Лев Генденштейн - Алиса в стране математики
- Название:Алиса в стране математики
- Автор:
- Жанр:
- Издательство:Паритет Лтд
- Год:1994
- Город:Харьков
- ISBN:5-86906-066-4
- Рейтинг:
- Избранное:Добавить в избранное
-
Отзывы:
-
Ваша оценка:
Лев Генденштейн - Алиса в стране математики краткое содержание
Книга построена на занимательных сказочных сюжетах с
персонажами всемирно известных сказок Льюиса Кэрролла «Алиса в
Стране Чудес» и «Алиса в Зазеркалье» и призвана пробудить у детей
интерес к математике, развить творческое воображение и логическое
мышление. В книге содержатся также исторические экскурсы,
знакомящие с великими математиками и историей возникновения и
развития математики с древности до наших дней.
Алиса в стране математики - читать онлайн бесплатно полную версию (весь текст целиком)
Интервал:
Закладка:
Сходство-различие нашего настоящего мира и «зазеркалья» привлекало во все времена детей, учёных и сказочников. А Льюис Кэрролл, который был и учёным и сказочником, сделал его главным мотивом своей замечательной сказки «Алиса в Зазеркалье».
«Зазеркальный мир» так похож на настоящий, что если сделать «зеркальную фотографию» — для этого достаточно перевернуть негатив — то почти никто не сможет отличить такую фотографию от правильной (если, конечно, на ней не будет вывесок!).
Разгадка удивительного сходства двух миров — «зазеркального» и настоящего — состоит в том, что почти все предметы вокруг нас обладают зеркальной симметрией . Это означает, что левая и правая стороны у них одинаковы. (А если некоторые различия всё-таки есть, то благодаря им можно отличить зеркальное отражение от самого предмета — помните родинку на щеке у Алисы и её бант?)
Понятие симметрии родилось применительно к искусству: само слово «симметрия» означает по-гречески «гармония», «соразмерность». Действительно, симметричные предметы кажутся нам красивыми. И не только нам: все народы во все времена старались сделать симметричными здания, узоры и скульптуры.
Обычно говорят, что предмет обладает симметрией, если с ним можно что-то сделать, но он при этом останется таким же . Например, если можно незаметно поменять левую и правую стороны предмета, то он обладает зеркальной симметрией. Такой же симметрией обладает и предмет, у которого можно незаметно поменять «верх» и «низ».
Симметрия может быть не только зеркальной. Многие предметы не изменяются, если повернуть их на какой-то угол. Например, любую снежинку можно повернуть на одну шестую часть полного оборота, и после этого никто не отличит её от неповернутой! Такой же «поворотной симметрией» обладают многие цветы и узоры
А вот шар можно поворачивать как угодно, да ещё у него можно менять левую и правую стороны или верхнюю и нижнюю — он останется тем же шаром! Поэтому говорят, что шар обладает самой высокой симметрией
Ещё один вид симметрии связан с переносом : например, если идти вдоль забора, он «не изменяется». Таким же видом симметрии обладают узоры на обоях. Эта симметрия называется «переносной»
Переносная симметрия является главным свойством всех кристаллов : атомы в кристаллах расположены в совершенно правильном порядке. На этом рисунке изображена модель одного из кристаллов (шарики обозначают отдельные атомы). Полный перечень всех возможных видов симметрии кристаллов составил русский учёный Фёдоров; таких видов оказалось 230
До работы Фёдорова симметрией, в основном, интересовались математики, художники и архитекторы: математики — потому что они вообще интересуются любыми закономерностями, а художники и архитекторы — красоты ради. Однако в XX веке симметрией всерьёз заинтересовались и физики — они догадались, что симметрия многих предметов вокруг нас обусловлена симметрией законов природы !
Тогда физики начали искать новые виды симметрии — и нашли, причём неожиданно много. Знаменитые слова Галилея о том, что природа говорит с нами на языке математики, подтвердились опять.
Новые виды симметрии поражают воображение.
Например, у каждой элементарной частицы (мельчайшей частицы вещества) есть двойник — античастица , причем частица и античастица действительно напоминают зеркальных двойников — например, у них одинаковые массы (помните одинаковый рост у Ха-Ха и Ах-Аха?). А вот, скажем, электрические заряды у частицы и античастицы имеют противоположные знаки: если одна из них заряжена положительно, то другая — отрицательно. Так вот, если при каком-то столкновении частиц заменить все частицы на античастицы, то столкновение будет «выглядеть» точно так же — согласитесь, что это и правда очень похоже на сходство нашего мира с «Зазеркальем», только при новом виде «отражения» частицы переходят в античастицы.
Кстати «обычная» зеркальная симметрия тоже преподнесла физикам неожиданный сюрприз: оказалось, что «зазеркальный» мир на самом деле отличается от настоящего! Американские физики Ли и Янг изучили радиоактивный распад ядер некоторых атомов, и... обнаружилось, что точной симметрии между правым и левым в законах природы нет! Правда, нарушение зеркальной симметрии оказалось очень слабым — оно проявляется только в так называемых «слабых взаимодействиях» элементарных частиц, но удивительно то, что Природа отказалась всё-таки от точной симметрии!
НЕБЫЛИЦА О ПРИРОДЕ, КОТОРАЯ УЗНАЛА, ЧТО ЕСТЬ РАЗЛИЧИЕ МЕЖДУ ЛЕВЫМ И ПРАВЫМ
Природа не знала, где лево, где право,
И даже не знала, зачем это знать.
Века пролетали в трудах и забавах,
И звёзды рождались и гасли опять.
Но вот на какой-то далёкой планете
Какие-то физики вдруг завелись.
Они любопытными были как дети,
И вот как с Природой они обошлись:
Где лево, где право, они разгадали —
Для этого в атом пришлось им залезть.
Всё это Природе потом втолковали,
Причём повторили раз пять или шесть.
Где лево, где право, теперь она знает,
Но знание это мешает ей спать —
Полночи Природа не спит и решает:
С какой же ноги ей назавтра вставать?
ЗА́МОК, КОТОРЫЙ НЕВОЗМОЖНО ОБОЙТИ
Когда Алиса и Белый Кролик сели в лодку, Кролик взялся за вёсла и первым же взмахом обдал Алису брызгами с головы до ног.
— Как же я появлюсь теперь на королевском приёме в мокром платье? — огорчилась она. — Впрочем, до приёма мы, наверное, не доберёмся...
И действительно, хотя Кролик изо всех сил бил вёслами по воде, лодка только крутилась на месте, несмотря на все усилия Алисы, которая пыталась править, сидя в облаке брызг.
— Ты совсем не умеешь править! — упрекнул, наконец, Кролик Алису.
— Давайте поменяемся местами, — сразу же предложила Алиса.
Когда они пересаживались, лодка сильно качнулась. Алису это не испугало — плавать она умела, а её платье всё равно уже стало мокрым от брызг, но Кролик от страха часто-часто застучал зубами. Алису это так рассмешило, что она никак не могла начать грести.
Читать дальшеИнтервал:
Закладка: