на него. Он пожал плечами.
— Золото.

— Гильдии Алхимиков т о ч н о не понравится, – начал Главный Философ, когда весь преподавательский состав столпился вокруг Проекта. – Сами знаете, как они держатся за свою монополию.
— Ну ладно, – сказал Чудакулли, наставляя омнископ. – Дадим им несколько минут, и, если не объявятся, продолжим как ни в чем не бывало, согласны?
— А можно как-нибудь достать оттуда это золото? – поинтересовался Декан.
— Сэр! Это же целая вселенная! – ужаснулся Думминг. – Это вам не свинья-копилка! Нельзя просто перевернуть ее, сунуть в щель для монет нож и потрясти!
— Не понимаю, почему, – откликнулся Чудакулли, не поднимая глаз. – Все так делают. – Он отрегулировал фокус. – Но я лично р а д тому, что оттуда ничего не извлечь. Можете назвать меня старомодным, но я не желаю находиться в одной комнате с многокилометровым облаком взрывающегося газа. А что, собственно, произошло?
— Гекс говорит, что взорвалась одна из новых звезд.
— Для звезд они слишком велики, Думминг. Это мы уже обсуждали.
— Да, сэр, – возразил Тупс.
— И от роду им всего пять минут.
— Несколько дней, сэр. А внутри Проекта за это время прошли миллионы лет. В нее швыряли разный мусор; похоже, в конце концов что-то попало внутрь и… Вообще я склонен полагать, что это была не очень качественная зве… ну, топка.
Взорвавшаяся звезда начала уменьшаться, но при этом испускала огромный ореол светящихся газов, осветивший с одного бока куски камня, понаделанные волшебниками. «Все стремится слиться воедино», – заключил Думминг. – «А потом – взорваться.» Вот вам еще один закон.
— Здесь и свинец, и медь, – сообщил Чудакулли. – Мы богаты, джентльмены. Только в этом мире тратить деньги не на что. Но все равно прогресс налицо. Выглядишь усталым, Тупс. Шел бы ты лучше спать.
«Прогресс», – сказал про себя Думминг. – «Кто может з н а т ь наверняка? Без нарративия?»

Шел четвертый день Проекта. Тупс не спал всю ночь. Не исключено, что и предыдущую тоже. Ну разве что поклевал носом, уронив голову на растущую гору мятых бумаг возле мигающего и сверкающего Проекта. Если ему и удалось заснуть, снов он не видел.
Но пришел к выводу, что прогресс таков, каким его сделали.
После завтрака волшебники отправились проведать шар, который в настоящее время находился в середине поля зрения омнископа.
— Я, м-м, начал с железа, – сказал Думминг. – Ну, большей частью с железа. Его тут полно. Кое-какие ледяные сферы, так сказать, с начинкой, ну а каменные – они и есть каменные. Видите?
Каменный шар меньших размеров висел в космосе немного поодаль.
— Да, скучнее некуда, – молвил Главный Философ. – А почему он весь во вмятинах?
— К сожалению, когда я ронял камни на сферу из железа, несколько их вышли из-под контроля.
— С кем не бывает, Тупс, – щедро произнес Аркканцлер. – Золото подмешивал?
— О да, сэр. И другие металлы тоже.
— Золото придает коре законченный вид, как мне кажется. А это что, вулканы?
— Вроде того, сэр. Это… э-э… угревая сыпь юных миров. Но, в отличие от нашего, где камень плавится в магическом поле, вырабатываемом в глубинных слоях пород, магма поддерживается в жидком состоянии теплом, заключенном внутри.
— В атмосфере столько дыма. Ничего не разглядеть.
— Да, сэр.
— Н е с л и ш к о м похоже на мир, подходящий для жизни, на м о й взгляд, – потянул носом Декан. – Раскален докрасна; отовсюду валит дым…
— Он в чем-то п р а в, юноша, – подчеркнул Чудакулли. Он был так добр для того лишь, чтобы позлить Декана. – Отважная попытка, но ты, похоже, просто слепил очередной шар.
Думминг кашлянул.
— Я сделал это в демонстрационных целях, сэр.
Он покрутил рукоятки омнископа. Картина в окуляре дрогнула и сменилась.
— А это, – голос его от гордости звучал как кряхтение, – более раннее мое творение.
Волшебники уставились в омнископ.
— Ну и? Больше дыма, только и всего, – бросил Декан.
— На самом деле, сэр, это облака, – поправил Тупс.
— Облака газа мы все мастера делать…
— Но это… э-э-э… водяной пар, сэр, – ответил Думминг.
Он наклонился и отрегулировал омнископ.
Комната заполнилась ревом крупнейшего ливня всех времен.

К обеду мирок сковало льдом.
— А было так многообещающе, – заметил Чудакулли.
— Не пойму, что пошло не так, – откликнулся Тупс, ломая руки. – У нас почти получились моря!
— А нельзя его просто нагреть? – встрял Главный Философ.
Думминг сел на стул и подпер подбородок руками.
— Весь этот дождь должен охладить нашу планету, – медленно произнес Преподаватель Современного Руносложения.
— Э-э… А камни неплохи, – молвил Декан. Он похлопал Тупса по спине.
— Бедняга как в воду опущенный, – прошипел Главный Философ в сторону Чудакулли. – По-моему, не питается как надо.
— Хочешь сказать… не прожевывает как следует?
— М а л о е с т, Аркканцлер.
Декан подцепил клочок бумаги с захламленного стола Думминга.
— Гляньте-ка, – позвал он.
На бумажке аккуратным почерком Тупса было написано:

ПРАВИЛА
1. Все разваливается, но центры притягиваются.
2. Все движется по кривой.
3. Что ни делай – получится шар.
4. Большие шары искривляют пространство.
5. Нигде ни единой черепахи.
6. …До чего же печально.

— Наш Думминг всегда был сам не свой до всяких правил, – заметил Главный Философ.
— Правило номер шесть не слишком-то четко сформулировано, – констатировал Чудакулли.
— Не кажется ли вам, что он начинает вести себя слегка по-казначейски? – спросил Преподаватель Современного Руносложения.
— Ему мнится, что у всего должен быть с м ы с л, – ответил Чудакулли, чья точка зрения была такова: пытаться найти в чем-либо высший смысл – все равно что искать отражение в зеркале: получиться-то получится, но ничего нового не узнáешь.
— Я все же считаю, что нужно просто разогреть планету, – сказал Главный Философ.
— Сделаем солнце. Это несложно. Чтó большой огненный шар волшебнику с головой на плечах? – Он хрустнул пальцами. – Отрядите несколько студентов, пусть уложат господина Тупса в постель. Мы же скоро нагреем этот мирок так, что мало не покажется, или я не Наверн Чудакулли!
_________________
Все будет зыкински! И будь спок

Добавлено: Wed Oct 08, 2008 2:42 am     Заголовок сообщения:

ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ

ПЛОСКИЕ МИРЫ

Когда волшебники Незримого Университета смотрят в небо, они видят либо звезды, яркие булавочные головки, либо солнце, раскаленный шар, низко-низко скользящий над Диском днем и под ним – ночью. Человечество не сразу, но осознало, что наша Вселенная построена совсем не так. Наше Солнце – звезда, и, подобно прочим звездам, оно о г р о м н о, так что звезды должны быть немыслимо далеки, чтобы казаться булавочными головками. Кроме того, некоторые из небесных огней, хоть и кажутся звездами, на самом деле ими не являются: они выдают себя тем, что движутся иначе. Это планеты, которые гораздо ближе и меньше; вкупе с Землей, Луной и Солнцем они составляют Солнечную систему. Система, быть может, и похожа на некий космический бильярд с уймой шаров, но это вовсе не значит, что Вначале тоже были шары, каменные и ледяные. Мы имеем дело с результатом физического процесса, и исходные «ингредиенты» вовсе не обязаны иметь что-либо общее с конечными продуктами. Чем больше мы узнаём о Солнечной системе, тем сложнее нам дать правдоподобный ответ на вопрос, как же она возникла. Проблема здесь не в ответе как таковом, а именно в его правдоподобности. По мере того, как знаний о нашем космическом доме накапливается все больше, проверка для наших теорий становится жестче и жестче. Вот одна из причин, по которой ученые постоянно поднимают старые вопросы, которые, казалось бы, были давным-давно решены, и вновь ставят их ребром. Из этого не следует, что ученые не справляются со своей задачей; так лучше видно их стремление испытать на прочность новые доказательства и пересмотреть в их свете старые выводы. Наука не претендует на истину в последней инстанции, но она неоднократно преграждала путь прочь от истины.
Что именно должна объяснять теория строения Солнечной системы? Прежде всего, конечно, существование планет, девяти небесных тел, довольно беспорядочно размещенных в пространстве: Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона. Должна объяснить их разницу в размерах. Меркурий насчитывает всего 3 032 мили (4 878 км) в диаметре, а Юпитер – 88 750 (142 800 км), что в 29 раз больше, а по объему – в 24 000 раз. Разница громадная. Теория должна найти причину различия в химическом составе планет: Меркурий состоит из железа, никеля и кремния, Юпитер – из водорода и гелия. Должна обосновать тот факт, что чем дальше планеты от Солнца, тем они больше, за исключением крошечного Плутона, замерзающего во тьме. Мы немного знаем о Плутоне, а то, что знаем, проводит нас в смятение. Например. Все прочие планеты обращаются вокруг Солнца примерно в одной плоскости, а орбита Плутона наклонена под заметным углом. Траектории всех планет близки к окружности, а у Плутона она столь вытянута, что порой он ближе к Солнцу, чем Нептун.
И это далеко не все, что должна прояснить наша теория. Вокруг большинства планет движутся меньшие: знакомая нам всем Луна; Фобос и Деймос, крошечные близнецы-спутники Марса; Юпитер с его 16-ю спутниками; Сатурн с 17-ю… Даже у Плутона есть спутник, именем Харон, и э т о тоже странно. Сатурну повезло: вокруг него целые к о л ь ц а малых небесных тел – широкая тонкая лента из движущихся по постоянной орбите каменных осколков, которая выглядит как составленная из мириадов окружностей. Внутри этой ленты движутся спутники, как у любой другой планеты. Не будем забывать и об астероидах – тысячах небольших кусков пород, то сферических, подобно планетам, то угловатых, как всякая глыба, – львиная доля которых обращается вокруг Солнца между Марсом и Юпитером. Есть еще кометы, несущиеся к Солнцу из неохватного облака Оорта, далеко за Плутоном, и в этом облаке т р и л л и о н ы комет. Есть пояс Койпера, напоминающий астероидный, но опять же за орбитой Плутона. Нам известны более тридцати тел Пояса, но предполагается, что их сотни тысяч. В конце концов, есть метеориты, разнокалиберные камни, время от времени пересекающие Солнечную систему…
У каждого из «соседей» свои заморочки. Меркурий – раскаленный докрасна и изрытый кратерами каменный шар. Атмосфера Венеры состоит из серной кислоты; направление ее вращения иное, чем у почти всего в Солнечной системе, и считается, что планета каждые сто миллионов лет или около того полностью обновляет свою поверхность в сотрясающем ее недра спазме вулканической активности. На Земле есть океаны и процветает жизнь; поскольку мы на ней живем, то находим ее самой гостеприимной из планет, но немало инопланетян пришли бы в ужас от ее смертельно ядовитой разъедающей кислородной атмосферы. Марс покрыт каменистыми пустынями, а на полюсах – сухим льдом. Юпитер – газовый гигант с ядром из водорода, сжатого до металлической твердости, и, возможно, еще одним ядром из скальной породы внутри первого, маленьким в масштабах Юпитера, но примерно в три раза превосходящим Землю в размере. Сатурн со своими кольцами все равно выделяется среди других обладателей колец – Юпитера, Урана и Нептуна, – потому что кольца последних отнюдь не так внушительны. Уран скован оболочкой из замерзших метана и аммиака, а ось его вращения наклонена так сильно, что вращается он лежа на боку. Нептун похож на Уран, только без нелепых наклонов. Плутон, как уже говорилось, переплюнул всех. Нам даже неизвестно в точности, насколько он велик и тяжел, но в любом случае эта планета как лиллипут в стране газовых великанов.
Верно… теория происхождения Солнечной системы должна объяснить в с е э т о. Все было гораздо проще, когда считалось, что планет шесть, плюс Солнце да Луна – и в с ё. Будь Солнечная система творением совершенного существа, какое уважающее себя совершенное существо стало бы так все у с л о ж н я т ь?

