• Главная страница
• Обратная связь
• Карта сайта

Пролегомены* ко всякой пивной бутылке, могущей быть объектом науки

Составитель Д.А.Тайц, к.ф.-м.н.

*Составитель не собирается повторять ошибки Канта, давшего «Критику чистого разума» для метафизики будущего, а после, по забывчивости, «Пролегомены ко всякой будущей метафизике, могущей возникнуть в качестве науки». (Пролегомены – предварительные замечания о целях науки). Составитель, соображая получше Канта «что после чего», откладывает основной труд в долгий ящик (из-под пива).

1. Введение

Вот знаменательный пассаж Фейнмановских лекций (т. 4, гл. 45, § 5, стр.151): «Мы уже говорили когда-то, что в бутылке пива откроется нам вся Вселенная, стоит только заглянуть в нее поглубже. Бутылка пива – штука достаточно сложная, есть там влага, и стекло, и свет, еще многое другое».

Заменены два слова «стакан» --> «бутылка» --> «вино» --> «пиво», что не меняет смысл высказывания Нобелевского лауреата.

Нескромная, но обаятельная физика может добавить новые прелестные оттенки этому «многому другому» Ричарда Фейнмана.

«Пить», «Питье» – это о жизненно важном, как и «дышать». Раздел физики, связанный с этими терминами – гидравлика. Эту науку любили Аристотель, Герон, Спиноза, Блез Паскаль (Толстой называл его Влас), Ньютон. Водопроводчиком хотел бы быть Эйнштейн, поэтому его сын стал профессором гидравлики. Все, что связано с жидкостями, включая и те, что дают основание слову «пить», изливается в математические формы. Иное питье, даже у неподготовленных к науке, вызывает неожиданные прозрения, способность абстрагирования и выражения в иррациональной форме.

Происхождение русского «пить» понятно. Оно производное греческой , буквы-короны, венчающей имя (Платон). – фундаментальное (иррациональное) число, символизирующее тысячелетние поиски решения квадратуры круга, число – опора всех математических теорий. Прозрачна этимология слова «пиво». Употребление означенной жидкости приводит к озарению, в частности, разрешению проблемы квадратуры круга, когда в сознании мыслителя высвечивается сакральное . Восторг открытия извлекает эмоциональное «ВО!».

Древний продукт досконально изучен тысячелетним употреблением. Физическое свойство тары – керамика, стекло, металл – предмет наук сопротивления материалов и физики твердого тела. Но до сих пор не исследована совокупность пива и бутылки, его содержащей, как системы, как единого, особенного, а не просто суммы составляющих, объекта, который хочется подержать в руках перед раскупориванием, всмотреться, как в череп Йорика, подбросить на ладони, а особо утонченным – мысленно воспроизвести искрометную траекторию, представив веселый перезвон и брызги осколков. Бутылка и содержимое – нераздельное. Это феномен сцепленных чувств, разума, действий потребителя-наблюдателя, феномен, к которому применимо знаменитое высказывание Германа Минковского, преподавателя Эйнштейна-студента, одного из создателей теории относительности. В Токио, Новосибирске, Копенгагене, Принстоне и Оксфорде принято приводить его слова по-немецки: «Отныне содержимое само по себе и бутылка сама по себе обречены влачить призрачное существование, и только их единство сохраняет самостоятельность и обладает значением для наблюдателя».

В приведенном изложении слово «пространство» заменено на «содержимое», слово «время» – на «бутылка».

2. Терминология

2.1. Наблюдатель – экспериментатор – потребитель. Субъект, производящий манипуляции с бутылкой и содержимым, осуществляющий приобретение, наблюдение за ее состоянием (собственным состоянием), утилизацию.

2.2. Бутылка. Бутылка пива, бутылка из-под пива (бутылка ва, вная бутылка). Бутылка может обладать тремя собственными состояниями, определяемыми реакцией на поворот вокруг оси, нормальной к оси симметрии.

Состояние целого СПИНа S1 – наполненная, закупоренная. Ограниченная стабильность.

Состояние полуцелого СПИНа S 1/2 – раскупоренная, но не пустая. Нестабильна.

Состояние нулевого СПИНа S0 – пустая. Стабильна.

СПИН – Содержимое После Исследования Наклоном».

2.3. Стенд. Экспериментальное оборудование.

а) Начальный участок – область, горизонтальная плоскость стола или иной поверхности, например перевернутого ящика, асфальта или травы.

б) Конечный участок. Мысленная область коллапса ВОлновой функции – твердая поверхность, например каменная.

в) Область рассеяния – пространство, в котором может находиться экспериментатор по окончании опытов.

г) Событие – привязка значимых для эксперимента параметров к определенному моменту времени (раскупоривание, поворот, контакт с экспериментатором, приобретение, сдача стеклотары).

д) Возбужденное состояние – состояние летящей бутылки (наличие кинетической энергии бутылки как результат мысленного броска потребителем).

3. Физика бутылки пива

3.1. ВОлновая функция бутылки – аналог Волновой Шредингера.

Физически, назначение бутылки – формирование жесткой конфигурации замкнутого или частично разомкнутого в горловине, непроницаемого пространства. Сохранение емкостного параметра, в определенном смысле, делает его подобным зарядовому.

Пивная бутылка в возбужденном состоянии является суперпозицией – одновременного «отсутствия–наличия» совокупности всех возможных параметрических комбинаций своих осколков. Среднее число таких осколков , соответственно, их средняя масса j может быть рассчитана в рамках классической физики, если известна кинетическая энергия летящей бутылки массой М и энергия создания единицы поверхности скола (обычные справочные данные).

Современному экспериментатору-употребителю (ЭУ) скучны усредненные цифры. Его интересует распределение осколков по массе, размеру и числу, его любопытство направлено на ареал рассеяния после разрушения бутылки, он хочет знать все о характере осколков еще до того, как бутылка прекратила свою конфигурационную функцию, а также радиус вектор (годограф) собственной траектории после применения содержимого.

Одна из основных целей данной работы – удовлетворить любознательность, не разбивая бутылки. Дать экспериментатору картину того, как если бы бутылка была разбита, сохранив ее для сдачи в пункт приема стеклотары.

Описание (предсказание) распределения своих осколков, т.е. возможных состояний этой виртуальной совокупности возбужденной, но еще не ударившейся о камень, вполне достижимо с помощью функции, похожей на ту, которую открыл Э.Шредингер в 1926 г. (Нобелевская премия). Волновая (пси)функция описывает квантовое состояние ансамбля возбужденных элементарных частиц и выражает плотность распределения вероятности параметров, выбираемых установкой и экспериментом по завершении опыта. Возбужденная (событием броска), летящая бутылка, не достигшая своего конечного участка траектории, содержит в себе помимо конфигурационного заряда ненулевую ВОлновую функцию распределения еще не существующих осколков – от «песчинок» до значительных кусков стекла. Плотность распределения вероятности значений параметров можно выразить квадратом ВОлновой, аналогично, как это делается для Волновой Шредингера.

Поражает сходство энергетической картины системы элементарных частиц и массива стекла бутылки в момент события соприкосновения с препятствием. Импульс и энергия передаются каждой точке стенок хаотическим разбегом ультразвуковых колебаний и возникновением зон усиления при интерференции отраженных от стенок волн. В узлах концентрации происходит раскол – трещина. Событие коллапса ВОлновой происходит за время, необходимое звуковой волне для преодоления длины бутылки, так же как для света пересечь область взаимодействия частиц в случае Волновой функции. Событие коллапса завершается актуализацией одного из возможных состояний суперпозиции конкретных осколков.

Масса каждого осколка пропорциональна энергии, затраченной на его «создание», и здесь можно найти аналогию со знаменитой формулой Эйнштейна Е=mc². Энергия броска (возбуждения) «превращается» в массу осколков. ВОлновая функция – каталог наших сведений о всех возможных вариантах распределения (каталог – метафора Эйнштейна о Волновой функции (см. «Эволюция физики»).

Описание возбужденного состояния бутылки пива и его последствия вполне совпадает по духу с копенгагенской интерпретацией.

3.2. Квант энергии бутылки.

Существует минимальная порция энергии, для которой еще возможна реализация одного из виртуальных состояний возбужденной ВОлновой функции. Этот квант определяется 15сантиметровой разностью потенциалов гравитационного поля над камнем или цементным полом. [Дж]. Этот квант – порог. Только превысив его, можно разбить бутылку. Если энергия передается через бутылку другому телу, например, при попадании в навозную кучу или стог сена, энергия не квантуется, коллапс не возникает, возбужденное и ВОлновое состояние бутылки исчезает (неупругое столкновение).

3.3. Дуализм волна-частица, твердое тело-жидкость.

