9910130 "Два урока по наномиру" (учебный текст)

ТЕМА 1: КЛАССИЧЕСКАЯ ФИЗИКА МИКРО- И НАНОМИРА

– Вы знаете, зачем науки-то нужны? – в классе смех. Ответа не слышно... – Я где-то прочитал фразу: "Новый городничий въехал в город на белой лошади и упразднил науки", – может, так и надо? – ответа нет. – Никто не знает? ... Жили бы в пещерах... никаких проблем... Ездили бы не телеге, в крайнем случае, на "Жигулях", но только без Чернобыля, да?

– Да, желательно даже на "Мерседесе", но без Чернобыля.

– Да, на "Мерседесе" хорошо, а еще лучше, наверное, на "летающей тарелке", да?

– Да, до школы и обратно! (смех)

– Ну, если у тебя "тарелка" будет, то школа сама, наверное, прилетит к тебе и обратно... (Смех) – Вот речь и идет о том, чтобы сделать "летающую тарелку", но... не так просто, правда? (тишина, внимание) – Вы слышали, что народ летает на "тарелках"?

– Слышали... Но это не люди...

– Не наши летают?

– Не наши... (смех)

– А вы догадываетесь, почему они нам не дают на тарелке полетать?

– Потому что мы управлять не умеем.

– Ну и что?

– Как что, – взлететь не сможем. (смех)

– Проблема в том, что если Вы научите муравья кататься на мотоцикле, то он, чего доброго, не только кучу муравьев, но и кучу людей подавит... (смех) – А чтобы самим сделать "летающую тарелку", как Вы думаете, чего надо? (нет ответа) – А когда удалось сделать автомобиль?

– Когда наука доросла... (сдержанный смех)

– Наверное, когда придумали двигатель внутреннего сгорания?

– Да.

– Вы чувствуете, что достаточно было придумать двигатель внутреннего сгорания, и уже стало возможно без лошади обойтись... Кормить не надо, ухаживать, запах стал меньше. Представьте, сейчас вместо каждой машины сто лошадей... (смех)

– А как вы думаете, почему "летающие тарелки" не воняют?

– (смех)... от них тоже, говорят, бывает запах...

– Но о "летающих тарелках" трудно спорить, о них мало достоверных знаний, т.к. это редкое явление. Давайте обратимся к более изученным явлениям и попробуем догадаться, почему от электродвигателей обычно меньше запах, чем от бензиновых двигателей? Вы чувствуете, в чем тут дело?

– Чувствуем (смех). Нет бензина, ничего не горит, нет химических реакций.

– Значит, чем глубже мы забираемся в строение материи и начинаем догадываться, как она устроена, тем проще нам сделать так, чтобы установка не воняла, да? (смех) Можем сделать, чтобы бензин вообще не надо было заливать. Если есть источник электроэнергии и провода, то бензин уже не нужен, правда?

– Да.

– Значит, если сейчас у Вас в кармане появится вот такой (демонстрирую карманный магнитофон) источник энергии, который по мощности будет хотя бы как обычная атомная станция... (смех, удивление) ...то наверное, многие проблемы наши решатся сами собой, правда? (смех) ... Вы знаете, что биологи сейчас говорят, что если им предоставить достаточное количество энергии, то они смогут получить пищу для людей в любых количествах и с витаминами, и на любой вкус, только энергию давай... Т.е. многие проблемы решатся с решением энергетической проблемы. Ну, вы помните, как первобытные люди готовили себе пищу?

– На костре...

– Нет, сначала они палкой-копалкой откапывали себе морковку на диком поле и сырьем ее ели. Потом им стало мало. Они стали делать лук со стрелами и охотиться за дичью. Мясо-то повкусней, чем морковка-то, а? (смех) Дальше – больше: а чего за мясом бегать, – давайте приручим лучше кабанчика... (смех). А чтобы хозяйство-то держать, нужно уметь, когда холодно, согреться... приручили огонек... Потом стали разбираться, а что это такое? Может, можно сделать огонек и без дров? Когда научились работать с химическими процессами, разобрались со строением молекул, появились химические источники энергии... В этой штуке (показываю карманный магнитофон) стоит маленькая батарейка, без которой она не смогла бы работать, да? (тишина) После строения молекул, полезли глубже, залезли в атомное ядро... Вот у меня есть модель атомного ядра (показываю движущийся, пружинящий, колеблющийся стержень на нитке). (внимание)

– А почему оно такое вытянутое?

