Электричество шаг за шагом - [17]

Здесь хочется сказать несколько слов о самом этом понятии «модель», о котором надо бы написать отдельную книжку, а ещё лучше — никем пока, к сожалению, не запланированный школьный учебник.

Умение строить модели можно встретить только у живых организмов, кварцевый кристалл или горная река моделей не строят. Да и в мире живого у первых примитивных его представителей тоже не было никаких приспособлений, чтобы строить модели. А те, у кого такие приспособления появлялись, получали огромное преимущество, они чаще побеждали в борьбе за существование, их род успешно продолжался и совершенствовался. К примеру, древние насекомые, охотясь за пищей, создавали в особых своих нервных узлах (из них у некоторых видов в дальнейшем образовался мозг) своего рода химический чертёж, модель этой охоты. Порывшись в памяти, они проверяли, годится ли намеченная жертва на обед, на модели обстановки определяли, куда «пища» перемещается, как надо двигаться самому, чтобы перехватить её. Именно такое моделирование вместо бесконечных проб и опасных ошибок оказалось могучей движущей силой развития живых существ.

ВК-27.Атом в действительности очень «воздушная» конструкция, в нём много «пустоты». Если представить себе атомное ядро размером с яблоко, то в этом масштабе окажется, что электроны размером с пылинку вращаются вокруг ядра на расстоянии десятки и сотни метров. Большими бывают и межмолекулярные объёмы, где могут двигаться заряды. Но их подвижность, выраженная в конечном счёте величиной сопротивления, зависит не только от свободного пространства для перемещений.

Пришло время, появился Человек Разумный, мозг которого постепенно научился особо эффективно работать с моделями. И сейчас всё, о чём мы думаем, вспоминая, например, о вчерашнем дне, проверяя планы на завтра, погрузившись в грустные думы о ремонте автомобиля, предвкушая вкусный обед, обдумывая газетную статью, анализируя семейный конфликт или партию в шахматы, — всё это работа с мысленными моделями предметов, событий и действий. Мы умеем работать с моделями, созданными на основе разговорного языка, геометрических построений, математических формул, чертежей, химических уравнений, компьютерных программ. Мы умеем работать с моделями уже не только в уме, а во внешних вспомогательных устройствах, таких как компьютеры, книги, географические карты, фотографии. Всё это стало важнейшим инструментом познания мира и, может быть, даже основным слагаемым нашего нынешнего могущества.

Т-26. Планетарная модель атома — в центре массивное ядро, вокруг него вращаются электроны. Слово «атом» в переводе с греческого означает «неделимый». Это название появилось очень давно, когда о настоящих атомах, в современном понимании этого слова, никто и представления не имел. Просто считалось, что всякое вещество можно дробить на части до тех пор, пока не получатся мельчайшие невидимые пылинки, которые дальше уже разделить нельзя, невозможно. Именно эти гипотетические, то есть предполагаемые, неделимые пылинки древнегреческие философы и называли атомами. Позднее название «атом» перешло к частицам уже не гипотетическим, не придуманным, а совершенно реальным, обнаруженным в экспериментах. К тем самым основным блокам, из которых строятся разные молекулы, разные вещества. То, что молекулы собраны из атомов, было доказано в самых разных экспериментах и даже показано на специальных фотографиях с особо сильным увеличением.

ВК-28. Подвижность свободных зарядов в веществе, которое мы называем проводником, зависит от многих характеристик этого вещества. Прежде всего, конечно, от того, насколько легко образуются в нём ионы или насколько внешние электроны связаны со своим атомным ядром, насколько легко они могут уйти из атома. Кроме того, важно и то, как ведёт себя само вещество, насколько оно способствует или препятствует перемещению зарядов, насколько поддерживает это движение или противодействует ему.

Р-8. МОЛЕКУЛЫ — ГЛАВНЫЙ ПУТЬ К МНОГООБРАЗИЮ. После знакомства с атомами с разным числом протонов в ядре (Р-7) сделаем следующий шаг на пути к многообразию веществ. Мы соберём из разных атомов ещё более сложные блоки вещества — молекулы. Даже в сравнительно небольших молекулах добавление одного атома или замена одного из них на другой может резко изменить свойства вещества, состоящего из таких молекул. Более того, даже молекулы, одинаковые по химическому составу, то есть имеющие одно и то же количество определённых атомов, могут создавать совершенно разные вещества, если эти атомы расположены и соединены по-разному.

В качестве примера возьмём хорошо знакомое всем вещество по имени пищевая сода. Её формула NaHCО₃ напоминает, что в молекуле этого вещества по одному атому натрия, водорода и углерода и три атома кислорода. Но если заменить атом водорода H на ещё один атом натрия Na, то получится совершенно непригодная для пищи кальцинированная сода Na₂CO₃ важнейший компонент многих отраслей промышленного производства, в частности производства стекла. Особенно велики возможности изменить подобным образом свойства какого-нибудь лекарственного либо биологического вещества, молекулы которого нередко состоят из многих тысяч атомов.