Потому что все с а м о с о б о й усложняется, вот почему. Сейчас бытует мнение, что Солнечная система образовалась вся разом из достаточно сложных начальных составляющих. Но к этому предположению мы пришли не сразу.
Первая вразумительная (по нынешним стандартам) теория образования планет была выдвинута великим немецким философом Иммануилом Кантом около 250 лет назад. В представлении Канта все началось с огромного облака материи – больших и малых каменных глыб, пыли, газа, – собиравшихся в одно целое посредством гравитационных взаимодействий.
Почти 40 лет спустя французский математик Пьер-Симон де Лаплас предложил альтернативную невероятной красоты теорию, главный недостаток которой был в том, что она не работала. По мнению Лапласа, Солнце образовалось прежде планет, возможно, в результате некоей кантовской агрегации. Так или иначе, древнее Солнце было гораздо больше нынешнего, поскольку еще не достигло окончательной плотности, и атмосфера его простиралась далеко за тот предел, где сейчас орбита Плутона. Подобно волшебникам Незримого Университета, Лаплас считал, что Солнце – колоссальный костер, чьи «дрова» постепенно сгорают. Тогда по мере старения Солнце остывало бы. И теряло бы в объеме, так как газ при охлаждении сжимается.
Речь теперь пойдет о неотъемлемой особенности движущихся тел, вытекающей из другого детища Ньютона – закона(ов), носящих его имя. Всякому вращающемуся телу присуща величина, называемая угловым моментом, зависящая от массы, скорости вращения и удаления данной точки от центра. Согласно Ньютону, угловой момент сохраняется и может быть перераспределен, но никогда не исчезает и не появляется сам по себе. В случае, если вращающееся тело сократится в размере, но скорость вращения не изменится, угловой момент будет потерян; таким образом, для компенсации скорость должна возрасти. Так фигуристы исполняют элементы с быстрым вращением: сперва медленно, разведя руки в стороны, а затем постепенно прижимают их к телу. Более того, вовлеченное во вращение вещество испытывает действие силы, центробежной силы, пытающейся отбросить его от центра.
Лаплас задался вопросом, способна ли центробежная сила, действующая на вращающееся газовое облако, опоясать экватор кольцом из газа. По его вычислениям, это должно случиться, если сила тяготения, влекущая кольцо по направлению к центру, равняется центробежной силе, старающейся отбросить его. Процесс прошел не однажды, а несколько раз, в то время как газ не переставая сжимался, и так уменьшающееся Солнце должно было окружить себя серией колец, лежащих в одной плоскости со своим экватором. Теперь представьте, что каждое кольцо сгустилось в единое целое… Планеты!
В отличие от кантовской, теория Лапласа не оставила без внимания тот факт, что планеты движутся приблизительно в одной плоскости и обращаются вокруг Солнца в направлении вращения светила. Помимо того, нечто подобное могло случиться и тогда, когда кольца образовывали планеты, и в таком случае движение спутников тоже было бы объяснено.
Нетрудно сложить воедино лучшие качества теорий Канта и Лапласа, и подобная комбинация удовлетворяла ученых в течение почти столетия. Но потом постепенно выяснилось, что наша Солнечная система вовсе не столь упорядоченна, как полагали Кант и Лаплас. Орбиты астероидов могут быть сколь угодно далеки от окружности, а некоторые спутники вращаются «не в ту сторону». В Солнце сосредоточены 99% массы Солнечной системы, но на планеты приходится 99% углового момента. То ли Солнце вращается слишком медленно, то ли планеты вокруг него – чересчур быстро.
До образования диска Солнечная система и Солнце были случайного размера облаком межзвездного газа и пыли. Случайные колебания спровоцировали резкое сжатие облака, при котором все его содержимое устремилось приблизительно (не в точности) к одной точке в центре. Всего-то нужно для такого сжатия, что сгущение вещества в некоторой области, гравитация которой впоследствии притягивает еще какое-то количество вещества. Такое сгущение может быть вызвано самопроизвольными колебаниями – остается только ждать. Но начавшийся процесс протекает на удивление быстро, всего лишь за десять миллионов лет от начала до конца. Сперва сжимающееся облако более-менее сферическое. Однако, вся галактика вовлекает его во вращение, и при этом «полюса» движутся медленней, чем экватор. Правило сохранения углового момента предписывает облаку, сжимаясь, начать вращаться, и чем сильней сжатие, тем быстрее. По мере увеличения скорости вращения облако уплощается почти до диска.
Более точные вычисления показывают, что близ центра диск формирует утолщение с высокой плотностью, в котором находится большая часть вещества облака. Плотность возрастает все больше; энергия силы притяжение переходит в тепловую, и температура б ы с т р о у в е л и ч и в а е т с я. Когда она поднимается до определенного значения, запускаются ядерные реакции: возникает звезда. Тем временем частицы вещества в диске случайным образом сталкиваются и слипаются, тоже не очень-то упорядоченно. Некоторые сгустки отбрасываются на невозможно эксцентрические орбиты или отклоняются с плоскости диска, но большинство их все же ведет себя пристойно и превращается в старые добрые планеты. Миниверсии тех же самых процессов снабжают большинство планет спутниками.
Химикам придраться тоже не к чему. Возле Солнца новоиспеченные планеты очень сильно нагреваются, слишком сильно для образования воды в твердой фазе. Ближе к краю, в районе орбиты Юпитера (если речь идет об облаке, способном образовать наше Солнце и Солнечную систему), вода способна к замерзанию. Это различие важно с точки зрения химического состава планет, главными составляющими которого являются три элемента: водород, кислород и кремний. Водород и кислород, как оказывается, – два наиболее распространенных элемента во Вселенной, если не считать совершенно химически инертного гелия. Кремний не столь распространен, но также нередко встречается. При взаимодействии кислорода и кремния получаются силикаты, горные породы. Но даже если кислород может управиться со всем доступным кремнием, около 96% его остается в свободном состоянии, и они соединяются с водородом, образуя воду. Водорода настолько много – в тысячу раз больше, чем кислорода, – что практически весь кислород, не пошедший на образование горных пород, связывается в воду. Так что, очевидно, самое часто встречающееся соединение в нашем диске – вода.
Вблизи звезды эта вода жидкая или даже газообразная, но начиная с Юпитера – твердый лед. ?? Потому неудивительно, что планеты там больше и (для начала сойдет) покрыты льдом. Ближе к звезде они меньше и состоят из камня. Но великаны могут прибавить к изначальному преимуществу в массе еще одно, более значительное. Всякое тело с массой в десять раз больше земной может притягивать и у д е р ж и в а т ь самых представительных элемента диска – водород и гелий. Так большие сферы разбухают еще больше за счет этих двух газов. Тем же путем они могут обзаводиться соединениями наподобие метана и аммиака – легкими газами, расположенными ближе к звезде.
Эта теория объясняет многое. Она вполне убедительно толкует главные отличительные черты Солнечной системы. Она оставляет лазейку для умеренного отклонения от предписанного ньютоновской механикой движения. Она согласуется с результатами наблюдений за сгущающимися газовыми облаками в удаленных уголках космоса. Она, быть может, не совершенна, и, чтобы объяснить странности Плутона и иже с ним, возможно, потребуются отдельные изыскания, но бóльшая часть важных особенностей находит свое объяснение.