– Вот, товарищ удивляется. Он, наверное, уже слышал об атомном ядре. Те, кто не слышал об атомном ядре, их не удивляет, что оно такой формы... А те, кто слышал о том, что оно должно быть круглое, как капелька, те говорят: "А чего это оно у тебя такое длинное? Все же знают, что оно – круглое!". Ну, все знали, что Солнце вращается вокруг Земли. Не было ни одного, кто бы этого не знал. Поэтому, когда один заикнулся, его просто взяли и сожгли на костре, чтобы голову не морочил... (смех) Вы не знаете этого великого человека?

– Коперник!

– Да нет... Коперник умер на 75 лет раньше, чем Святая инквизиция разобралась, что его взгляды противоречат Священному писанию.

– Джордано Бруно!

– Правильно. – Так вот, когда добрались до атомного ядра, выяснилось, что можно не только дрова жечь, но и атомную станцию построить и, если бы она была надежной, то представляете, как было бы хорошо: в одном грамме урана энергии столько, что надо много-много тонн дров сжечь, а в тут в одном грамме столько же энергии. (тишина) Ну, Вы чувствуете, что чем глубже удается проникнуть в строение материи, тем больше энергии мы можем оттуда взять. Значит, хочется еще глубже копнуть, да? А там все труднее разобраться... Ядра сделаны из каких-то протонов и нейтронов, те, в свою очередь из кварков, слышали про кварки?

– Слышали.

– Пытались эти кварки получить, но не получается, не удается их вытащить... Так вот, интересно мне стало заняться этим направлением, чтобы энергию-то все-таки достать... из более тонкой структуры. И на сегодняшний день выяснилось, что такая структура все-таки есть. Раньше ее изучала классическая наука и Максвелл, который построил ее модель, называл ее эфиром. Его модель, состоящая из шестеренок, позволила вывести знаменитые уравнения классической электродинамики, которые носят имя Максвелла. Этими уравнениями сегодня пользуются физики всего мира. Работают уравнения Максвелла безупречно. Правда, лет 70 назад были поставлены специальные эксперименты, чтобы выяснить: движется эфир вместе с Землей или он неподвижен, т.е. он – сам по себе, Земля – сама по себе. Провели эксперимент и стало непонятно совсем: может, его вообще нет? Давайте про него забудем, как про кошмарный сон... Ну, и 70 лет думали, что его нет. А в настоящее время стали снова проводить эксперименты, потому что грустно жить без энергии, которая вроде бы должна быть, а ее нет. И стало выясняться, что у той пустоты, которую сейчас уже стали называть вакуумом, оказывается, есть определенные параметры, например, волновое сопротивление вакуума, т.е. пустоты, как оказалось, составляет 377 Ом. Почему-то не 40, не 50, а конкретно 377. Ну и задумались: если это пустота, то откуда у нее конкретные параметры? Ну, и сейчас взоры ученых постепенно поворачиваются к началу века. Сейчас пытаются ставить более качественные эксперименты для того, чтобы выяснить, как же все-таки устроен эфир. Оказалось, что эта более тонкая структура, которую раньше называли эфиром, по предварительным оценкам, обладает энергией, плотность которой на девяносто порядков (знаете, что значит на 90 порядков? Это значит в десять в девяностой степени раз) больше плотности энергии атомного ядра. Значит, если вместо энергии атомных ядер мы будем использовать энергию этой структуры, которую я уже называю структурой не микромира, а наномира, то сделать "летающую тарелку" уже будет делом техники. Вся проблема в том, как эту энергию достать... Поэтому, если Вам это интересно, я могу показать сейчас модель этой структуры. Показать, какие у нее элементы... Подробно о наномире можно прочитать в журнале "Техника – молодежи" №11 1990 г. Передайте, пожалуйста, журналы по рядам. Эта работа пошла всерьез где-то полтора-два года назад. Это произошло после того, как удалось построить, точнее усовершенствовать, максвелловскую модель эфира. Вы видите фотографию этой модели эфира, состоящую из 4 000 колец в журнале "СССР сегодня", который издается для Японии. Интерес к этой модели проявился не только в нашей стране, но и за рубежом. Итак, серьезная работа началась с момента построения модели, которую вы видите на фото в журнале. Этот рисунок будущей модели нарисовал мой младший брат, который учился в то время в десятом классе. Эта модель появилась в результате применения классического метода аналогии к современным экспериментальным данным. Вы на уроках Руфины Васильевны, наверное, изучаете классическую физику, да? Классическая механика... ерунда, правда? (улыбки) Так вот, оказалось, что эта "примитивная" классическая механика помогла разобраться не только в том, как устроены атомы, электронные оболочки (какой они формы), но она же позволила говорить об элементах эфира. На этом рисунке показана элементарная ячейка структуры эфира, где каждое кольцо символизирует кольцевой вихрь. Но он не как водоворот, не как в воде, а когда гребни волн движутся по кольцу. Эта модель появилась в результате сравнения свойств звука и свойств света. Ну, вы знаете, что один из самых мощных методов классической науки – это метод аналогии, сравнения. Методом сравнения многие законы открыты, многие явления исследованы. Если Вам интересно, я могу рассказать, как этим классическим методом сравнения можно получить модель эфира.

