Обольстить физикой. Истории на все случаи жизни

ОБОЛЬСТИТЬ
ФИЗИКОЙ

Der
Physikverführer

Versuchsanordnungen
für alle Lebenslagen 

Rowohlt Taschenbuch Verlag

CHRISTOPH DRÖSSER

ФИЗИКОЙ

Истории
на все случаи жизни

Л. В. Донской

ОБОЛЬСТИТЬ

КРИСТОФ ДРЁССЕР

6-е издание, электронное

Перевод с немецкого

Москва
Лаборатория знаний
2021

УДК 501+001
ББК 22+72.3
Д73

Дрёссер К.
Д73
Обольстить
физикой.
Истории
на
все
случаи
жизни
/
К. Дрёссер ; пер. с нем. Л. В. Донской. — 6-е изд., электрон. —
М. : Лаборатория знаний, 2021. — 192 с. — Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст :
электронный.
ISBN 978-5-93208-554-7
Кристоф Дрёссер — известный немецкий журналист, автор нескольких
научно-популярных книг, в 2005 г. был назван лучшим журналистом года,
пишущим о науке, а в 2008 г. получил медаль Математического общества
Германии за популяризацию научных знаний.
В своей книге он легко, с юмором говорит о том, какую важную роль
в нашей жизни играет физика и как ее законы определяют самые разные
явления — и на Земле, и в космосе. В конце каждой главы читатель найдет
задачу и, решая ее, сможет проверить глубину собственных познаний в этой
удивительной науке — физике.
Для старшеклассников, студентов, их родителей и преподавателей.
УДК 501+001
ББК 22+72.3

Деривативное издание на основе печатного аналога: Обольстить физи-
кой. Истории на все случаи жизни / К. Дрёссер ; пер. с нем. Л. В. Донской. —
5-е изд. — М. : Лаборатория знаний, 2018. — 189 с. : ил.
ISBN 978-5-00101-128-6.

Издание содержит научную/научно-техническую/статистическую информацию.
В соответствии с п. 2 статьи 1 Федерального закона от 29.12.2010 г. № 436-ФЗ
знак информационной продукции не ставится.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных
техническими
средствами
защиты
авторских
прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков
или выплаты компенсации

ISBN 978-5-93208-554-7

© 2010 by Rowohlt Verlag GmbH,
Reinbek bei Hamburg, Germany

© Перевод на русский язык, оформление.
Лаборатория знаний, 2015

Оглавление

Предисловие  8

Глава 1
Слишком рано радовались, или «Эврика?» — как бы не так!  11
Говорят, что Архимед  открыл названный его именем закон, 
когда погрузился в ванну и вода перелилась через край.  
На самом деле все было несколько сложнее.

Глава 2
Последний спуск,  
или Почему толстяки съезжают c горы быстрее  21

Становясь старше, дети в какой-то момент дос ти гают 

в спорте более высоких, по сравнению с роди телями, 

показателей. Но учитель физики Штефан Путцер находит 
способ, благодаря которому он в последний раз сможет 
обогнать на лыжах своего сына-подростка.

Глава 3
Две лошадиные силы, или Испытание джинсов на разрыв  35
Фирменный знак джинсов «Левайс» известен во всем мире: 
две лошади не в состоянии разорвать брюки. Но правда ли, 

что две лошади сильнее, чем одна?

Глава 4
20-метровая женщина, или Вопросы размеров  43

В научно-фантастических историях люди превраща ются в 

великанов или карликов, сохраняя при этом свой облик.  
Но что бы с ними произошло, если бы на них 
распространялись законы физики реальной жизни?

Глава 5
Физика колбасок, или Почему венские сосиски  
всегда лопаются по длине  57

Вольфганг продает колбасу, учитывая законы физи ки, 
поэтому он может объяснить, как приготовить самые 
вкусные венские сосиски и почему они у него  
никогда не лопаются.

