Татьяна Добрусина - Сверхновая американская фантастика, 1994 № 05

«О, прекрасная мысль», — сказал я. И через шестьдесят лет я вернулся к вопросу, что бы я хотел иметь по волшебству джинна. После долгих размышлений я пришел к прежнему заключению: «Дженнет, я не знаю, чего пожелать». «Ты безнадежен», — уже в который раз повторила она.

Но человечеству в целом есть что пожелать. И, если возможно, задаром, чтобы свалилось с неба по волшебству джинна.

В течение всей своей истории человечество испытывало нетерпимость к законам природы и старалось найти помощь извне. Оно обращалось с молитвами к богам и демонам, ангелам и сказочным феям.

И сегодня миллионы людей в Америке страстно обращаются к Богу в надежде, что он нарушит законы природы в результате их усердных молитв.

Тем не менее, если мы не ограничимся простыми наблюдениями над природой, мы придем к противоположному заключению. Мир далек от того, чтобы получить что-то из ничего, и более того, мы получаем ничто из нечто. Все живущее в конце концов умирает. Множество вещей, в том числе и трупы, распадаются от времени. Движение медленно и неуклонно останавливается, независимо от того движение ли это живого существа или неодушевленного предмета.

Подобные наблюдения заставили ранних философов и их последователей, вплоть до XVI века, считать, что и сама планета подвержена увяданию, разложению и медленному распаду. Удивительно, что она до сих пор не разрушилась, но европейские философы, по крайней мере, ожидают, что день Страшного суда уже близок, и всеобщий упадок предвещает этот день.

(Небесные же тела, несомненно, не подвергаются разрушению и изменению и продолжают вращаться вечно.) Их светила не гаснут, как земные костры. Их движение не замедляется. Аристотель (384–322 гг. до н. э.) считал, что земля и небо созданы из совершенно разных материй и подчиняются разным законам природы.

Только в XVI веке ученые были в состоянии определить, что и Земля и вся вселенная подчиняются одним и тем же законам природы. Но в то время они еще не могли объяснить, что все сущее на Земле в некоторой степени не подвержено разрушению. Есть такие особенности материи, которые так же вечны и неизменны, как на Земле, так и на небе.

(В XVIII веке, если я не ошибаюсь, ученые обнаружили, что все тем не менее, подвержено увяданию и распаду, и не только на Земле, но и в каждой частице вселенной. Это разрушение, тем не менее, по форме более трудноуловимо, чем думали древние.)

Возьмем, к примеру, бильярдные шары. Я уверен, что в бильярд играли задолго до того, как Исаак Ньютон (1642–1727 гг.) в 1687 году открыл закон движения. В бильярд многие искусно играют и сегодня, при этом не имея представления, как формулируются законы движения. Тем не менее, они знают, как движутся бильярдные шары, что происходит, когда они сталкиваются друг с другом или с бортиком бильярдного стола.

Когда бильярдный шар ударяется о край стола, он отскакивает, двигаясь с первоначальной скоростью в противоположном направлении, в зависимости от угла толчка. (В действительности он теряет скорость из-за трения между шаром, поверхностью и бортиком стола, но потеря скорости очень мала и мы ее не замечаем.) Таким же образом, два бильярдных шара, двигающиеся с равной сторостью, сталкиваются в центре стола, отскакивают и разлетаются в разные стороны с той же самой скоростью, с которой стремились друг к другу. Подобные наблюдения показывают, что скорость движения бильярдных шаров не уменьшается, если не принимать во внимание трение. Мы могли бы сказать, что скорость сохраняется и в то же время не сохраняется. Но это правомерно только при определенных условиях, когда все бильярдные шары имеют равную массу.

Представим себе два бильярдных шара, один из которых имеет большую массу, стремящиеся друг к другу с равной скоростью. Оба шара отскочат друг от друга, но более легкий будет двигаться быстрее, чем более массивный, и если скорости после столкновения будут суммированы, окажется, что они не будут равняться сумме скоростей до столкновения. Скорость не сохраняется.

Английский математик Джон Уоллис (1616–1703 гг.) в 1668 году заметил, что мерой движения является не только быстрота движения или, точнее, «скорость» (v), но масса, умноженная на скорость (mv). Этот результат он назвал «движение» или по-латински «momentum».

Измерения показывают, что количество движения (в современной физике — импульс) сохраняется. Независимо от того, как бильярдные шары (или что-то другое) ударяются и отскакивают, количество движения после столкновения точно такое же, как до него (опять при условии, что мы не принимаем во внимание трение).

И, тем не менее, все не так просто, как кажется на первый взгляд. Бильярдные шары совершенно упруги и почти ничего не теряют во время столкновения и отскока. А теперь представьте, что вы имеете два бильярдных шара, стремящихся друг к другу и в момент столкновения превратившихся в глиняные. Теперь мы имеем совершенно неупругое столкновение. Глина деформируется, шары слипаются и не отскакивают друг от друга. Действительно, они остаются совершенно неподвижными. Оба шара имели движение, когда стремились друг к другу, и теперь, когда они находятся в состоянии покоя, движение отсутствует, Что же произошло, ведь количество движения должно сохраняться?

Скорость — «векторная величина». Это значит, что она характеризуется не только быстротой движения, но и направлением. В сущности, «быстрота движения» является мерой движения в определенном направлении. Если мы указываем направление «быстроты движения», то она становится «скоростью». Так как движение — это несколько скоростей одновременно, оно также векторная величина, и направление движения так же должно быть учтено. Обычно принимают движение в определенном направлении, как положительную величину (+mv), а движение в противоположном направлении, как отрицательную величину (-mv).

Если два предмета с равной массой движутся навстречу друг Другу с равной скоростью, подвергаются неупругому столкновению, слипаются и становятся неподвижными, мы имеем пример, когда +mv суммируется с — mv и равняется нулю. Количество движения при этом сохраняется.

Если до столкновения один предмет движется немного быстрее, чем другой, затем они слипаются и двигаются по направлению предмета, имевшего большую скорость, с быстротой, достаточной для сохранения суммы количества движения; если два предмета частично упруги и отскакивают, но с меньшей быстротой, чем до столкновения, сумма количества движения по-прежнему неизменна.

Если два предмета сталкиваются под углом, они отскакивают друг от друга под углом. Если движение каждого предмета измерено с помощью «векторного анализа» до и после столкновения, и движение каждого предмета приобрело положительный и отрицательный компонент, то в результате движение сохраняется.