– Да, расскажите.

– Ну, вы знаете, чем отличаются звуковые волны от световых? (нет ответа) – Ну, вообще, что такое звук и что такое свет? (Высказываются различные предположения...)

– Звук в воздухе, а свет – без воздуха. – Ну, наверное, звук мы слышим, а свет мы видим, да? (смех)

– Ну, а чем отличается звук от света, кто знает?

– Свет светит, а звук – звучит... (смех) – Скорость разная.

– Вот кто-то говорит, различие в скорости, правильно. Если в воду бросить камень, пойдут круги волн. Как Вы думаете, скорость волн будет постоянна или будет меняться? (заминка)

– Ну, вот здесь камень в воду бросили, пошли в другом месте бросили, с одинаковой скоростью волны пойдут или нет?

– Приблизительно с одинаковой.

– Да, приблизительно с одинаковой. Волны обычно не движутся быстрее ветра, но и на месте не стоят, правда? Если говорить научным языком, то скорость движения волн по поверхности воды при одинаковой амплитуде и других равных условиях есть величина постоянная, да? И вообще выясняется, что скорость волны является параметром среды. Если бы мы взяли не воду, а ртуть, то и волны по ней могли бы пойти с другой скоростью, да? Так вот, оказывается, что скорость звука – эта штука тоже постоянная. Кто знает, какова скорость звука? (заминка)

– Кажется, триста шестьдесят метров в секунду.

– Триста шестьдесят, я слышал, градусов в окружности.

– Триста тридцать!

– Правильно, 330 – 340 м/с. Ну, а Вы знаете, что в воде – другая скорость звука? (заминка)

– Больше раза в два. – Больше 1 000 м/с.

– Да, в речной воде скорость звука примерно равна 1 300 м/с. Но оказывается, что если воду, например, с воздухом перемешать, то скорость звука может уменьшиться до 20 м/с, т.е. порядка скорости бега. Таким образом, мы видим, что в зависимости от параметров среды меняется и скорость звука. Ну, если скорость волн по поверхности воды – это параметр среды, скорость звука – тоже параметр среды, то и скорость света... тоже параметр среды.

– Да, логично.

– Вот так и подумали в свое время ученые-классики, которые стали искать эту среду. Ее сразу назвали эфиром. Определить ее структуру тогда не удалось, потому что вовремя отказались от нее... Поэтому эти проблемы отпали сами собой. (улыбки) – Ну, давайте сейчас вместе попытаемся определить структуру эфира, а? Для того, чтобы ее определить, надо сравнить свойства звука и свойства света. И тогда от строения вещества мы сможем перейти к строению эфира. Вообще, разумное предложение?

– Да, конечно.

– А как Вы думаете, это простая задача?

– Не очень.

– Не простая?

– Да.

– Ну, Вы не думаете, что если ее не решил Эйнштейн, то ее не решит никто?

– Ну, почему?

– Ну, Вы чувствуете в себе эти силы?

– Чувствуем!

– Т.е. вы готовы?

– Да. (улыбки)

– Если мы возьмем пластинку и ударим по ней – то она прогнется. И если мы это сделаем быстро, то по пластинке пойдет волна. Причем, если мы в середине ударим по пластинке, то ее краешки будут сходиться, да? – Да. – Если снизу ударим, то краешки тоже будут сходиться, да? – Да. – Т.е. независимо от знака вертикальной проекции смещения, да? Горизонтальная проекция смещения все равно одна и та же, да? Т.е. краешки дальше уйти не могут, только ближе, да? – Да. – Так вот, такое свойство поперечной волны (в твердом теле такая поперечная волна – это поперечная звуковая волна) в сравнении со свойствами электромагнитной волны позволяют обнаружить существенное их различие. Известно, что в электромагнитной волне, если электрический вектор Е (вертикальный) переворачивается, то магнитный вектор Н (горизонтальный) тоже переворачивается. Ну, вы это знаете, да?

