Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки
Шрифт:
Он доказал, что целый ряд научных вопросов может быть решен при наличии небольшого количества элементарных знаний (а на деле — путем догадки), если руководствоваться одним простым правилом. Взяв в качестве примера вопрос о настройщиках, Ферми показывал, как можно использовать самые приблизительные предположения о численности населения, о доле в нем людей, владеющих пианино и роялями, а также о том, как часто нужно настраивать инструменты, чтобы найти приблизительный ответ. Затем он убеждал студентов, что тем же способом можно приблизиться к верным ответам на самые разные научные вопросы, например: какова масса Земли? какие люди ходят быстрее: высокие или низкие? какая часть съеденной пищи требуется для физического труда и какая — для поддержания жизни в организме? какова общая масса всех учеников в вашей школе или коллег в вашем офисе? сколько клеток в человеческом организме? Подобные вопросы получили общее название «вопросы Ферми» и часто используются в педагогике.
Итак, зададимся вопросом, который не требует сведений ни о Чикаго, ни о клавишных музыкальных инструментах: сколько лет жизни в среднем теряет курильщик? Возможно, вы проворчите: «Ну вот, вместо Чикаго и инструментов от меня теперь потребуются знания о раке, продолжительности жизни и прочих подобных вещах». Но ведь мы повседневно впитываем
Допустим, вас силой заставляют ответить на этот вопрос, приставив к затылку пистолет или загоняя под ногти иголки. Каким образом вы попытаетесь спасти свою жизнь или пальцы?
Должно быть, вы знаете, что курение убивает не само по себе, а повышая вероятность рака и сердечно-сосудистых заболеваний, а эти заболевания обычно развиваются после пятидесяти. Вы знаете также, что большинство людей проживает не более восьмидесяти лет. Так что ответ должен находиться где-то в промежутке от 0 до 30. Он равнялся бы нулю, если бы эта вредная привычка не укоротила бы ни одну жизнь, и тридцати, если бы каждый курильщик умирал в день своего пятидесятилетия. Очевидно, что нулю ответ не равняется, иначе не было бы самой проблемы и мы не задавались бы этим вопросом. Так что корректнее будет сказать, что минимальный ответ — 1 год, а максимальный — 30 лет.
Итак, у вас есть то, что математики называют верхней и нижней границами (см. главу «А все началось с обеда…»), — 30 и 1. А теперь в игру вступает то самое простое правило, о котором я упоминал выше: вам нужно вычислить среднее геометрическое между верхней и нижней границами. Для этого следует умножить верхнюю и нижнюю границы друг на друга и извлечь из произведения квадратный корень: 1 x 30 = 30, а квадратный корень из 30 будет порядка 5,5.
Использовав эти нехитрые фрагментарные знания — или, проще говоря, догадки, — мы получили некий ответ: 5,5. На самом деле правильный ответ — 6,5, так что мы были не так уж далеки от истины.
Есть еще один совет, который может пригодиться, когда имеешь дело с вопросами Ферми. Число можно округлить до 3, в сутках может быть 25 часов, каждый взрослый весит около 65 килограммов, шар с диаметром D имеет примерно тот же объем, что и куб со стороной D, и так далее. Подобные округления и приближения могут оказаться довольно полезными, а иногда результаты прикидок даже взаимно компенсируются.
Получить ответ, настолько близкий к правильному, как 5,5 к 6,5, — это не просто счастливое совпадение. Используя подобную методику, можно получить число, которое ученые называют правильным порядком величины. Это означает, что ваш ответ будет отличаться от правильного не более чем на порядок. На первый взгляд не слишком многообещающий итог, и в обычной жизни от таких результатов действительно мало толку. Вам хочется знать размеры своей зарплаты, пенсии, свой вес и прогноз лечения гораздо точнее, но в науке порой хоть какой-нибудь ответ лучше, чем совсем никакого.
Ту же самую методику приблизительной оценки вы можете применить, если нужно ответить на вопросы типа «Сколько человек сейчас летит на самолетах над территорией США?» или «Какой длины сосиска получится из коровы средних размеров?», — ответ попадет все-таки в мишень, а не уйдет в молоко. (Кстати, заодно можете прикинуть, сколько обычных сосисок влезет в стандартный бидон для молока или сколько молочных бидонов потребуется, чтобы заполнить пассажирский самолет.)
