Этот правый, левый мир - [77]

Шрифт
Интервал

Такого рода картины не следует, конечно, понимать буквально; они только вызывают к жизни новые теоретические представления, которые должны быть затем математически разработаны и проверены экспериментально. Они являются попыткой осмысления природы электрического заряда — величайшей загадки современной квантовой теории. В самом деле, никто не может толком объяснить, что отличает положительный заряд от отрицательного, почему заряд всегда кратен элементарному кванту, почему сила единицы положительного электричества в точности равна силе единицы отрицательного заряда и т. д. Все эти проблемы, по-видимому, как-то связаны с рождением и аннигиляцией пары частица — античастица.

Возможен ли механизм, способный объяснить существование положительного и отрицательного зарядов в терминах правой и левой ориентации? Оказывается, да, и не один. Довольно легко предложить много простых механизмов такого рода. Несколько лет назад я прочел в газете, что в Лондоне предложено построить мост через Ла-Манш, который связал бы Англию с Францией.

Рис. 64. Простая модель сохранения заряда.

Так как в Англии движение левостороннее, а во Франции правостороннее, мне сразу же представилась картина, похожая на столкновение частиц с античастицами. В самом деле, автомобильное движение на таком мосту мгновенно закупорилось бы намертво! Еще лучшей моделью аннигиляции является встреча двух дымовых колец с противоположными вихревыми движениями. Кольцевые вихри погасят друг друга, и обо структуры распадутся.

Хорошую геометрическую картину образования и аннигиляции пар дает равносторонний треугольник. Это, конечно, симметричная фигура — она совпадает со своим зеркальным изображением. Разделите ее пополам перпендикуляром, опущенным из вершины (рис. 64), и вы станете свидетелем образования пары асимметричных прямоугольных треугольников, которые на плоскости никак не удается совместить друг с другом, если только один из них не перевернуть предварительно в трехмерном пространстве. Приложите эти два «антиориентированных» треугольника друг к другу. Пара треугольников «геометрически аннигилирует» с образованием исходного правильного треугольника.

Теперь представьте себе, что плоское двумерное пространство сплошь покрыто маленькими треугольниками; некоторые из них правильные, а остальные являются правыми и левыми частями этих правильных треугольников. Эта модель удивительно напоминает ситуацию с положительным и отрицательным зарядами во Вселенной. Закон сохранения заряда, отклонений от которого еще никто не наблюдал, утверждает, что полное количество заряда во Вселенной неизменно. В нашей модели это означает следующее. Пусть у нас было 1000 «нейтральных» равносторонних треугольников, 500 «отрицательных» (правых) и 200 «положительных» (левых) половинок таких треугольников. Правых половинок на 300 больше, чем левых. Мы можем разделить на половинки сколько угодно «нейтральных» треугольников или объединить сколько угодно правых и левых половинок, но, поскольку мы и создаем и уничтожаем одновременно пару треугольников противоположного знака, в любом случае правых половинок будет на 300 больше, чем левых. Полный заряд системы сохраняется.

Затейливый пример той же самой ситуации в обычном 3-пространстве приводится в малоизвестной детской книжке Фрэнка Бома «Dot and Tot of Merryland» (George M. Hill, 1901). Шестая долина страны Мэриленд (Merryland — Веселая страна, англ.) населена заводными игрушками — животными, автомобилями и т, п. Надсмотрщик мистер Сплит (split — расщепление) следит за тем, чтобы все игрушки были заведены. У мистера Сплита столько работы, что, когда ему трудно, он разрывается пополам, и его одноногие половины продолжают, независимо друг от друга заводить игрушки. Ярко-красный мистер Сплит-левый может говорить лишь первые (левые) половины слов. Белый мистер Сплит-правый произносит лишь последние (правые) половины слов. Мистер Сплит говорит нормально, только когда его дольки соединяются. «Никто в мире не делает так много, — говорит королева страны Мэриленд, — как наш мистер Сплит».

Если положительные и отрицательные заряды мы сопоставим с половинами бесчисленных мистеров Сплитов, то опять обнаружим аналогию с сохранением заряда[60].