– Они в следующем году будут изучать этот материал. (учительница физики Руфина Васильевна Романова)

– Понятно, так вот, выяснилось, что в электромагнитной волне горизонтальные и вертикальные смещения связаны по знаку, а в звуковой они оказались не связаны. Используя это различие, удалось перейти от вещества к эфиру. Т.е. если мы вместо атомов возьмем кольцевые вихри, которые сцеплены в структуру, похожую на кристалл (Вам, наверное, было бы интересно увидеть модель, где таких колечек 4 000, здесь, на фотографии она есть) то такая модель позволяет связать горизонтальные смещения с вертикальными. В этой модели элементы-вихри осуществляют червячную передачу, хотя виток всего один. Как только эта модель была построена, выяснилось, что волны возмущения этой структуры соответствуют электромагнитным волнам, причем, если возмущение сильное, то оказывается, что кольца ведут себя неодинаково. Вот, когда они зацеплены одно за другое (показываю на пальцах), то по радиусу (пытаюсь раздвинуть руки со сцепленными пальцами горизонтально) их труднее смещать, чем по касательной (смещаю левую руку вниз, правую вверх, затем наоборот). За счет этого различия при больших амплитудах возмущения структуры эфира получается самофокусировка излучения, т.е. если слабые волны (низкочастотные, т.е. радиоволны) распространяются во все стороны, как круги на воде. Вы знаете, что радиоприемники принимают передачи со всех сторон, да? А если волны становятся более интенсивными по амплитуде (это соответствует СВЧ-диапазону), то вдруг выясняется, что на определенной частоте они фокусируются и идут лучом. Такое явление, когда возникает луч, соответствует кусочку света – фотону. Фотон (волновой пакет) распространяется по структуре эфира в одном направлении, сохраняя свою структуру и перенося с собой всю свою энергию целиком в одном направлении на большие расстояния (не рассеиваясь), на миллиарды световых лет. От далекой галактики, которая находится, например, на расстоянии пять миллиардов световых лет, этот кусочек света (луч волн) может прийти целиком. Не разойтись по всей Вселенной, как круги на воде, а переместившись, сохранив свою структуру. Если энергия этого сгустка электромагнитных волн станет еще больше, то волновой луч может замкнуться в кольцо. Получается кольцевой волновой вихрь. Этот замкнутый волновой процесс соответствует электрону. Как только появилась идея, что электрон – это кольцевой волновой вихрь, то я тут же начал собирать из колечек модели электронных оболочек атома. Выяснилось, что все устойчивые электронные оболочки имеют симметричную форму. Более того, если в них заменить колечки шестеренками (показываю шестеренчатую модель молекулы), то все шестеренки будут синхронно крутиться. А если взять другое число шестеренок, то они крутиться не будут. На модели разными цветами показаны разные магнитные полюса электронов. Ну Вы знаете, что электроны обладают магнитными и электрическими свойствами?

– Да.

– Так вот, я предполагаю, что электрон – это кольцевой магнит, как в магнитных шашках или шахматах, только маленький. Вы знаете, какого размера атомы? Какой размер у атома, кто знает? (десятисекундная пауза, ответа нет). А сколько атом весит? Он, вообще, большой или маленький?

– Маленький! (хором)

– Меньше человека?

– Да, атомы не видно! (смех)

– А я вот слышал, что кто-то видел атомы. Недавно была конференция, на которой экстрасенс рассказывала, что она видела атомы и даже говорила, какой они формы...

– Ну и какой они формы?

– Она рассказывала, что они такой формы, что мне даже плохо стало... (смех). Ну какого размера-то, кто знает?

– Минус...

– Вот, кто-то говорит, что размера "минус". Ну, как Вам нравится, Вы приходите взвешиваться, а Вам говорят: "Вы весите минус". (смех).

– Минус девять!

– Девять чего? (тишина) Представьте, Вы приходите в магазин, спрашиваете: "сколько стоит эта колбаса", а Вам отвечают "плюс девять". (смех) Ну, Вы изучали вообще атомы, да?

– Да (хором).

– Ну, Вы хорошо его изучали, мне вообще нравится, когда говорят: "Мы изучали атом, но не изучали, какого он размера". Это напоминает анекдот: "Пошли сдавать экзамен, Вась! – Да я не учил... – Пустяки, экзамен – халява! – Ну, пошли... Профессор: "Вопрос на пять, как называется предмет, который мы изучаем?" Молчание. "Вопрос на четыре, как меня зовут?" Молчание. "Вопрос на три, на каком этаже мы сейчас сидим?" Кто-то выходит с тройкой, кто-то с двойкой и говорит: "Ну, вот, а говорили – халява..." (смех). Ну, ладно, если сравнивать размер атома и человека, то атом в десять миллиардов раз меньше человека. Расстояние, которое в десять миллиардов раз меньше метра, называют ангстремом. Если мы возьмем расстояние в десять раз меньше метра, как оно называется? – Сантиметр... Дециметр. – Тут мнения разделились, кто-то говорит, что сантиметр в десять раз меньше метра... (смех) Но, тут подсказывают, что нет, это – дециметр. Я соглашусь с теми, кто говорит, что дециметр. Еще в десять раз меньшее (сотая часть метра) расстояние в системе интернациональной называется... правильно, сантиметр. В тысячу раз меньше метра... Да, миллиметр. А в тысячу тысяч? В миллион раз меньше метра? ... Правильно, микрометр. А если еще в тысячу раз меньше?

