УМАПАЛАТА

Сегодня у нас будет тема из разряда: «Майор "Разрешите докопаться", предъявите документы». Бывают ли круглые объекты? Хоть что-нибудь истинно круглое в реальности бывает? Начертим на листе бумаги круг. Корявенько, но годится. А теперь захотели мы посчитать его площадь. Одним из способов будет – вписать в круг много-много маленьких квадратиков, каждый по 1 см². Вписали квадратики, посчитали количество в штуках, узнали площадь круга. Но только примерно. Потому что смотри-ка: квадратики не стыкуются к границе круга так уж плотненько, остаётся зазор. Выходит, что мы круг обокрали, недовесили ему площади. Делать нечего, рисуем квадратики поменьше, пусть по 0,1 см². Опять считаем, опять присматриваемся к краям круга и опять выясняем, что между квадратами и кругом есть зазор. В общем, развлекаться так можно долго, пока не надоест и мы не вспомним формулу площади круга. Однако за этим умозрительным развлечением кроется важная фича нашей реальности. Вся вещественная реальность состоит из чего?

– Шта!? (из древнего интернета) Сегодня мы поговорим о замечательной штуке – штольне. Все могут визуально представить себе шахту – глубокий колодец под землю. Так вот штольня – это горизонтальная сестра шахты. Такой туннель в горе, который выходит прямо на поверхность земли. Первые аналоги штолен появились ещё в глубокой древности – археологи находят следы таких выработок в Древнем Египте и Месопотамии, датируемые примерно третьим и вторым тысячелетиями до н.э. Добыча серебра в Древнем Риме велась нередко через штольни. Благодаря им римляне осваивали месторождения на территориях современной Испании и Британии. Часто штольни устраивали под небольшим углом вверх (1-5 градусов) по отношению к горизонту. Это позволяло устроить естественный дренаж – вода самотеком шла наружу, не мешая работам. Для устойчивости туннеля раньше использовали деревянные рамы и подпорки (прямо как в кино про археологов-приключенцев). Интересно, что именно штольни послужили своего рода вдохновением к тому, что люд

Многие знают, что катализатор – это такой материал, который ускоряет химические реакции. Сегодня мы обсудим, каким образом он это делает. Представим себе, что есть два газа: А и Б. Они не взаимодействуют друг с другом, их молекулы летают в одном объёме, по временам сталкиваются друг с другом, но толку - ноль. Теперь представим, что в этот объём мы добавили катализатор, например, платиновую фольгу. Что изменилось? Молекулы А и Б получают возможность «сесть» на платину (адсорбироваться на ней), и теперь условия для их взаимодействия меняются. Сидя на платине, молекулы с гораздо большей вероятностью способны вступить в реакцию при столкновении. Связано это с тем, что пока они сталкивались в газовой фазе, энергия активации (энергетический барьер) была высокой, а на платиновых просторах она – низкая. Почему так происходит – отдельная большая тема. Здесь скажем только, что есть два основных механизма взаимодействия с участием катализатора. В рамках первого обе молекулы садятся на катализатор

Почему одни металлы более пластичные, а другие – более хрупкие? Обсудим. Во-первых, вспомним, что все металлы обладают той или иной пластичностью, то есть способностью деформироваться под нагрузкой без разрушения. Иначе говоря, гнуться, тянуться или плющиться, не разрушаясь. Этим своим свойством они обязаны металлической связи, удерживающей атомы (ионы) металла в одной кристаллической решётке. В металле все валентные электроны коллективизированы и свободно перемещаются по всему объёму материала, образуя «электронный газ», который удерживает положительно заряженные ионы друг с другом. Однако у разных металлов различается электронная структура, в том числе число электронов, участвующих в металлической связи. Этот фактор может вносить вклад в пластичность. У переходных металлов, таких как железо или хром, в связи активно участвуют d-электроны. Это делает связь более жёсткой и повышает прочность, но при этом не обязательно лишает металл пластичности полностью. В результате многие из них д

Все мы привыкли видеть, как растения тянутся вверх к солнцу, а корни уходят вниз под землю. Может ли быть по-другому? Оказывается, что вполне. В космосе. В невесомости, на орбите, растения оказываются в мире без «верха» и «низа». Такое положение дел сбивает растение с толку. Не имея гравитации в качестве направляющей, бедному салату приходится ориентироваться на другие факторы: свет и воду. Стебли всё так же тянутся к свету (фототропизм доминирует), а корни ищут влагу (гидротропизм) и кислород, раскидываясь в разные стороны, как щупальца осьминога. Эксперименты с растениями на орбите показали причудливые результаты. Их проводили в 1970-х на Skylab — первой американской станции. Космонавты вырастили арабидопсис (модельное растение), его корни закручивались спиралями, а не шли вниз. В корнях и стеблях растений есть клетки статоциты, которые содержат плотные элементы — органеллы, которые под действием гравитации оседают «на дне» клетки. Они и служат растению для определения направления р

