Очарование Ремиты (СИ)

— Сегодняшняя тема наших занятий, — громко объявил Лоркас с порога, — классическая механика. Почему классическая? Да потому, что мы ограничимся рассмотрением движения обычных тел в привычных нам условиях. Мы не полезем в область сильных гравитационных полей и скоростей, соизмеримых со скоростью света. Все тела, на которые мы соизволим обратить свое высокое внимание, не будут обладать очень большой энергией, а их размеры не будут микроскопическими. Изначально под механикой подразумевалось «искусство делать машины». Вот мы и будем заниматься искусством объяснения особенностей движения различных тел в окружающем нас мире и, я бы сказал, в тех условиях, в которых сами существуем.
Джулия решительно достала зеркальце.
— Исторически механика как отдельная ветвь науки развивалась по двум направлениям. Первое, которое условно можно назвать векторным или галиеево-ньютоновым, базировалось на понятии силы. Обычная расчетная схема в ней была следующей: выявлялись все силы, действующие на тело, уточнялись начальные условия, а далее все это подставлялось в уравнения движения, и определялась дальнейшая судьба рассматриваемого тела. Весьма удобный, надо сказать, метод решения многих практически важных задач — определения поведения маятника, движения бильярдного шара и прочих. Второе направление опиралось на более сложные понятия — такие как «полная механическая энергия», «действие», «гамильтониан» и другие. Оно получило название «аналитическая механика». С развитием математического анализа ее методы позволили легко исследовать поведение сложных систем.
Лоркас остановил взгляд на Злате и решил сделать «лирическое отступление»:
— А почему мы так посуровели? Услышали новые слова, пугающие своей научностью? Я много раз говорил: не бойтесь слов! Зачастую за самым ужасным на первый взгляд термином прячется простейшее понятие. Так что улыбнись, Синди, пожалуйста, и слушай дальше.
Улыбнулась Злата или нет, для Олега осталось загадкой: она сидела, словно специально отвертываясь от него.
— Кстати, о силах. В обычных условиях мы наблюдаем проявление сил всего двух видов — гравитационного и электромагнитного происхождения. С гравитацией понятно — это обыкновенная сила тяжести. А вот все остальное, как ни странно, объясняется электромагнитным взаимодействием, переносчиком которого являются фотоны. Да-да, те самые частички, благодаря которым мы видим окружающий мир. Оказывается, что и трение, и поверхностное натяжение, и электрические взаимодействия, и притяжение магнита, и упругость материалов, и сцепление атомов в молекулах — все эти силы одной природы, хоть и трудно себе это представить. Подробные разъяснения вы получите позже, когда доберетесь до темы «Основы физического строения мира», а пока прошу просто поверить мне на слово. Не злоупотребляю я своим авторитетом?
— Нет-нет, — с готовностью заверил Джон.
— По поводу роли авторитета в науке я хотел бы сделать небольшое отступление и поведать вам одну поучительную историю. Дело было в далеком прошлом. Галилей, один из основоположников механики, выдвинул предположение, что Земля вращается вокруг Солнца. Эти его взгляды противоречили принятой тогда точке зрения, согласно которой Солнце вращалось вокруг Земли. Высказывания Галилея сочли еретическими и отдали его под суд инквизиции. Времена тогда, надо сказать, были тяжелые. Ученого, если бы он упорствовал, запросто могли заживо сжечь на костре. Однако Галилей был чрезвычайно мудрым человеком. Он согласился с общепринятой точкой зрения и спокойно дожил до преклонных лет. В последующем наука подтвердила правильность его поступка: оказывается, более грамотно говорить, что вращаются и Солнце, и Земля. Они одновременно движутся вокруг общего центра масс. Какова мораль этой истории? А такова, что если вышестоящая инстанция — а я в каком-то смысле являюсь для вас начальником — что-то утверждает, лучше с этим согласиться, чем упорствовать в своих заблуждениях. Так что вы пока поверьте мне на слово насчет природы сил.
Вот так и у девчонок всегда получается, подумал Олег: сперва принц, потом принцесса, а заканчивается заурядными взаимными обидами. Его вновь охватили сомнения в истинности добытых Леной новостей. Может, Кокроша, разговаривая с Лоркасом, почувствовал присутствие «третьего лишнего» и решил пошутить? Тогда, однако, это крайне неудачная шутка. Вызванная ею лавина размышлений породила острое чувство абсолютной невозможности дальше терпеть неопределенность теперешнего существования.