– Нанометр!

– Правильно, нанометр – это миллиардная часть метра. А атомы – еще в десять раз меньше. Десятая часть нанометра называется ангстремом. Это приблизительный размер атома. А атомное ядро... Вы слышали, что у атома еще ядро есть?

– Да (смех).

– А ядро поменьше атома или побольше?

– Поменьше (смех).

– На качественном уровне уже легче отвечать, да?

А во сколько раз, приблизительно?... Вот кто-то подсказывает "В половину"

– В сто.

– Маловато будет...

– А во сколько, разве не в сто?

– В сто-то оно в сто, только в сто тысяч...

– Так много?

– Ну, может быть у некоторых атомов в пятьдесят тысяч раз... Ну, значит мы разобрались с размерами атомов, да?

– Да!

– Ну, а когда я попытался разобраться с размерами элементов эфира, то есть с размерами элементов структуры, волновые процессы в которой соответствуют электронам, то если диаметр электрона у меня получился равным диаметру атома водорода, т.е. в десять миллиардов раз меньше человека, то элементы структуры, по которой бегает этот волновой процесс, да, меньше. Но он должен быть меньше и размера атомного ядра, да? Потому, что ядро сделано из таких же приблизительно частиц, как и электрон. Получилось, что размер элемента этой структуры (эфира) еще на 25 порядков меньше, чем размер атома. Прикидываете, размер?

– Да.

– Т.е. если атом меньше человека в десять миллиардов раз, то элемент эфира получился меньше еще во сколько раз?

– На двадцать пять порядков...

– На двадцать пять порядков – это будет в миллиард миллиард миллионов, да?

– Да. – Т.е. еще в миллиард миллиард миллионов раз меньше атома. Ну, некоторых это число пугает, Вас, я смотрю, нисколько... (смех). Из-за того, что у этих элементов такие маленькие размеры, из-за этого у них и такая большая плотность энергии получилась. На 90 порядков больше плотности ядерного топлива. (оживленное обсуждение... стук учительницы указкой по столу... тишина)

– И тишина... (смех). Ну, Вам, наверное, все-таки интересно узнать, что это за модели на столе?

– Да! – Когда появилась модель электрона – кольцо, то интересно стало из колец-электронов слепить модели электронных оболочек (показываю на первую строку таблицы фотографий), а из моделей кварков интересно было слепить модели атомных ядер (показываю пластмассовую модель ядра). (оживление). Если модель электрона оказалась кольцом, то из колец сложились кольцегранные модели электронных оболочек, которые, как выяснилось, хорошо объясняют многие экспериментальные результаты. Например, американские ученые измерили направления моментов вращения электронов (спин), который в устойчивых электронных оболочках совпадает с перпендикулярами к граням правильных многогранников. А из моделей кварков (показываю фото модели) сложились модели атомных ядер. Если изобразить целый кварк одним витком винтовой спирали, то модель ядра окажется вот такой пружинкой (показываю динамическую модель ядра). (звонок с урока).

ТЕМА 2: СКОЛЬКО ИЗМЕРЕНИЙ У НАШЕГО МИРА?

– Вы знаете, в каком мире мы живем? Сколько в нем измерений?

– Три.

– А как Вы думаете, можно проверить, что именно три измерения? Или Вы кому-то поверили, а может оказаться и не три вовсе?

– Можно провести линию, если ее двигать, получится поверхность, а если двигать поверхность, получится объемная фигура.

– А кто первый догадался о том, что наш мир – трехмерный?

– Евклид.

– Евклид систематизировал знания по геометрии, поэтому геометрия и называется евклидовой, а о трехмерности мира догадались раньше. А как можно другим способом определить мерность мира? Говорят, что мир имеет четыре измерения...

– А может и в самом деле четыре...

– Представим, что за несколько тысяч лет до Евклида жил какой-нибудь философ, который попытался, глядя на яблоко, определить: яблоко трехмерный объект или четырехмерный, или двух?

– Трех!

– А что это за число три, как оно получается?

– Это число координат, которое достаточно для однозначного описания положения точки в пространстве.

– Давайте проделаем такую операцию: попробуем разделить яблоко на две части. Можем?

– Да.

– А что у нас получится в сечении?

– Плоскость.

– Да, но ограниченная, т.е. круг.

– Да.

