«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
HelenКак же сложно быть подростком. Казалось бы, что нет ничего проще, как подойти к мальчику или девочке и сказать, что ты мне нравишься.Но нет, проблемы какие-то дурацкие в голове.Я своему ребенку посоветовала решать проблемы делами. Нравится кто-то? Подойди, познакомься простыми фразами: привет, как тебя зовут, самому представится, где учишься, где живёшь, есть ли домашние животные, есть ли братья сестры, чем занимается вне школы, какие есть увлечения, и прочее, угости шоколадкой, предложи сходить в кино, после уроков съесть по мороженому, на переменах поговорить об интересах. Обменяться номерами телефонов. Да куча всяких разностей. Можно ничего не говорить о своих «любовях», а входить в жизнь понравившегося человечка. Подарить карандаш простой и красивый, ручку, резинку стирательную. В столовой сесть рядом или место занять. Кидать комплименты приятные.Можно предложить сидеть вместе за партой.При влюбленностях подростков важно помнить, что самое главное, что есть у него -это жизнь и нет ничего важнее жизни. Родителям в такой трудный промежуток жизни подростка нужно быть рядом и поддерживать в ребенке самоуважение, развитие критичности мышления, рациональности общения.
Я влюбился в одноклассницу, но боюсь ей признаться. Что мне делать?
Алина Сен-ЛюкУжасная, некорректная акция, которая не учит добру и милосердию, ибо благотворительность — это когда от себя что-то отрываешь, а не у другого человека забираешь… Да и не было никогда у учителя моря цветов в вёдрах. Не все ведь в первых классах работают.
«Все эти акции вместо цветов — спекуляция чувствами учителя»: педагоги — о том, нужны ли им букеты на 1 Сентября