Оглавление

Глава 6
В патентном бюро, или Энергия из ничего  66

Возможна ли машина, работающая вечно без энер гии? 

Несмотря на то что физика исключает существование 
вечного двигателя (перпетуум моби ле), самые упор ные 

изобретатели придумывают такие аппараты,  

а иногда даже получают на них патенты.

Глава 7
Стена, или Унесенные ветром  84

Супругам, переселившимся из Германии на Майорку, 
приходится убедиться в том, что даже самая лучшая 
звукопоглощающая стена не может защитить их от шума.

Глава 8
Помолодевший близнец,  
или Удивительное путешествие сквозь время  95

В 2020 году получены первые сигналы от разумной 
цивилизации с планеты, вращающейся вокруг звезды  
Альфа Центавра В. Через десять лет земляне отправляют 
туда посланницу. Впервые появляется возможность 
установить контакт с внеземной цивилизацией.  
А парочка близнецов узнает о мнимом парадоксе  
теории относительности Эйнштейна.

Глава 9
Вечеринка, или Ерунда с длинными соломинками  111
Находясь на четвертом этаже, двое детей пыта ются 

пить лимонад и сангрию  через соломинку огром ной длины. 

Получается ли у них это — или же  

для жидкостей существует «лимит высоты вса сы ва ния»?

Глава 10
На экваторе, или Трюк с водоворотом  121

В Эквадоре или в Кении — в странах, расположенных на 
экваторе, — ловкие мошенники любят демонст рировать, 

что водяные воронки в Северном и Южном полушариях 

закручиваются в разные стороны. Инструк ция, как можно 

повторить этот трюк, даже не находясь на экваторе.

Оглавление

Глава 11
В детской, или (Не)здоровое полузнание  131

Когда родители объясняют своим детям явления природы, 

действительность иногда слегка искажа ется.  
Маттиас Вортманн в разговоре с сыном ошибается 
сразу трижды: рассказывая, почему бывает лето и зима; 
объясняя, что такое космическая невесомость, но больше 
всего — отвечая на вопрос, почему самолеты могут летать.

Глава 12
Все случайно? или В казино с компьютером в ботинке  144

Победить рулетку с помощью математических расчетов 
невозможно — по выпавшим ранее числам нельзя 
спрогнозировать успех. А не поспособствует ли здесь 
физика? Сумеем ли мы точно рассчитать бег шарика?

Глава 13
Пьяный винодел, или Как лед может защитить от мороза?  158

Поскольку винодел Луиджи слегка перебрал кьян ти, он 

забыл отключить на ночь ороси тель ную систему на своем 
винограднике — и обнаружил, что лед может спасти от 
мороза нежные побеги.

Глава 14
Культ квантов, или Самоубийство ради науки  164

Группа физиков совершает коллективное самоубий ство. 

Но почему? Комиссар Бенке выясняет, что причина связана 
с квантовой теорией, и его здравый смысл подвергается 
суровому испытанию.

Двенадцать главных, или Основные физические формулы  176

Решения  182

Источники  187

К

огда после успеха книги «Обольстить математикой» меня 
спросили, на какой следующей дисциплине я остановлю 
свой выбор, мне не пришлось долго думать — было ясно, что речь 
пойдет о физике. Математику я изучал, и она все еще остается 
для меня королевой наук (я бы применил и к ней вышеприведен-
ную цитату Фейнмана), но физика очаровывает меня не меньше. 
Если математики чуть ли не из ничего, если не считать сформиро-
ванный в процессе эволюции мозг человека, создают сложнейшие 
миры идей, то физики идут еще дальше и говорят: «Мы можем 
описывать мир при помощи математических уравнений и моде-
лей и даже — придавать этому описанию комплексный характер. 
Другие естественные науки — не что иное, как корректировка 
данных физики: химия занимается реакциями между молекулами, 
описанными физикой, биология — наука о жизни, которую мож-
но описывать при помощи химических реакций, восходящих, в 
свою очередь, опять-таки к физике». Однако я ни в коем случае не 
намерен поддерживать такой тотальный редукционизм — конеч-
но же, физика не заменяет все естественнонаучные дисциплины: 
«демон Лапласа» — это вымышленное существо (см. с. 152). Но 
физика действительно лежит в основе каждого феномена в этом 
мире, даже в возникновении всей Вселенной.
Однако не бойтесь: рассчитанные физиками-теоретиками 
модели Большого взрыва или теория струн не являются темой 
данной книги. Как «Обольстить математикой», так и книга 
«Обольстить физикой» посвящена прежде всего тем основам 
науки, которые доступны для дилетантов. Если абстрагироваться 
от глав 8 и 14, где речь идет о теории относительности и 