– А теперь давайте схитрим: границу раздела, которая получилась, снова разделим на две части. Что получится?

– Полукруг.

– А граница между двумя полукругами?

– Линия.

– Правильно. Если бы мы делили весь мир, то получилась бы бесконечная линия, а если яблоко, то – отрезок, да?

– Да.

– А теперь давайте опять разделим его на две части.

– Полукруг.

– Погодите, мы делили отрезок пополам. Как же мы можем из отрезка получить полукруг?

– Это надо на доске нарисовать, а то непонятно...

– Не все так просто нарисовать... Давайте лучше повторим наш путь: было у нас яблоко. Разделили мы его на две части. Получили границу раздела – часть плоскости – круг. Разделили круг на две части. Получили границу раздела – линию. Разделили линию на две части. Получили границу раздела – что? (тишина) Граница между половинками прямой линии – это что?

– Точка.

– А если мы точку разделим на две части?

– Половинка точки.

– А мы сумеем отличить половинку точки от целой?

– Да (нет).

– Если да, то по какому признаку? (тишина) Значит, если попытаться точку пополам разделить, то все равно точка получается?

– Да.

– Вы чувствуете? Мы три раза разделили, а четвертый раз уже получается то же самое, да?

– Да.

– Если мы сосчитаем, сколько раз мы делили, то получится три раза. Вот это и есть три измерения. А если мы делили три раза и каждый раз на две части, на сколько же частей мы разделили наше яблоко?

– На восемь.

– Правильно, два в третьей степени – это восемь. Значит, делили три раза на две части и получили всего восемь частей. Значит, число три – это показатель степени, в которую нужно возвести двойку, чтобы получить восьмерку. А Вы помните, какая самая устойчивая оболочка атома?

– Восемь.

– А как Вы думаете, случайно?

– Нет! А может, совпадение...

– Значит, совпадение, ну давайте посмотрим... Возьмем пространство. Разделим его на восемь частей. Я рисую декартову систему координат. Немножко кривовато, да? Но есть такая поговорка: и по неправильному чертежу можно правильно решить задачу геометрии. (смех). Значит, на восемь частей разделили, да?

– Да.

– А вот теперь давайте выделим один из этих углов (их называют октантами, от слова октава, восемь). Пусть это будет угол, где оси направлены в положительную сторону. Угол ограничен тремя взаимо перпендикулярными плоскостями. Прямой угол, но в объеме. Теперь, попытаемся в этот угол поместить кольцо, так, чтобы его центр оказался как можно ближе к началу координат. Как, Вы думаете, это кольцо разместится?

– Наклонно.

– Но оно может при этом лечь на какую-нибудь плоскость?

– Нет.

– А как?

– Под 45 градусов.

– А почему Вы думаете под 45?

– А потому, что так его центр окажется ближе к вершине угла.

– Ну, Вы согласитесь, что оно встанет симметрично относительно трех перпендикулярных осей?

– Да.

– Ну, вообще, у Вас интуиция работает изумительно! Действительно, при этом расстояние от центра кольца до вершины угла станет минимальным. Если колечко разместится так, что упрется в плоскости на одинаковом расстоянии от начала координат, то его центр окажется ближе всего к началу координат.

– Да.

– Причем, если мы построим симметричные отображения, относительно всех плоскостей прямого угла, то, как Вы думаете, что мы получим?

– Это...

– Ну, как Вы думаете, сколько колец мы получим? Если найдем отражения относительно всех плоскостей?

– Три. Восемь. Четыре.

– Вот, тут подсказывают восемь...

– А почему не три?

– Потому, что в каждом из 8 углов в результате отображения получится по одному кольцу. И потом уже сколько мы ни будем отображать, новых колец, отличающихся от этих восьми не появится.

– Но ведь у нас только три зеркала, где же возьмется больше трех отражений?

– А мы отражения снова будем отражать...

– Ну, если только так...

– Значит, мы путем геометрических построений из одного кольца получим фигуру, состоящую уже из восьми колец. Эта фигура в точности совпадет с геометрической моделью восьмиэлектронной оболочки. Похожа? Помните, какая модель восьмиэлектронной оболочки?

– Вот такая (показывает фото модели).

– Да. Вот такая фигура и получится. Ну, а теперь, как ты думаешь, случайно совпадение числа электронов в электронной оболочке и числа, полученного из геометрических построений?

– А в геометрическом построении непонятно, как восемь получается.

– Ну, посмотрим, что получится при первом отражении колечка от одной из плоскостей. Два?

– Да.

– Теперь эти два колечка отразим относительно другой плоскости. Сколько получится?

– Четыре.

– Правильно. Теперь полученные четыре отразим относительно третьей плоскости. Сколько получим?

– Восемь.