В зависимости от характера и последовательности эксперимента бутылка с целым и полуцелым СПИН’ом (S1; S 1/2) может проявлять свойства твердого тела, для которого можно зафиксировать координату соприкосновения с другими предметами, и, в то же время, свою жидкую, бесструктурную, некоординируемую форму (выплескивание и образование пены). Эффект Де Бройля (волновые свойства твердого тела) совсем не обязательно возникает при обмене импульсами бутылки и головы. Волноподобные процессы – «все поплыло», «голова кругом» – возможны и после перемещения содержимого из конфигурационного пространства в экспериментатора-наблюдателя.

3.4. Принцип неопределенности Гейзенберга.

Произведение величины ошибки (неточности) в счете бутылок – , переведенных из целого (S1) в нулевое (S0) состояние – на величину модуля радиуса-вектора отклонения наблюдателя от стенда после завершения эксперимента – , величина постоянная: (Чем больше , тем меньше отклонение от места)

3.5. Принцип Паули («Полу Ли?»). Синхронная генерация и поглощение.

а) Совместно могут пребывать неограниченное время, неограниченное количество накопленных в экспериментах пустых бутылок (нулевой СПИН S0).

б) На начальном участке стенда-установки может находиться конечное число неоткупоренных бутылок (целый СПИН S1), ограниченных пределом времени одного эксперимента.

в) Бутылки S1 (неоткупоренные) допускают одновременную разовую концентрацию при покупке и отдаче денежной массы.

Бутылки S0 допускают накопление одновременного синхронного когерентного возврата части затраченных сумм. КПД генератора не превышает 10%.

3.6. Эффект совмещения взаимоисключающих альтернатив («кошка Шредингера»).

Экспериментатор, помещенный в замкнутое помещение, где первоначально, кроме бутылок целого СПИН’а ничего нет, может наблюдать появление и исчезновение существ, например кошек, о которых не в состоянии сделать заключение, живые они или мертвые.

3.7. Разнесенное влияние. ЭПР эффект (эффект Эйнштейна-Подольского-Розена).

Если два экспериментатора внезапно разъезжаются в противоположные стороны, захватив (вслепую), один, бутылку целого СПИН’а, а другой – нулевого, то экспериментатор с нулевым без всякого физического воздействия, невзирая на расстояние, гарантирует переход удаленной бутылки из состояния S1 в состояние S0.

3.8. Частная (ЧТО), общая (ОТО) теория относительности. Принцип Маха.

а) ЧТО. Скорость истечения любой жидкости из бутылки не может превышать скорости истечения пива.

б) ОТО. Кривизна траектории самостоятельно движущегося экспериментатора в области рассеяния определяется распределением в нем массы содержимого бутылки.

в) МАХ. Неоткупоренные целые (S1) и полуцелые (S 1/2) бутылки оказывают непосредственное влияние на наблюдателя в пределах досягаемости (размаха) руки.

4. Термодинамика бутылки пива

а) Первый закон термодинамики.

Конфигурационное пространство, ограниченное стенками бутылки (заряд), является частью мирового пространства и обладает свойствами неуничтожимости (сохранения).

б) Второй закон термодинамики.

Отношение приращения освободившейся части объема к градусу жажды экспериментатора всегда положительная величина, и в процессе опытов может только увеличиваться». «Градус» жажды – от полного равнодушия – нуля, до ста градусов (бутылка раскупоривается уже на прилавке магазина).

Соотношение: совпадает с энтропией и называется «энтропиво». Как и в случае энтропии, энтропиво (с обратным знаком) – логарифм вероятности нахождения на столе неоткупоренной бутылки. Для случая (понижение до нуля градуса жажды), P_i=0, что обозначает отсутствие неоткупоренных бутылок. Для случая (распитие не начато, нулевое приращение пустоты) P_i=1, – наличие еще не начатых бутылок.

5. (пивку бы!)

В соответствии с пожеланием Р.Фейнмана в бутылку ва всаны уравнения, в частности, уравнение Шредингера. Многие Нобелевские лауреаты использовали формулы и функции предшественников: Максвелла, Фурье, Ньютона, Пуассона.

Составитель надеется исть нектар славы (ва недостаточно) за модель, облегчающую восприятие наиболее тонких, логически хрупких разделов современной физики.

Студент, не с! ВО может быть щей ума! («пи в кубе») – символ объема в Платоновом совершенном мире, где размещаются идеальные сущности, где возможно найти и эту кватепибу.

– читается: «пивку бы».

Какой кник, какой р без.., тем более р духа!

Кватепибу? (Как Вам теперь пивная бутылка?)

Журнал «Атомная стратегия» № 25, сентябрь 2006 г.

назад