Физика как секс: может не давать практических результатов,  
но это не повод ею не заниматься.
Ричард Фейнман

Предисловие

Предисловие

о квантовой теории, это означает следующее: мы занимаемся 
миром, в котором практически все явления основаны на 
столкновении маленьких и больших масс. Таких физических 
величин, как сила, ускорение и энергия, достаточно для 
того, чтобы описать и макромир — например, столкновение 
автомобилей, — и микромир: так, температура характеризует 
среднюю энергию хаотического движения частиц, которые 
мы себе представляем в виде маленьких упругих шариков, 
а давление — это удар этих упругих шариков о стенку сосуда. 
Книга очерчивает границы применимости такой упрощенной 
физической модели. Тем не менее при всей своей простоте 
она объясняет, почему летают самолеты и почему невозможно 
создать вечный двигатель. Список можно было бы продолжить, 
дополнив его электрическими и магнитными явлениями, которые 
в данной книге упоминаются лишь вскользь.
Однако молекулы — это не резиновые шарики, они состоят 
из атомов, а те, в свою очередь, из более мелких элементарных 
частиц. И если вы все еще верите в то, что ядро атома — это 
крошечный сгусток из нейтронов и протонов в форме малины, 
вокруг которого на некотором расстоянии, подобно комарам вокруг 
горящей лампочки, вращаются электроны, то позвольте заметить, 
что это всего лишь вспомогательные представления, которые 
должны разбудить нашу фантазию. В «настоящей» физике все 
эти частицы уже не просто шарики, но и одновременно волновые 
пакеты, перемещающиеся в пространстве и характеризующие 
лишь некие вероятности. Наглядно представить себе это не могут 
даже сами ученые-физики, которые ведут почти религиозный 
спор о том, как можно интерпретировать хорошо подтвержденные 
экспериментальным путем результаты созданной ими теории 
(см. гл. 14). 
Как и ее математическая предшественница, книга «Оболь-
стить физикой» также содержит формулы. Я все еще считаю, что 
хорошая математическая или физическая формула отображает 
закон природы лучше, чем витиеватый текст. С другой стороны, 
понятно, что формулы нельзя читать, как детектив, для этого тре-
буется время, а иногда даже бумага и карандаш для прикидок и 
расчетов. Поэтому разделы, содержащие формулы, я максималь-
но упростил. Даже если их пропустить или оставить, чтобы разо-
браться с ними попозже, вы сможете понять смысл соответствую-