Будущее Солнечной системы по крайней мере столь же интересно, сколь ее прошлое. Картина Солнечной системы, вытекшая из идей Ньютона и его современников, очень походила на описание исполинского часового механизма, астрономической машины, которая, будучи однажды запущена, продолжала бы следовать набору несложных математических правил и тикать себе до бесконечности. Тогда даже с о б и р а л и астрономические машины* с великим множеством колесиков и миниатюрными бронзовыми планетами с лунами из слоновой кости, приводимые в движение поворотом рукоятки.
Сейчас известно, что в космических часах шарики могут зайти за ролики. Не сразу, но попутно в Солнечной системе могут произойти значительные изменения. Основная причина в хаосе, хаосе в смысле его «теории», со всеми этими разноцветными фракталами – быстро развивающимся разделом математики, вторгающимся во все прочие науки. Хаос предполагает, что простые правила вовсе не обязательно приводят к простому поведению – к такой догадке постепенно приближаются Думминг Тупс и остальные волшебники. В сущности, простые правила могут вызвать поведение, в некотором отношении не чуждое элементов случайности. Хаотичные системы поначалу ведут себя предсказуемо, но по достижении некоего «предела ожидаемости» ни один прогноз не срабатывает. Погода хаотична, и ее предел ожидаемости составляет около четырех дней. Солнечная система, как нам теперь известно, также хаотична с пределом ожидаемости в десятки миллионов лет. Например, мы не можем с уверенностью утверждать, с какой стороны Солнца будет находиться Плутон через сто миллионов лет. О р б и т а будет та же, но положение планеты на этой орбите совершенно непредсказуемо.
______________________
*В оригинале после «celestial machines» стоит слово orrery, аналога которого в русском языке нет. (Прим. пер.)
_________________
Все будет зыкински! И будь спок