Слово «шовинизм», часто употребляемое в сочетании «мужской шовинизм», — это убежденность, что мужчины в чем-то превосходят женщин. Однако подлинное значение этого слова — фанатичный патриотизм. Термин произошел от имени полумифического персонажа Николя Шовена, фигурировавшего в нескольких французских водевилях первой половины XIX века, — весьма националистически настроенного солдата, служившего в армии Наполеона Бонапарта.
Современный пример шовинизма, в котором на самом деле содержится зерно правды, я нашел в очерке, включенном в ливийский учебник английского языка, который написал некий Мухаммед А. Манна’. В очерке, пытающемся восстановить историческую справедливость, подчеркивается вклад арабских народов в развитие науки. Приведу отрывок из этого оригинального опуса под названием «Арабские ученые», сохранив все изобилующие в нем грамматические ошибки, ошибки в написании имен собственных, фактические ошибки и неточности, не говоря уже о построении фраз.
«К сожалению, западные писатели и в особенности ориенталисты редко уделяют внимание трудам арабских ученых.
Европейские авторы время от времини фабрикуют клеветнические истории с ложно трактуемыми фактами, касающимися способностей арабов принимать участия в любых выдающихся умениях благодаря знанию.
Чтобы пролить на происходящее свет истины, наш неукаснительный долг — рассказать о работе, проделанной арабскими учеными, и тем самым воспрепятствовать ложным обвинениям.
Нет никаких сомнений в том, что, пока Европа тонула во тьме невежества, а Америка и вовсе была неизвестна истории, арабы уже являли собой выдающуюся фигуру на сцене науки.
Европейцы так толком и не умели считать, пока Джабер Эль-Аш’били не изобрел в 1196 году Алгебру, которая и поныне носит его имя [70] .
В астрономии Ибн Эльхейтам Альбасари изменил ход истории, изобретя микроскоп, что придало астрономии практическую ценность. Очевидно, что англичанин Бикон изобрел современный микроскоп сразу после того, как прочитал книги Альбасари, в которых тот описывал космос как темную и вечную ночь, и только в окружающей планеты атмосфере присутствует свет — отраженный свет солнца.
В медицине арабские ученые были первыми, кто достиг высот в анатомии и хирургии, а также они играли заметную роль в разработке фармацевтических лекарств и излечении многих инфекционных заболеваний, таких, как оспа, корь, чесотка, дизентрия, дизурия, выкидыши, чума, холера и других; а также в диагностике всех видов патогенеза.
Пока европейцы практиковали шарлатанство как способ лечения пациентов, вводя их в заблуждение при помощи всяких трюков, и пока они верили, что болезни — это “зло”, вызванное природой, арабские ученые считали эту теорию ретроградской и не заслуживающей беспокойства, и они открыли “заразу”, которая представляет собой сообщение болезни при контакте со страдающим ей человеком, задолго до появления Луи Пастера.
Более того, арабские ученые были сведущи в Химии и осуществили процесс анализа в дополнение к их вкладу, касающемуся неорганической Химии, которая изучает минеральные
Вдобавок к этим научным завоеваниям они — несмотря на то, что были кочевниками, — не пренебрегали и земледелием, про которое в книгах Закарии Аль’ашбейли ясно указывается на заметные арабские достижении в культивации почвы, будь то постьба, фермерское дело, возделывание земли или садоводство, в управлении землями, а также в изучении питания растений, ирригационных систем и удобств климата в отношении определенной почвы на конкретный период высаживания растений.
К концу X века арабские ученые изобрели материалы перегонки, исходное сырье для фильтрации и приготовления алкоголя и работу металлургии.
Ни один современный ученый не дерзнет отрицать, что слова “алкоголь”, “аламбик” [71] и поташ и по сей день сохраняют арабское происхождение.
Музыка долгое время была предметом насмешек, но десять столетий назад она расцвела, когда Эль-Фараби сочинил первую музыкальную ноту, под каковую симфонию испанские тинейджеры танцуют до сих пор.
Не было совсем никакой географии, пока Эль-Идрисси не нарисовал первую карту мира, отобразив физические качества земной поверхности и распределение суши и воды; континенты и океаны. Христофор Колумб, известный мореплаватель, открыл Вест-Индию пять столетий назад, сразу после того как он ознакомился с картами Эль-Идрисси, на которые он полагался во время своих странствий.
Арабы основали фабрики по производству железа и стали; оружие и боеприпасы; стекло и хрусталь; сыра-мятни и фабрики текстиля и шелка, прядение шерсти, хлопка и льна на Иберийском полуострове.
Кроме того, Абдуррахман Эль-Бадр первым изобрел литографию и книгопечатание за восемь веков до появления на свет немца Гуттенберга.
Вдобавок ко всему арабские ученые продемонстрировали большую склонность к геометрии, метафизике и философии. Мухиддин Эль-Араби и Эль-Маарри оставили великое литерарное наследие, из которого современные философы слишком часто выхватывают цитаты. И нельзя упускать, что “Описание Рая” итальянца Данте Аллегьери есть не что иное, как цитата из “Рисалат Эль-Гуфран” Эль-Маарри [72] .
Ибн Халдун написал свои священнические и социологические книги задолго до того, как появились на свет британцы Сэмюэл, Шекспир и Бекон, француз Декарт и немец Артур Шопенгауэр.
Очевидно, что пока другие нации жили в пещерах и хижинах, арабские архитектуры, ценившие красоту во всех ее формах, возводили и украшали дворцы, здания и мечети по всей Южной Европе и Африке на всем протяжении до Дальнего Востока.
Ориенталисты использовали несколько писаний по Химии и механизму из книг Ибн Сины (Авеценна), Эль-Газали, Ибн Эрруми, Эррази и других. Но эти ориенталисты не только присвоили работы, писания, изобретения и идеи, а также теории арабских ученых, скопировав их, чтобы заполучить в свою собственность, они даже отрицают существование истинных составителей.
Очень трудно собрать все работы арабских ученых в укороченной статье, ведь на это потребовалось бы много томов.
Не столь важно помпезно демонстрировать великие работы наших прародителей, но в силу того, что некоторые ориенталисты и экстремистские элементы, финансируемые сионистами, противоправно используют их перме-ментные, безграничные и беспочвенные аспекты, важно со всей неизбежностью сводить на нет фальшивые обвинения, выдвигаемые без доказательств, а с другой стороны, являть миру работы тех гениальных ученых, которые проложили путь Цивилизации XX столетия».
70
Вообще говоря, слово «алгебра» произошла от названия труда великого хорезмийского математика, астронома и географа Мухаммеда ибн Мусы Хорезми (ок. 783 — ок. 850) «Книга о восполнении и противопоставлении» («Ал-китаб ал мух-тасар фи хисаб ал-джабр ва-л-му-кабала»). Кстати, от латинизированной формы имени этого ученого произошло и слово «алгоритм». Что имел в виду в данном случае автор приводимого отрывка, остается неясным. В дальнейшем все неточности и ошибки Мухаммеда А. Манна’ комментироваться не будут. (Прим. ред.).
71
Перегонный куб. ( Прим. перев.).
72
Здесь комментарий все же необходим. Аль-Маарри (Абу-ль-Ала Ахмед ибн Абдулла ибн Сулейман ат-Танухи) (973-1057/1058) — арабский поэт, философ и филолог. Родился в семье филолога в сирийском городе Мааррат Ан-Нуман. Потерял зрение на четвертом году жизни, что не помешало ему получить отличное образование и написать большое количество сочинений на самые разные темы. Его произведение «Послание о помиловании» («Рисалят-аль-Гуфран», 1033) — остроумная и лукавая фантастическая пародия (в духе Лукиана) на традиционные мусульманские описания загробной жизни. Ни для кого не секрет, что Данте, владевший арабским языком, читал эту работу и в каком-то смысле вдохновился ею. ( Прим. ред.).
В тяжелые минуты мне, как англичанину арабского происхождения (моя фамилия как раз происходит от ремесла «окрашивания шерсти в разные цвета»), доставляет огромное удовольствие перечитывать «Арабских ученых», желательно с бокалом алкоголя и первой музыкальной нотой, сочиненной Эль-Фараби, звучащей из музыкального центра. И тем не менее при всей своей местами (sic!) непробиваемости, неосознанном юморе, грубых ошибках и при всем своем сомнительном владении английским языком господин Манна’ упомянул целый ряд философов и ученых, по большинству незнакомых западному читателю, которые совершили важные и зачастую фундаментальные открытия, во многом заложившие основы современной науки. Вот только как это Манна’ избежал соблазна и не указал, что Данте, возможно, на самом деле звали Данте Али Гиерри?..
А вот это очень интересный вопрос, и не потому, что он представляет интерес сам по себе, а потому, что порождает массу глупых ответов. Даже я сам придумал их немало. Вот некоторые выдержки из моих попыток объяснить это обстоятельство:
«Давайте начнем с одного простого факта — у зеркала нет предпочтений, что именно отражать…»
«Как выяснилось, лево и право — не абсолютные понятия, в отличие от верха и низа. К примеру, у пирамиды нет ни левой, ни правой стороны, хотя есть верх и низ…»