«Алиса в Стране наук»: как биолог, математик и физик объясняют сказку Льюиса Кэрролла

Могли ли события, описанные Льюисом Кэрроллом в «Алисе в Стране чудес», произойти на самом деле? Политехнический музей задался именно таким вопросом и вместе с издательством «МИФ» создал книгу «Алиса в Стране наук». В ней российские учёные — физик Дмитрий Баюк, биолог Татьяна Виноградова и математик Константин Кноп — объясняют сказку Кэрролла с точки зрения своих дисциплин.
Волшебное уменьшение Алисы и биология

«Какое странное ощущение! — воскликнула Алиса. — Я, верно, складываюсь, как подзорная труба».
Алиса — человек, следовательно, она млекопитающее. Млекопитающие теплокровны, а значит, температура их тела не зависит от температуры окружающей среды. Итак, вопрос: до каких размеров Алиса могла бы уменьшиться, сохраняя теплокровность?
В наше время самые маленькие млекопитающие на Земле — карликовые многозубки (этрусские землеройки). Они достигают 3–4,5 см в длину и весят около 1,7–2 граммов. Такое маленькое животное теряет тепло очень быстро. Чтобы компенсировать потери энергии, оно вынуждено съедать за сутки пищи вдвое-втрое больше собственного веса!
Фактически многозубки и их близкие родственники — землеройки — почти всю жизнь проводят в поисках еды. Для некоторых из них даже двухчасовая голодовка смертельна. Кроме того, для получения энергии необходимо очень много кислорода, переносимого кровью. Поэтому сердце этих животных сокращается 1300 –1500 раз в минуту!
Алисе действительно повезло, что, уменьшаясь, она остановилась на размерах куклы. Еще немного — и пришлось бы ей с безумно колотящимся сердцем заниматься исключительно поисками еды.
Безудержный рост Алисы и физика

«Через минуту ей снова стало тесно — она продолжала расти. Пришлось ей выставить одну руку в окно, а одну ногу засунуть в дымоход».
Такие изменения размера, расширения и сжатия, можно наблюдать не только в Стране чудес, но и в реальности. Сжиматься и расширяться может даже вся Вселенная в целом. Более того — она просто обязана это делать!
Еще в начале 20-х годов прошлого века два математика — один русский, другой бельгиец — обнаружили, что теория относительности Эйнштейна устроена так, что Вселенная никак не может оставаться в покое: ей непременно надо либо сжиматься, либо расширяться, либо рождать материю из ничего.
Отдаленные галактики «убегают» друг от друга, причем чем больше расстояние между галактиками, тем с большей скоростью они удаляются. При разлете плотность материи во Вселенной, естественно, уменьшается. И если проследить эволюцию, то окажется, что когда-то Вселенная содержалась в единственной точке.
Случайные блуждания и математика

«— Скажите, пожалуйста, куда мне отсюда идти?
— А куда ты хочешь попасть? — ответил Кот.
— Мне все равно… — сказала Алиса.
— Тогда все равно, куда и идти, — заметил Кот».
В математике есть такой процесс — «случайные блуждания».
Представим себе водителя машины, который едет по городу и на каждом перекрестке случайно выбирает, ехать ли ему прямо, повернуть налево, направо или развернуться. Важно, чтобы выбор был действительно случайным и никак не зависел от выбора, который водитель делал на предыдущих перекрестках.
Как сделать случайный выбор? Например, водитель на каждом перекрестке дважды бросает монетку: первый бросок определяет, ехать ли и дальше по той же улице или повернуть на перпендикулярную; второй бросок определяет направление движения (вперед или назад по той же улице, направо или налево по перпендикулярной).
Оказывается, в таком движении очень много неслучайного — намного больше, чем кажется на первый взгляд. Например, существует теорема, утверждающая, что если город достаточно большой, а улицы его образуют строгую прямоугольную сетку, то водитель рано или поздно во всех случаях должен вернуться в исходную точку.
Но если бы мы умели так же свободно перемещаться и менять направление в трехмерном пространстве, то вероятность нашего возвращения в исходную точку была бы всего лишь 0,239 — то есть в исходную точку мы попадали бы реже, чем в одном случае из четырех.
Иллюстрации: iStockphoto (camelt)
Популярные комментарии
АндрейАбсолютно согласен! Надо ещё и математику убрать, а то учат детей думать и раскладывать по полочкам! И читать и грамотно общаться сейчас не в моде. Есть же нейросеть! И комментарии поможет написать! Отправлять в школу только на физкультуру, труды и ОБЗиР. А все остальные предметы платно и по желанию! Хотя и эти три предмета требуют особой подготовки, поэтому их надо тоже по желанию, а лучше вообще платно!
«Врачей жалко. А вас, тварей, нет». Честный монолог учительницы о том, что стоит за особым статусом педагогов
Виктория Ильина«Короткий ответ: никак» — пожалуй, самая спорная рекомендация статьи. Да, признание родителей не изменит прошлого, а разговор не гарантирует извинений. Но это не значит, что о пережитом нужно молчать. Между «устроить суд истории» и «закрыть тему» есть третья возможность: спокойно рассказать, что помнишь, что чувствовал и как это на тебя повлияло. Не ради мести или покаяния, а чтобы назвать пережитое своими словами и обозначить границы. Родители могут искренне не помнить — но статья лишь предполагает это, не зная обстоятельств конкретной семьи. Избирательность памяти сама по себе не доказывает ни забывчивости, ни правоты одной из сторон. Почему же защитная версия взрослых считается вероятной, а желание выросшего ребёнка высказаться объявляется попыткой «переписать детство»? Забыть старые обиды по приказу невозможно. Молчание не означает, что проблема решена. Исследования также показывают: пережитое в детстве насилие связано с повышенным риском повторения жестокого или пренебрежительного обращения со своими детьми. Поэтому очень важно не «оставить родителей в покое», а осмыслить свой опыт и не передать его дальше. Разумеется, разговор стоит подготовить и вести без оскорблений. А вот объявлять молчание универсальным способом исцеления — безответственно, важно не просто прекратить разговоры о прошлом, а именно разобраться, как не воспроизвести пережитую несправедливость уже в отношениях со своими детьми.
Родители били меня в детстве, а теперь говорят, что ничего не было. Почему они так делают?
Юрий НикольскийПолвека сохраняю вес. Утром встаю на весы. Если вес выше той отметки, что установил полвека тому назад, то в этот день пищи на четверть меньше предыдущего дня. Ем по 6 раз в день, йогурт за час до сна. Не редко толстеют в годы, когда перестают расти — здесь уменьшаются затраты, а привычка есть столько же сохраняется. Второй период после окончания учёбы — начинается спокойная жизнь. Третий период — организм стареет, то новые клетки образуются всё реже. Сейчас потребляю пищи в 3 раза меньше чем полвека тому назад. Для женщин ещё есть периоды, связанные с беременностью.
Дело не в гормонах: 10 ошибок, из-за которых вы не можете похудеть