— Каковы главные вопросы на сегодня? — Лоркас замер на несколько мгновений, задумавшись. — Когда вы будете разбираться с вариационными принципами механики, обратите, пожалуйста, внимание, насколько изощренна природа, какая у нее стройная внутренняя структура. Складывается впечатление, что даже неодушевленные предметы наделены разумом и всегда поступают по-особому. В зависимости от условий, либо выбирают наиболее короткий путь, либо обращают в минимум свою потенциальную энергию, либо добиваются того, чтобы некая функция, называемая «действием», принимала бы наименьшее значение. Это первое. Второе еще более интересно и неожиданно. Оказывается, что все известные в науке законы сохранения могут трактоваться как проявление некоей симметрии.
Лоркас смотрел на Джулию до тех пор, пока та не догадалась спрятать свое зеркальце.
— Я имею в виду так называемую теорему Эммы Нетер. Эта великая женщина не только иногда смотрелась в зеркало, но и делала поистине революционные открытия. В общем смысле симметрия не означает простое копирование. Ведь и при обычном зеркальном отображении правое и левое меняются местами. Ход времени дает пример так называемой асимметрии, что также подпадает под общий случай. Нетер показала, что при определенных условиях закон сохранения энергии является следствием равномерности хода времени. Если бы время ускорялось или замедлялось, то энергия тоже не была бы постоянной величиной. Закон сохранения количества движения есть следствие однородности пространства, по научному — изотропности. Не правда ли, красивые утверждения? Просто парадоксальная неожиданность! Итак, устраивайтесь поудобнее…
Сразу после урока Юра убежал крутить свое «солнышко» на перекладине. Миссис Макгорн, воспользовавшись его отсутствием, поинтересовалась, все ли помнят, что завтра его день рождения. Естественно, помнили все. Сложнее, как всегда, было с подарками. Только у Алика, лучшего художника, был загодя готов портрет именинника, да Олег как-то по случаю сочинил поздравительное стихотворение, которое сейчас решил посвятить Юре. Кое-какой сюрприз был заготовлен у Джулии. Джон что-то начинал, но, как всегда, не закончил. Барбара предложила выход из затруднительного положения.
— Давайте подарим Юре представление, — сказала она. — Я придумала сделать маленьких танцоров, которые показывали бы настоящий бал в королевском дворце. Там будет король и королева, принц и принцесса, все герцоги с герцогинями, остальные придворные и важные дворяне. Зазвучит музыка, и они начнут танцевать полонез, как настоящие люди. Я нашла инструкции по составлению специальных танцевальных программ. Будет так интересно! Настоящая принцесса!
Ее идея понравилась. В самый разгар обсуждения проекта будущего подарка Барбара, однако, сочла нужным внести предельную ясность:
— Мы подарим только представление, а сами фигурки будут мои. Ведь это же я придумала и уже сделала принцессу. А если Юра захочет посмотреть еще раз, я ему покажу…
Джон с Олегом, улучив момент, скрылись. До обеда они успели изготовить все узлы вертолета. Оставалось дождаться, когда остынут самые большие детали — из станка они вылезали очень горячими, — унести к хижине и уже на месте соединить. Никто их не спохватился, и наскоро поев, они даже не опоздали к началу следующего урока.
— Тема данного занятия, — торжественно начал Лоркас, — история этики, науки о морали, нравственности. Это очень важная область знаний. Достаточно сказать, что одно время в ученом мире выделяли только три дисциплины — логику, физику и этику, под которой понимали науку о природе человека в целом. В настоящее время считается расхожей истиной утверждение о том, что чувство коллективизма, ощущение особой комфортности бесконфликтного существования с себе подобными закреплено в человеке на генетическом уровне. Иными словами, признание какого-либо поступка правильным, нравственным тогда, когда он совершается в интересах окружающих людей, составляет неотъемлемую черту человеческой природы. Возможно, только благодаря этому обстоятельству давным-давно смогла зародиться наша цивилизация. В то же время законы этики, в отличие, например, от физических законов, можно нарушать. Мы чувствуем, что лгать нехорошо, но довольно часто говорим неправду. Почему, как вы думаете?