Введение, или несерьезно о серьезном

Мой дорогой читатель, прежде чем завлечь вас в дебри физических законов, я хотел бы оговорить некоторые особенности моего изложения.

Вы спросите: «А зачем вообще нам нужна физика с ее подчас сложными и не всегда понятными простому читателю законами?» Возможно, вы и правы, мой читатель. Но человечество с самого первого дня своего существования пыталось понять, что происходит вокруг нас и выяснить причины происходящего. Нет, никто не «придумывал законы», люди просто наблюдали за происходящими вокруг событиями и явлениями и находили связь между ними. Ныотон вовсе не «придумал» второй закон динамики, существовал он и до Ньютона, существует и по сей день. Великий Исаак Ныотон его просто сформулировал, поэтому и стал Великим. Умение формулировать свои мысли дорогого стоит. Надеюсь, прочитав этот учебник, вы тоже освоите это искусство. Но вернусь к ответу на поставленный вопрос. Неужели изучать физику нужно только для того, чтобы научиться управлять своими мыслями? Нет, не только. Я убежден, что все, что происходит с нами в жизни, происходит по тем же самым законам, что описаны в этой книге. Поймем эти законы, значит, научимся разбираться во всем, что происходит вокруг нас. Один известный банкир, физик по образованию, сказал: «Я смог разобраться с квантовой механикой, так неужели не смогу разобраться с банковским делом?» И разобрался.

Жизнь развивается по тем же самым физическим законам, которые мы с вами будем изучать. Хотите доказательств? Пожалуйста, представьте, что вы шли по улице и обронили десятирублевую монету. Значит ли эго, что денег в государстве стало меньше ровно на 10 рублей? Нет, не значит. Скорее всего, вашу монетку поднял кто-то, идущий следом за вами, поэтому девальвации нс произойдет. Тут, дорогой читатель, сработал закон сохранения. Слышали про такой?

Хотите еще примеры? Тогда представьте другую ситуацию. Вы зашли в полупустой вагон метро, где много свободных мест. Будете ли вы стоять или сядете на свободное место? Думаю, второе. А задумывались ли вы, что подвигло вас на этот поступок? Нет, вовсе не усталость, а самый простой физический принцип — принцип минимума свободной энергии.

Еще примеры? Хорошо, доводилось ли вам когда-либо спорить с человеком, который совершенно отказывался вас понимать и настаивал на своем? Наверняка. Но не думаете ли вы, что этот человек глупее вас? Конечно, нет. Просто те же самые вещи он рассматривает совершенно под другим углом. Тут, друзья мои, все дело в законе отражения и преломления!

Для закрепления материала, еще один пример. На этот раз вы зимой заливаете на спортивной площадке каток. И вдруг вода перестает литься. Вы обследуете шланг и обнаруживаете, что кто-то пережал его большим узлом. Неужели вы всерьез думаете, что вода не льется именно из-за этого? Конечно же, нет. Просто одновременно сработали несколько физических принципов: закон Кирхгофа для разветвленных цепей, уравнение неразрывности, закон сохранения массы и закон Паскаля. Обо всех этих законах и принципах я вам обязательно расскажу в этой книге.

Убедились, что физика повсюду? Отлично, тогда скорее приступим к ее изучению. Но только осторожнее, физика — дама языкастая! А язык ее — математика. Без нее, братцы, никуда. Мне кажется, что математика и логика — это почти одно и то же. Вы уже знаете, что все физические принципы и законы подчиняются строгой логике. Но попробуйте сформулировать эту логику не математическим языком, а своим собственным, тем, что без формул.

Например, решим задачу. На проводе сидит несколько птиц. Притом, две из них — сидят постоянно, никуда не улетая, а остальные могут улетать и прилетать в любой момент. Вопрос: сколько птиц сидит на проводе в произвольный момент времени t (т.е. имеют нулевую скорость)? Тут все просто. Ответ у = х + 2, где у — искомая величина, х — количество свободных птиц, 2 — количество постоянных любителей экстрима (ведь сидеть на проводах небезопасно), константа. Но тут, конечно же, можно было обойтись и без формул. А что если у нас не птицы, а молекулы, а их поведение определяется следующей логикой.

Как вы тогда опишете эту логику словами? То-то же!

И последнее, о моделях. Я очень часто буду их использовать в своих описаниях. Дело все в том, что как бы мы ни старались, но нам до сих пор известно далеко не все. Часто бывает, что нам неизвестен механизм какого-либо процесса, но мы, тем не менее, можем рассчитать результат. Тут нам на помощь приходит модель. Я бы сказал так, что модель — это некий алгоритм, который позволяет нам получить верный результат, не вникая в механизм процесса.

Разберем такой пример. Вы вышли из дома в хорошем расположении духа и направились на экзамен по физике, и вдруг дорогу вам перебежала… черная кошка. Что вы сделаете дальше? Скорее всего, измените траекторию вашего дальнейшего движения. Какая связь между этими двумя событиями? Увы, науке это неизвестно… Но связь точно есть, в этом вы нисколько не сомневались, выбирая другую дорогу. В этом случае, чтобы получить нужный результат (хорошую оценку па экзамене), вы использовали модель (выбрали другую траекторию). Хотя и не понимаете, как эта модель работает. И правильно сделали!

Другой пример о моделях. Если я спрошу у вас, сколько будет два яблока плюс три яблока, то вы ответите: «Пять яблок». При этом в вашем воображении возникнут сначала два сочных плода, затем еще три, а потом, пересчитав мысленно весь урожай, вы назовете ответ. А если тот же вопрос я задам… калькулятору? Вряд ли он будет «рассуждать» так же, как вы. Скорее всего, он преобразует мой вопрос в электрический сигнал, заданные числа переведет в двоичную систему счисления и… выдаст верный результат. Способы размышления над вопросом у вас и у калькулятора разные, но результат, скорее всего, у калькулятора надежнее, так как у вас всегда есть шанс ошибиться. В этом случае, друзья, калькулятор использовал модель, которая помогла ему «думать» так, как он умеет. И не важно, что модель эта не имеет ничего общего с действительностью, ведь она дала верный результат.

Итак, вперед, к новым моделям, которые помогут нам понять основы мироздания!