Юный техник, 2000 № 09 - [3]

Когда к этому явлению применили математическую модель синхронизации, разработанную японским физиком Юшики Куромото, то она показала: если разброс ритмов весьма широк, как это бывает при быстрых аплодисментах, никакая синхронизация невозможна. Но стоит лишь темпу снизится, как в нем выделяется ведущая волна. Более того, в этих условиях синхронизация становится практически неизбежной.

«Возможно, мы имеем перед собой наиболее наглядный пример синхронизации ритмов в природе, — замечает по этому поводу преподаватель прикладной математики в Корнельском университете, профессор Стивен Строгат. — Но вообще синхронизация в природе — далеко не редкость. Первое, что мне приходит в голову, — мысль об организованной работе многих тысяч клеток пейсмейкеров в сердце, каждая из которых порождает свой электрический разряд».

Более того, синхронизация вообще присуща природе, и не только живой. Например, голландский математик, механик и астроном Христиан Гюйгенс, живший в XVII веке, отмечал, что колебания маятников в нескольких часах, висящих в одной комнате, довольно скоро приходят к единому ритму. Сам он, кстати изобретший маятниковые часы, объяснил их загадочное поведение тем обстоятельством, что вибрации передаются по стенам помещения и в конце концов приводят маятники в резонанс.

Но может ли сам собой навестись порядок в комнате подростка, где царит известный беспорядок? Вы скажете, что навряд ли, если, конечно, в ситуацию не вмешается некая высшая сила в лице, например, мамы, которая произведет генеральную уборку или заставит сделать то же своего сына.

О том же вроде говорит и второй закон термодинамики, который в общем случае гласит, что энтропия, то есть мера беспорядка, может только увеличиваться, но не уменьшаться.

И тем не менее, недавно ученые всерьез задумались о том, как при некоторых условиях хаос все-таки можно повернуть вспять…

«Вспомните хотя бы, как образовалась наша Вселенная, — пишут авторы статьи. — После Большого взрыва в ней царил настоящий хаос. Однако со временем все самоорганизовалось или структурировалось: из беспорядочного облака частиц и излучений образовалась материя, затем из нее конденсировались первые галактики, звездные и планетные системы. Наконец, образовались сами планеты, на которых, в свою очередь, зародилась высшая форма самоорганизации — жизнь и даже разум. (По крайней мере, хотя бы один наглядный пример тому мы имеем перед глазами.)».

Как это могло произойти?

Люди верующие говорят, что тут не обошлось без чуткого руководства всемогущей руки Всевышнего. Ученые-материалисты пытаются отыскать иное объяснение. Они полагают, что природе при некоторых условиях все-таки свойственна самоорганизация. В любом беспорядке, хаосе есть своя скрытая структура, надо только суметь ее обнаружить.

Вспомните хотя бы хрестоматийный пример из математики. Любую кривую можно разложить на ряд гармонических составляющих и описать их формулами. Стало быть, в мире заложено скрытое стремление к порядку, как в том примере с аплодисментами.

«Впрочем, — пишут авторы статьи в «Нейчуре», — можно в заключение отметить, что синхронизация аплодисментов длится не так уж долго и может быть вскоре нарушена. Но через некоторое время ритм синхронизуется снова. И так происходит несколько раз. Синхронизацию нарушают энтузиасты-анархисты, которым совместные аплодисменты кажутся недостаточным выражением их восторга, и они пытаются навязать толпе свой ритм. Но вскоре всеобщий порядок заставляет и их подчиниться»…

«Ритм аплодисментов может поддерживаться весьма долго лишь при полном отсутствии в зале энтузиастов, — добавляет один из авторов статьи — И. Барабаси, с большим трудом эмигрировавший в 1983 году из Румынии. Уж он-то помнит, какими овациями был вынужден награждать румынский народ диктатора Чаушеску и его семью. — Так что если бы Вселенная была действительно творением Господним, то в ней бы не происходили время от времени взрывы сверхновых, столкновения галактик и прочие безобразия. А так в природе, похоже, существуют свои анархисты»…

О. СЛАВИН

Художник Ю. САРАФАНОВ

Вечное движение

Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые…

Козьма Прутков

Известно, что масло с водой не смешивается. Этим, к примеру, широко пользуются в энергетике. В трансформаторах предусмотрено, что проникающая туда влага скапливается отдельно от трансформаторного масла на дне бака, не портит изоляцию обмотки и легко удаляется через кран-пробку.

Другой пример такой многофазной системы — коктейли. В них каждый компонент занимает в станине свое место. Явление тоже всем до банальности знакомое. Не потому ли мало кто задумывается: а что там происходит на границе разнородных сред?

Между тем группа сотрудников Физического института им. П.Н.Лебедева под руководством Юрия Стойлова заинтересовалась именно этими пограничными областями. Правда, использовали они для экспериментов несколько иные, чем в коктейлях, составляющие. Это фтористые, фторуглеродные соединения, вода, камфара, этанол, бензол и некоторые другие вещества. Все эти несмешивающиеся жидкости обладают различным давлением насыщенного пара, скоростью испарения и величиной поверхностного натяжения.