Предисловие

щей главы. Но совсем от формул отказаться нельзя — иначе я бы 
и сам это сделал!
«Обольстить физикой» — это не учебник, и книга не пре-
тендует быть всеобъемлющей. Ее задача — с помощью забавных 
историй объяснить читателю некоторые физические понятия и за-
коны. И если вы обнаружите, что здесь не охвачена какая-либо 
тема, то это, скорее всего, по той причине, что никакая забавная 
история не пришла мне в голову в связи с этим вопросом, или же, 
когда я вспомнил такую историю, книга уже была закончена.
Я не собирался в моей книге охватить всю учебную програм-
му по физике, но буду рад пробудить у читателя достаточный ин-
терес к этой науке и любопытство, которые помогут ему само-
стоятельно двигаться дальше в интересующем его направлении.
Хотел бы поблагодарить: моего агента Хайке Вильгельми и 
редактора в издательстве Rowolt Франка Штрикштрока; Бернда 
Шу и Макса Раунера — за изучение рукописи и несколько важ-
ных указаний по физике; Рюдигера Дамманна (издательство Booklet), подавшего идею написать «Обольстить математикой» и без 
которого не было бы и «Обольстить физикой». И благодарю мое-
го сына Лукаса Энгельгардта за работу над дизайном этой книги.  

Гамбург, октябрь 2010 
Кристоф Дрессер

А

рхимед в волнении ходит взад и вперед. Собственно говоря, 
он хотел сегодня вечером расслабиться в теплой ванне, по-
этому пришел в термы раньше обычного. Другие мужчины, тоже 
пришедшие сюда, спасаясь от уличной суеты Сиракуз, а возмож-
но, чтобы сбежать от домашнего диктата своих жен, уже бросают 
на него взгляды украдкой. Как тут расслабишься, если этот чело-
век, видимо, пренебрег приказом Гомера использовать купальню 
в качестве «средства против отнимающего силы умственного тру-
да»? Одной рукой Архимед придерживает полотенце, прикрыва-
ющее его наготу, и, потея и пыхтя, ходит взад и вперед. Не очень-
то приятное зрелище. Но никто не осмеливается сказать об этом 
вслух, ведь  Архимед — не только почитаемый всеми мыслитель, 
но и близкий друг царя Гиерона II.
А  Архимеду не дает покоя задание царя. Нет, дело здесь не 
в фантастических военных машинах, которые изобретатель дол-
жен создать по приказу Гиерона для отражения нападок римлян 
и карфагенян — рабочие чертежи катапульт и зеркал практически 
готовы. Их осталось лишь претворить в жизнь руками ремеслен-
ников, а у  Архимеда нет ни тени сомнения в том, что его револю-
ционные изобретения будут работать. Нет, речь идет о, казалось 
бы, простой проблеме, которую утром поставил перед ним царь. 
Гиерон II, известный также под именем Гиерона Младше-
го, — воин, имеющий высокие награды, за каждым кустом он 
чует врага.  Архимед — один из немногих, кому царь безогово-
рочно доверяет; а вот ювелир Филипп, владеющий небольшой 
лавкой в убогом переулке старого города, наверняка не принад-
лежит к их кругу. Царь передал ювелиру две мины (по современ-

Глава 1
Глава 1

Слишком рано радовались,
или
«Эврика?» — как бы не так!