– Вот и прекрасно. Так случайно ли число электронов в самой устойчивой электронной оболочке?

– Да.

– Связано ли это с трехмерностью нашего мира?

– Связано. Нет!

– Вот тут мнения разделились... (пауза, обсуждение) Давайте тогда копнем еще глубже... Почему, если электроны – колечки, то они пытаются добраться до центра, до начала координат, до вершины угла?

– Как это почему?

– Ну, почему электроны к центру притягиваются?

– Там ядро.

– А... там ядро притягивает, да?

– Да.

– Вы чувствуете, мы приходим к тому, что это колечко из геометрической задачи не такое уж и абстрактное. Это модель электрона. Электроны стремятся занять максимально близкое положение к ядру атома. (пауза, созерцание).

– А почему они притягиваются?

– Ну, это уже более трудный вопрос.

– И нам не удастся на него ответить?

– Сегодня, наверное, нет...

– А жаль...

– Ну, Вы так уж сильно не расстраивайтесь, ведь Эйнштейну тоже не удалось на него ответить (смех). Я вчера прочитал заметку в газете "Московский комсомолец". Называется "Поле чудес в стране дураков". О таких изобретателях, как Грошавень, Чернетский, Касаткин, Коровяков. Вы знаете эти фамилии?

– Нет, а кто они?

– Грошавень предложил гравилет... Все хорошо, но там единственная мелочь: не летает... (смех). Второй изобретатель, Чернетский – предложил качать энергию из вакуума киловаттами. Но там тоже одна мелочь... пока не качается... (смех). А еще один товарищ, Касаткин, придумал новую систему вычислений объемов в целых числах, но почему-то ни у кого, кроме него, не вычисляется... но это тоже мелочь... (смех). Статья-то в газете была о том, что государственные организации выделили им, кто – 6.000, кто – 100.000 рублей. И все для того, чтобы сделать установку, про которую заранее можно было сказать, что она никогда не полетит, потому, что она глупая. Ну, товарищи, как можно давать дуракам бешенные деньги, которые они выкидывают псу под хвост? Но Вы знаете, что если есть какое-то истинное высказывание, то противоположное высказывание – тоже истинно. Знаете об этом?

– Ну, как это?

– А представьте себе, что тот же Грошавень, который взял деньги на глупую штуку, может, принесет пользы людям больше, чем Эйнштейн?

– Может. Не может.

– Вот видите, мнения опять разделились (смех). А эту модель Вы уже видели? (это модель ДНК). Два цвета колец в модели ДНК соответствуют разным магнитным полюсам электронов. В отличие от восьмиэлектронной оболочки-многогранника, в молекуле ДНК по моему предположению электроны смагничиваются в плоскую поверхность. Магнитные полюса электронов расположены в шахматном порядке. Такое расположение электронов связано с тем, что в атоме углерода всего четыре валентных электрона, поэтому им удобнее расположиться столбиком, если атом углерода окружают такие же атомы. Тем более что если попытаться из четырех электронов-колец построить многогранник (тетраэдр), то мы увидим, что в каждой вершине должны сойтись три кольца. А магнитных полюсов-то всего два. Значит, если первый электрон повернут наружу северным полюсом, второй – южным, то третий с ними обоими никак не смагнитится, т. к. если он расположен северным полюсом наружу, то он оттолкнется от первого, а если южным – то от второго. Если электроны в атомах, из которых построена молекула-ДНК, расположены столбиком, то атомы по магнитным свойствам расположатся в шахматном порядке и смагнитятся друг с другом, т.к. магнитные полюса будут чередоваться, подобно черным и белым полям шахматной доски. Если же мы вспомним, что электрон – это замкнутый волновой процесс, то станет понятно, что соседние атомные ядра, деформируя эфир, увеличивают кривизну траектории внутриэлектронной волны и его диаметр уменьшается. Значит, в молекуле ДНК атомы становятся мельче. Их размер в полтора раза меньше самого маленького атома – атома водорода. Поэтому, если ДНК в ширину – состоит из девяти атомов типа углерода, то ее ширина на самом деле не превышает шести диаметров атома водорода. А вы знаете, что если вещество более плотное, например, возьмем нож и хлеб, то нож прочнее и хлеб может разрезать. Поэтому, если ДНК сделана из более мелких атомов, то она может разрезать обычные молекулы, как ножом. (Пауза) Поэтому отличие свойств атомов углерода приводит к тому, что органические молекулы получаются гибкие и прочные. Эти преимущества приводят к процессу химической эволюции.

– А почему они будут выживать?

– Ну, представьте себе, что есть вначале поровну устойчивых и неустойчивых молекул. Какие будут накапливаться?