Фокусники знают много трюков с бечевками, шнурками и носовыми платками (скрученными наподобие веревки), которые являются занимательными примерами взаимного уничтожения при встрече правого и левого. Большей частью в таких фокусах используются правые и левые спирали. Чарльз Говард Хинтон, несколько эксцентричный американский математик, описывает один такой фокус в целях иллюстрации своей теории положительного и отрицательного зарядов. В первой части книги «Картина нашей Вселенной» он сравнивает положительный и отрицательный заряды с двумя сказочными ирландскими кошками, которые однажды решили, что на свете вполне достаточно одной кошки, и, сцепившись намертво, терзали друг друга до тех пор, пока от «обеих не осталось ничего, кроме когтей и кончиков хвостов». «Нетрудно изготовить, — писал Хинтон, — модель этой схватки. Пусть виток веревки символизирует такую кошку...»


Еще от автора Мартин Гарднер
Математические головоломки и развлечения

Книга известного американского популяризатора науки М. Гарднера содержит множество занимательных задач и головоломок из самых различных областей математики. Благодаря удачному подбору материла, необычной форме его подачи и тонкому юмору автора она не только доставит удовольствие любителям математики, желающим с пользой провести свой досуг, но и может быть полезной преподавателям математики школ и колледжей в их работе.


Есть идея!

Книга известного американского популяризатора науки Mapтина Гарднера, посвященная поиску удачных идей для решений задач из области комбинаторики, геометрии, логики, теории чисел и игр со словами.Рассчитана на самый широкий круг читателей.


Математические чудеса и тайны

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Остров пяти красок

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Теория относительности для миллионов

Книга Гарднера — это популярное изложение специальной и общей теории относительности, действительно рассчитанное на миллионы читателей.Увлекательно и доступно написанная, она будет понятна всем, начиная со школьников старших классов. Особо следует отметить прекрасные иллюстрации. Благодаря им книга похожа на альбом под названием «Теория относительности в картинках».Впрочем, именно такой и должна быть популярная книга.


Когда ты была рыбкой, головастиком - я...

      Имя Мартина Гарднера (р. 1914) хорошо известно в России. За свою долгую жизнь он написал более 70 книг, ставших популярными во всем мире, многие из них издавались и на русском языке. Гарднер — автор огромного количества статей, посвященных математике (на протяжении 25 лет он вел колонку математических игр и фокусов в журнале «Scientific America»), а также фантастических рассказов и эссе на самые разные темы. В сборник «Когда ты была рыбкой, головастиком — я…» вошли статьи, посвященные вопросам, явлениям или событиям, особенно взволновавшим писателя в последние годы.


Рекомендуем почитать
Покоренный электрон

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания

Многие физики всю свою жизнь посвящают исследованию конкретных аспектов физического мира и поэтому не видят общей картины. Эйнштейн и Шрёдингер стремились к большему. Поиски привели их к важным открытиям: Эйнштейна — к теории относительности, а Шрёдингера — к волновому уравнению. Раздразненные найденной частью решения, они надеялись завершить дело всей жизни, создав теорию, объясняющую всё.Эта книга рассказывает о двух великих физиках, о «газетной» войне 1947 года, разрушившей их многолетнюю дружбу, о хрупкой природе сотрудничества и открытий в науке.Пол Хэлперн — знаменитый физик и писатель — написал 14 научно-популярных книг.


Квантовая модель атома. Нильс Бор. Квантовый загранпаспорт

Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.


Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез

Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.


Охотники за нейтрино. Захватывающая погоня за призрачной элементарной частицей

Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.


Климатическая наука: наблюдения и модели

Ричард МурКлиматическая наука: наблюдения и модели.21.01.2010Источник: Richard K. Moore, Gglobal ResearchClimate Science: Observations versus ModelsПеревод: Арвид Хоглунд, специально для сайта "Война и Мир".Теория парниковых газов якобы ответственных за катастрофическое глобальное потепление не согласуется с фактами и является политической спекуляцией на реальной науке. Рассматривается фактическая картина современного климата по доступным данным.