Глава1

ным меркам — около одного килограмма) чистого золота, заказав 
ему изготовить корону из драгоценного металла. Золотую корону 
Гиерон намеревался принести в дар и возложить на алтарь знаме-
нитого храма Аполлона, разумеется, с большой помпой, так как 
каждый житель Сиракуз должен увидеть, какой богобоязненный 
человек царь.
Филипп, запросив за свой труд скромную плату, изготовил 
изумительную корону. Она весит ровно две мины. Все бы хоро-
шо, и все бы были счастливы — но... Гиерона не покидает по-
дозрение. А что, если (как он сегодня утром сказал Архимеду) 
ювелир тайком уменьшил количество золота в короне, добавив к 
нему серебро? Даже одна десятая часть мины, т. е. десять драхм, 
сделали бы беднягу богачом. Но внешне такую примесь к золоту 
обнаружить невозможно. «Я не доверяю этому Филиппу, — ска-
зал Гиерон Архимеду. — Вот, возьми корону в свою мастерскую, 
обследуй ее, как хочешь, но сохрани в целости, она поистине ве-
ликолепна! А завтра скажи мне, действительно ли она из чистого 
золота, или Филипп сплутовал!» А в доказательство своего дове-
рия к ученому он дал ему слиток золота, весивший ровно столько 
же, сколько корона.
Если бы Архимед мог расплавить золотое украшение, все 
было бы просто. Хорошо известно, что золото тяжелее серебра, 
т. е. слиток серебра такого же веса больше по объему слитка зо-
лота, а слиток серебра такого же размера весит меньше. Разница 
существенна: при одном и том же объеме золото почти вдвое тя-
желее серебра. Значит, если бы Архимед мог расплавить корону, 
сделать из нее слиток и сравнить его объем со слитком, который 
он получил от Гиерона, задача была бы решена. Архимеду при-
ходилось решать и более сложные математические задачи. 
Но ведь он же не вправе повредить корону, а ее изощренная 
ювелирная форма, имитирующая листья лавра, слишком сложна 
для составления математической формулы. Как же сравнить объ-
ем короны с объемом слитка?
Вдруг крик боли прерывает ход мыслей Архимеда. 
— Во имя Зевса, Архимед, осторожно! — Седой поэт Фео-
крит держится за ногу — наверное, ученый в задумчивости на-
ступил на его мизинец. — Вот уже десять минут ты бегаешь тут 
взад и вперед, — упрекает его Феокрит, — ты нарушаешь наш 
покой, а теперь еще и ногу мне отдавил. Если уж кто приходит в 

Слишкомранорадовались

купальню, то он оставляет свои заботы и проблемы снаружи! По-
этому мы здесь, и здесь находятся только мужчины, и мы следуем 
древним правилам, которых придерживаемся со времен Гиппо-
крата. А они гласят: в термах царит покой!

Архимед виновато опускает глаза. Он тоже уважает старого 
поэта. К тому же тот совершенно прав насчет древних обычаев. 
Хотя — вопрос о разделении полов надо бы еще раз как следует 
продумать …
— А на кого ты вообще похож! — сетует старец, который, ка-
жется, по-настоящему вошел в раж. — Совсем пропотел, накидка 
прилипла к тебе! Может быть, ты займешься наконец-то тем, ради 
чего пришел сюда! Вон там раб как раз подготовил горячую ван-
ну, и никто, кроме тебя, не будет претендовать на нее!
— Ты прав, Феокрит, — смущенно говорит Архимед, — ду-
маю, ванна очистит не только мое тело, но и мысли.
— Будем надеяться, — ворчит Феокрит, для которого разго-
вор на этом закончился.
От горячей воды, наполнившей мраморную ванну почти до 

краев — на ширину ладони от края, — исходит пар. Архимед от-
дает накидку рабу и опускается в воду, стараясь по возможности 
создавать как можно меньше шума. Затем отклоняется назад, бла-
женно вздохнув, закрывает глаза и, наконец, погружает все тело 
в воду.
Бултых! Все головы поворачиваются, когда вода с шумом 
переливается через край ванны на пол. Вероятно, Архимед не-
дооценил свои габариты, и ширины ладони над поверхностью 
воды оказалось недостаточно для того, чтобы вода не перели-
лась после его погружения. Пока он размышляет о том, что, ве-
роятно, поправился за последние месяцы на несколько мин, ему 
в голову приходит другая мысль: ведь его тело вытесняет воду! 
Причем именно столько, сколько занимает его собственный объ-
ем. Если бы ванна была заполнена до краев, то из нее выплес-
нулось бы ровно такое количество воды, которое соответствует 
объему его тела … 
— Эврика! Нашел! — кричит Архимед. Он, нагой и мокрый, 
выскакивает из ванны и бежит по выложенному изразцовыми 
плитками полу. — Эврика! Как же я раньше до этого не додумал-
ся! — И лишь заметив осуждающий взгляд Феокрита, Архимед 
хватает свою накидку и кое-как обертывает ее вокруг бедер. Ина-