– А если их нет, откуда они появятся?

– В природе бывает и по-другому... Допустим, действует вулкан, выбрасывает тонны органических соединений. Из этих соединений устойчивые остаются, а неустойчивые разрушаются и снова попадают в топку вулкана.

– Они остаются, но не размножаются...

– Да. Но матричная структура ДНК позволяет и размножаться...

– А если нет вулкана?

– Давайте говорить о том, что есть, потому, что если мы придумаем условия, которых на Земле нет, то и жизнь в таких условиях может не появиться (смех).

– А какое отношение к этому имеют изобретатели гравилета и вечного двигателя, о которых Вы начали рассказывать?

– Дело в том, что то, что кажется глупостью на первый взгляд, может принести пользу...

– Это как?

– Ну если мы знаем, что гравилет построить очень трудно, это у нас вряд ли получится, то чего мы будем зря время тратить? Давайте лучше будем делать то, что уже получалось...

– А почему на глупый проект дали деньги?

– Дело в том, что очень трудно бывает разобраться в том, глупый проект или нет и если даже умный, то к каким последствиям это может привести? Вы знаете про Чернобыль? – Ну, а когда видно, что глупый? – В нашем случае одни поленились по-настоящему подумать над проектом и сделали отъявленную липу, а другие поленились проверить и подписали выдачу денег. Проект Чернобыльской АЭС более серьезный, но и результаты тоже более серьезные, правда? Здесь (с Грошавенем) 100 тыс. потеряли, а там – миллиарды и сотни человеческих жизней.

– А что же делать?

– Тот, кто придумывает проект, тот должен думать о его безопасности и, в частности, о дуракоустойчивости.

– Это как?

– Ну, Вы все были в зоопарке?

– Да.

– Тигры из клеток часто убегают?

– Нет, но бывает.

– Так вот, надо придумать такую клетку, чтобы это происходило реже, так, чтобы нас устраивало... Если клетка предназначена для тигра, то нужно так рассчитать и (это главное) сделать, чтобы тигр из нее не смог выбраться. Обезьяна, если в нее попадет, то она может догадаться, как вылезти, а тигр, чтобы не догадался.

– А если я выпущу?

– Ну, надо сделать клетку так, чтобы того, кто выпустил, чтобы первого и съели, чтобы поменьше было таких шутников (смех).

– Так, говоря о ДНК, Вы поняли, чем отличаются живые молекулы и даже атомы от неживых? (тишина) – Просто свойства атомов углерода (нестандартные) приводят к возникновению столбчатой структуры атомов углерода, что приводит к гибким (подобно велосипедной цепи) молекулам-змейкам, которые обладают преимуществами (гибкость, устойчивость) по сравнению с неживыми молекулами, что и приводит к процессу химической эволюции.

– А как Ваша модель согласуется с экспериментальными данными и чем она лучше стандартной? (учительница Руфина Васильевна Романова)

– Последние данные о распределении электронной плотности по поверхности молекулы ДНК показывают, что она равномерная, что не согласуется со стандартной моделью, но просто объясняется моей моделью ДНК. Кроме того, новая модель показывает в динамике процесс образования вторичной структуры ДНК. Стандартная модель не обладает достаточной гибкостью.

– Как вы думаете, эта модель ДНК может стать плоской, если ее развернуть?

– Да.

– Ну, давайте попробуем... (ученики пробуют – не получается)

– Поэтому она и скручивается в спираль, т.к. длина средней линии ленты-молекулы ДНК меньше, чем крайние (на 16%, что и приводит к тому, что ДНК перекручена с шагом 10.4 нуклеотида на 1 виток спирали).

– Так что же со статьей о Грошавене и пр.?

– Хотелось бы, чтобы в таких статьях речь шла не только о Грошавене, но и об Эйнштейне, потому, что их миропонимание отличается гораздо меньше, чем, скажем, миропонимание человека и муравья. Если уж пишут о муравьях и о Грошавенях, то почему бы не покритиковать и Эйнштейна? Его уровень не сильно выше Грошавеньского... Кроме того, если пишут о "тарелках", которые никогда не полетят, почему бы не написать с научной достоверностью и о настоящих "летающих тарелках", которые уже летают? И почему бы, между прочим, не рассказать о природе гравитации? О том, как приступить к созданию отечественных "летающих тарелок"...

– А как сделать "летающую тарелку"?

– Мы доберемся до этого вопроса на следующих уроках, а как вы думаете, почему нам не дают прокатиться на настоящей "летающей тарелке"?

– Не знаем...

– Ну, дайте муравью на мотоцикле покататься – он не только муравьев, а еще и людей подавит... (звонок).

http://ftp.decsy.ru/nanoworld/index.htm