Добавлено: Mon Feb 07, 2011 3:18 pm     Заголовок сообщения:

Да и без пивка пойдёт!
____________ imho ___________

[Ссылка убита. Нэнни]

Добавлено: Wed Mar 09, 2011 8:09 pm     Заголовок сообщения:

а дальше?

Добавлено: Fri Jul 15, 2011 6:31 pm     Заголовок сообщения:

И что? Проект заглох?
_________________
"Главное в дрессировке кошки - сделать вид, что ты отдал ей именно ту команду, которую она выполнила"(с)

Добавлено: Sat Jul 16, 2011 6:27 pm     Заголовок сообщения:

Судя по всему, заглох. К сожалению. Хорошая книжка, и, что самое обидное, мне не удалось найти перевода всей книги. Не любят её, что ли. Другие книги Пратчетта переводят, даже можно сравнивать переводы (например, "Зимних дел мастер" или "Кулинарная книга" и т.д.) а "Науке" не повезло. Мне она скучной не показалась. Вероятно, "Наука" более трудна в переводе.

Добавлено: Sat Jul 16, 2011 6:33 pm     Заголовок сообщения:

Видимо, действительно трудновата...

_________________
As the Harvard Law of Animal Behaviour puts it: 'Experimental animals, under carefully controlled laboratory conditions, do what they damned well please.'

Добавлено: Mon Aug 08, 2011 7:43 am     Заголовок сообщения:

А кто нибудь видел другие варианты перевода? Может кто-то продвинулся дальше?
_________________
"Главное в дрессировке кошки - сделать вид, что ты отдал ей именно ту команду, которую она выполнила"(с)

Добавлено: Mon Aug 08, 2011 8:50 am     Заголовок сообщения:

Дальше, вроде, никто не продвинулся. В ЖЖ я видел перевод второй Науки, но был ли он завершён не знаю.
_________________
GNU Terry Pratchett

Добавлено: Wed Aug 24, 2011 9:17 am     Заголовок сообщения:

Нет, там тоже застопорилось. Я периодически забегаю в этот журнал. На середине прервалось и всё. А потом пошли переводы детективов. Жаль.
Не везёт "Науке", а книжка-то смешная, по своему, но смешная. То, что удалось найти и прочитать, мне, откровенно говоря, понравилось куда больше, чем "Движ. картинки", например, или "Мелкие Боги".

Добавлено: Wed Aug 24, 2011 10:03 am     Заголовок сообщения:

"Движущиеся картинки" странно смотрятся в одной строчке с "Мелкими богами")
По-моему, очевидно, что "Картинки" на порядок слабее, а вот упоминание "Мелких богов" с негативным оттенком, а не как одной из лучших книг Терри, я встречаю впервые +)
_________________
If dreams can't come true, then why not pretend?

Добавлено: Wed Aug 31, 2011 6:04 am     Заголовок сообщения:

На самом деле "Мелких боги" - одна из лучших вещей в "Плоскомирье", возможно, потому что общая мысль выражена в одной книге а не "размазана" по всему подциклу. А возможно, потому что не ставила себе мироформирующей задачи, а лишь рассматривала одну четко выраженную проблему. В этом смысле конкуренцию "Мелким богам" могут составить разве что "Пирамиды" (тоже внесерийное, кстати, произведение). Впрочем, для этой темы это, пожалуй, оффтоп.

Добавлено: Sun Feb 03, 2013 5:28 pm     Заголовок сообщения:

Новый перевод "Науки Плоского Мира" (второе издание)
http://discworld-science-rus.blogspot.ru