Нгуэн-Ким Май Тхи - Комично, как все химично! [Почему не стоит бояться фтора в зубной пасте, тефлона на сковороде, и думать о том, что телефон на зарядке взорвется]

Вот вам креативное задание. Представьте, что вы руководите фабрикой по производству шариков для настольного тенниса и перед вами проблема: люди играют в него все меньше. Чтобы избежать банкротства, вы должны придумать для шариков новое применение. Сколько разных вариантов приходит вам в голову? Позвольте себе мыслить новаторски, сумасбродные идеи приветствуются, даже если воплотить их было бы непросто.

Именно такую задачу поставила Фос перед обеими группами участников. Идеи, выдвинутые участниками из неприбранной комнаты, были креативнее и неординарнее. В частности, предлагалось использовать шарики для пинг-понга в качестве формочек для льда или для моделей молекулярных структур. Креативным людям присуще неординарное мышление и видение вещей в нетривиальном контексте, они способны увязывать между собой неродственные предметы и явления. И кажется, человеку в этом помогает беспорядок.

В другом эксперименте Фос предложила участникам испытаний фруктовые смузи, на этикетках которых значилось «классический вкус» или «новый вкус» – на выбор. Находившиеся в прибранной комнате предпочли классику, а пребывавшие в условиях беспорядка – новинку. Так что хаос во одушевляет нас на неизведанное, неординарное, новое.Так Фос обнаружила хорошую сторону хаоса. Ведь без креативного и новаторского мышления, без смелости дерзать были бы немыслимы ни искусство, ни научный прогресс. И при всем вышесказанном мной о критическом отношении к психологическим исследованиям признаюсь, что именно на этот научный вывод я охотно ссылаюсь в случаях, когда какой-нибудь непрошеный гость оказывается свидетелем хаоса на моем рабочем столе.

Как ученому-химику мне и хаос нравится рассматривать с точки зрения термодинамики. Термодинамика– это совершенно чудесная область, где сходятся физика и химия. Ее законы несколько напоминают права человека, только применительно к молекулам. Они не делают различий между разными частицами. Будь ты молекулой кислорода или атомом золота – законы термодинамики распространяются на все объекты, молекулы, атомы, физические и химические процессы.

Термодинамика (вместе с квантовой механикой) представляет собой самое фундаментальное научное понимание этого мира и вселенной. Она гласит: вселенная стремится к хаосу. Иначе, наверное, могло бы случиться так, что, пока я пишу эти строки, начала бы вдруг задыхаться на ровном месте, поскольку молекулы воздуха в комнате собрались в одном углу, а я осталась ни с чем. Казалось бы, полный абсурд, но столь ли абсурдна эта мысль на самом деле?

Воздух вокруг нас на 78 % состоит из газообразного азота, на 21 % из кислорода, а оставшийся 1 % составляют инертные газы и двуокись углерода [14] Приведены проценты по объему. Если рассматривать проценты по массе, цифры будут немного другими. – Прим. науч. ред. . Но все вместе эти молекулы составляют меньше 0,1 % объема, то есть комнаты. Остальное – ничто!

А теперь посмотрите на кончик своего мизинца. У кого-то он больше, у кого меньше, но предположим, что по объему он равен одному кубическому сантиметру. В воздушной массе объемом один кубический сантиметр находится примерно 26 квинтиллионов молекул газа. Это число с двадцатью знаками перед запятой.

У молекул воздуха, естественно, есть масса. Одна молекула весит немного, но в сумме вес кубического метра воздуха составит 1,2 килограмма; этот показатель называют плотностью воздуха.

И у молекул есть не только масса. Этот невероятный рой еще и движется! Насколько быстро двигаются молекулы, зависит от температуры – вспомним кофейную чашку из главы 1 : чем теплее, тем быстрее. При комнатной температуре молекулы газа носятся вокруг нас со скоростью выше 1000 км/ч. Резвые, однако, эти крошечные молекулы! Можно предположить, что и давление они немалое оказывают. Да, так оно и есть! Давление – это сила, приложенная на площадь поверхности. Из-за постоянных столкновений молекул с нами и другими поверхностями они оказывают давление – давление воздуха, или атмосферное. Оно составляет примерно 1 бар, что соответствует весу добрых 10 тысяч килограммов на квадратный метр.

Предположим, поверхность моей головы – 1,1 квадратного метра. Тогда получается, что на меня давит воздух весом примерно в 1000 килограммов, то есть целая тонна – почти столько же, сколько весит «Фольксваген Поло». На вас, разумеется, тоже – молекулы воздуха всех нас беспрерывно бомбардируют. Как мы вообще это выносим? Почему не ощущаем столь мощного давления воздуха?

Ну мы же тоже состоим из молекул. И они тоже со своей стороны оказывают давление изнутри наружу, примерно равное атмосферному. Когда внешнее давление меняется, мы, как правило, довольно быстро чувствуем это своими барабанными перепонками. Обычно мы не замечаем эти тонкие мембраны в своих ушах, пока давление по обе стороны от перепонок одинаково. Стоит давлению воздуха снаружи измениться, например при взлете или посадке самолета, как появляется ощущение, будто уши закупориваются. При повышении наружного давления молекулы воздуха начинают снаружи дубасить в ухо и вдавливают перепонку внутрь; если давление снаружи понижается, молекулы воздуха барабанят в ухо изнутри и давят на перепонку оттуда. Из-за этого появляется ощущение, будто уши заложило. А поскольку у барабанной перепонки маленький диапазон для колебания, звуки до нас доносятся приглушенными. Но в ухе есть своего рода клапан – евстахиева труба. Забавно, но иногда ее называют слуховой трубой. Это соединение между ухом и носовой полостью, которое обычно закрыто, но может ненадолго открываться, когда мы жуем или зеваем, и в результате давление компенсируется.

В самолете происходит перепад давлений, потому что по мере набора высоты плотность воздуха уменьшается. А что, если улететь выше, в космос например?

Наша плотная, полная резвых молекул атмосфера, по меркам вселенной, скорее раритет. На просторах мироздания царит вакуум. Вакуум– это пустое пространство, там ни молекул, ни вообще ничего нет. Если точнее, это пространство, свободное от вещества. Что случится, если в вакуум вселенной выбросить человека без скафандра? Спойлер: он умрет. Но интересно вот что: как именно?

Этот сценарий в разных интерпретациях многократно муссировался в научно-фантастических фильмах. В фильме «Звездные войны. Эпизод VIII» Лею выбрасывает в открытый космос, и поначалу кажется, что ее тело замерзает, вся кожа усыпана кристалликами льда. Эту сцену многие фанаты «Звездных войн» бранили за то, что очень уж она нереалистична: Лея в конечном счете выживает и возвращается на корабль, используя Силу. Мне эта сцена кажется нереалистичной в первую очередь потому, что в космосе так быстро не замерзнуть. И это несмотря на то, что там невероятно холодно. «Невероятно» здесь значит, что мы приближаемся к абсолютному нулю, то есть к той точке, когда холоднее быть не может.