Может ли грядущий GAI заменить всех ученых в будущем (а некоторых уже и в настоящем)? Обсудим. Что делает ученый-экспериментатор? Он пользуется своей контекстностью: знаниями, опытом, наблюдениями, чтобы у себя в голове скрещивать различные элементы из одной или разных научных областей, в результате чего рождается постановка вопроса и способ ответа на этот вопрос. Если ученый хороший, то скрещивания идей в голове годные и потенциально отвечают на животрепещущие вопросы: например, как повысить урожайность озимых, усталостную прочность стали или блестящесть лака для ногтей. Так мы получаем рабочую гипотезу. Дальше дело за экспериментальной проверкой. Надо подобрать такие инструменты, которые позволили бы проверить гипотезу и, если она работает, установить ее ограничения, а если нет, понять почему. В принципе, все, что мы озвучили, мог бы осуществлять и условный андроид. Судите сами: загружаем в него базу данных, всю накопленную человечеством научную литературу, от Аристотеля до свежих пр

Тарелки, фанфары… настало время взяться за одну из самых известных формул в мире: E = m c^2. Её знают все, а понимают и того меньше. А ведь за этими буквами скрывается революционная идея, которая перевернула наше понимание Вселенной. Часто формулу объясняют примерно так: масса пропорциональна энергии. Масса и есть энергия. Даже в самой маленькой массе заключена колоссальная энергия. Верь в себя и всё получится! Подписываюсь под каждым словом, но предлагаю взглянуть на менее оракульское и более осязаемое пояснение. Для этого формулу малость допишем: E = gamma * m * c^2 где gamma = 1 / sqrt(1 - v^2 / c^2). Теперь идея становится гораздо яснее: у любого тела есть энергия покоя m * c^2, а при движении добавляется ещё и релятивистская составляющая, растущая вместе со скоростью. Чем ближе скорость к световой, тем быстрее растёт gamma — и тем дороже становится разгон. И вот тут главное: чтобы разогнать тело до самой световой скорости, потребуется бесконечная энергия. Даже один килограмм разо

Как-то мы заводили разговор о поляризации и одной из первых поляризационных пленок для солнцезащитных очков. А сегодня обсудим хитрые «самополяризующиеся» (на самом деле самозатемняющиеся) очки. На улице, под ярким солнцем, они темнеют, превращаясь в стильные солнцезащитные, а в помещении приходят в себя и делаются прозрачными. А самое главное линзы этих очков могут быть и плюсовыми, то есть вполне функциональными для людей с ослабленным зрением. История этих очков началась в середине 20-го века, когда американские химики Стэнли Стуки и Уильям Армистэд работали на компанию Corning Glass Works. Их задачей было разработать такое стекло, которое быстро темнело бы от яркой вспышки. Стуки обнаружил, что некоторые соединения, которые, реагируя на ультрафиолет, меняют свою структуру, можно равномерно добавить в линзу и при этом они сохранят свои свойства. Сначала он работал с галогенидами: хлоридами и бромидами серебра. Позднее были открыты органические молекулы: спиропираны и нафтопираны. Э

Мне кажется, многие наблюдали, что летом всех тянет на приключения и всякую суету, а зимой хочется сидеть дома и не дергаться. На лицо влияние температуры на активность человека. Такое же есть и в химии. Бывает так, что мы сливаем вместе два вещества, которые по справочнику должны реагировать и давать новое третье вещество. Однако по какой-то причине ничего не происходит, молекулы исходных веществ какие-то грустные и вялые и взаимодействовать не хотят. Так будут обстоять дела, если температура системы окажется недостаточной для реакции. Если бы мы могли взглянуть на нашу систему под микроскопом, то увидели бы, что молекулы обоих веществ движутся слишком медленно и сталкиваются с силой недостаточной для того, чтобы подружиться, несмотря на то, что подходят друг другу. Если температуру системы поднять, то скорость молекул возрастет, они будут колотиться друг о друга сильнее и реагировать охотнее. Если это наблюдение формализовать, мы скажем, что молекулы имеют энергию выше энергии актива

Сегодня позволим себе порассуждать на общие темы. Поговорим, например о консервативности академической науки, которая тем не менее при необходимости быстро может забыть свою консервативность и обрасти подпевалами, которым всё очевидно и они всё готовы объяснить. До середины 20-го века жить на Земле было веселее. Тогда у землян с вероятностью весьма далекой от нуля были планетарные соседи. Так в 19-ом и начале 20-го вв. вполне серьезно обсуждалась развитая цивилизация на Марсе, обустроившая свою планету целой системой каналов, которые хорошо были видны с Земли в телескоп. Вдохновившись этим предположением Герберт Уэллс написал целую «Войну миров» о визите марсиан на нашу планету. Современные снимки красной планеты показывают, что эти каналы-нити, тянущиеся от полюсов, не более чем оптическая иллюзия и существования ни естественных, ни тем более искусственных каналов не подтверждают. На Венере предполагали обнаружить тропические леса, если не с развитой цивилизацией, то уж хотя бы с дико