Физика вокруг  нас. Выпуск № 23 (99)

Сегодня в номере:

Новости сайта – Физика малышам – Из жизни: Джеффриса – Анекдот

Если бы я мог упомнить названия

 всех элементарных частиц, я бы стал ботаником.

 Энрико Ферми

Новости сайта

• Читайте последний выпуск «Новостей физики и космоса» >>>
• Началась публикация  биографий физиков – лауреатов Нобнлнвской премии

·        В разделе «Витрина» вы сможете увидеть книги, игрушки, диски, которые помогут Вам изучать физику.

^{Секундочку!}

Не пора ли отделить измерение времени от вращения Земли?

Необходимость синхронизировать отсчет времени с периодом вращения Земли приведет к тому, что Новый год наступит на секунду позже. С 1972 г. дополнительных секунд набралось уже 22, но представители сектора радиосвязи Международного союза телекоммуникаций — агентства Организации Объединенных Наций, отвечающего за официальное время при радиовещании, — предлагают в дальнейшем не корректировать время. Астрономы, историки и ряд других ученых, расстроенные такой перспективой, начали обсуждать предложение привязать время к вращению Земли.

Добавочные секунды необходимы потому, что вращение Земли постепенно, но неравномерно замедляется. Изменения скорости вращения возникают из-за приливно-отливных сил, создаваемых Луной, инерционных эффектов, связанных с нерегулярностями движения внешней жидкой части ядра Земли, и с круговоротом воды, в котором влага, испаряющаяся на экваторе, оседает в полярных областях в виде постепенно тающего льда.

Существующая система стала компромиссом между выгодой использования самых точных, т.е. атомных часов и уважением к традиционному счету времени. Иуда Левин (judnh Levine), физик из отдела времени и частоты Национального института стандартов и технологии (штат Колорадо), считает, что действительно фундаментальной величиной является не время, а частота, которая появилась из квантовой механики и является свойством атомов.

Главными защитниками стандарта частоты оказываются люди, связанные с современными системами дальней связи. Система GPS, например, не приспособлена к учету дополнительных секунд — проблема, ставшая очевидной в 2003 г., когда за отрезок времени, прошедший после добавления последней дополнительной секунды, часы в некоторых приемниках GPS стали работать со сбоями (они начали показывать время в виде 62:28:15).

«Каждый раз, когда вводится дополнительная секунда, движущийся объект продолжает перемещаться, а часы стоят, — говорит Левин о проблемах навигации. — Так что тем, кто имеет дело с физическими процессами, не нужна дополнительная секунда».

Кроме того, он обращает внимание, что существующая компромиссная система несовершенна. Например, когда лишняя секунда вводится в странах Азии и Австралии в середине дня, то время «прыгает» как раз во время работы биржи. Кроме того, чем больше шкал времени, тем легче программисту сделать ошибку в вычислениях.

Но Дональд Кэмпбелл (Donald Campbell) из Корнеллского университета, ранее директор центра эксплуатации радиотелескопа Arecibo, заявляет, что не трудно переписать программное обеспечение, чтобы приспособиться к различию между атомным и универсальным временем.

Однако традициями пренебрегать нельзя. В конце концов, в течение тысяч лет люди следили за временем по положению солнца, а не по колебаниям атомов.

Венди Гроссман

СЧИТАЯ ЧАСЫ

Обычный счет времени, основанный на вращении Земли, называется Координированным универсальным временем (UTC), которое англичане все еще называют Гринвичским средним временем (GMT), Международное атомное время (ТАI) базируется на секундах, отсчитываемых атомными часами. Мировое время контролируется авторитетными организациями, в том числе Обсерваторией Военно-морских сил США, Национальным институтом стандартов и Физико-техническим институтом Германии, аналогом NIST

Физика малышам

Михаил Ильин. Рассказы о вещах (Продолжение, начало читайте в разделе «Физика –малышам»)

СТАНЦИЯ ПЯТАЯ. БУФЕТ

Важные родственники кухонного горшка

Кроме  алюминиевой кастрюли и аэроплана из дюралюминия, есть у горшка и другие родственники. Живут они у вас в комнате, но не на кухонной полке, а в большом и красивом доме, который называется буфетом.

Вот они выстроились, как на параде: тарелки  мелкие, тарелки  глубокие, чайные чашки, чайные блюдца, сахарница  с отбитой ручкой и чайник с подбитым носом. Все из блестящего белого фаянса.

Но  лучше  всех  настоящая  фарфоровая  кружка  с изображением  розовой мельницы у розовой реки и розового рыбака с розовой удочкой.

Разве можно сравнить с ними  наш бедный, простой горшок  с его  убогой, темной глазурью. Впрочем, не будь горшка, не было бы и фарфоровой кружки. Чтобы придумать фарфор, нужно было сначала научиться делать горшки.

Кто придумал фарфор?

Кое-где в приморских странах – в Дании, Швеции, Франции– тянутся по берегу длинные плоские валы. Когда их попробовали раскопать, оказалось; что это огромные кучи всяких отбросов: рыбьих костей, ракушек, обглоданных черепов, каменных ножей и скребков, гарпунов и мотыг из оленьего рога. По-видимому, здесь жили когда-то первобытные люди, которые все свои кухонные отбросы и поломанные орудия сваливали в кучу около жилья.

С течением времени помойные ямы превратились в целые холмы, которые тянутся на сотни метров.

В этих "кухонных кучах" нашли, между прочим, и черепки глиняных горшков. Горшки первобытных людей были мало похожи на теперешние: глазури не было, дно было не плоское, а заостренное или круглое.

Но все-таки это были самые настоящие горшки.

Прошло много тысяч лет после этого, прежде чем появился фарфор. И не удивительно: ведь сделать фарфоровую чашку гораздо труднее, чем глиняный горшок.

Первыми научились обжигать фарфор китайцы – тысячу семьсот лет тому назад. Но особенно большого успеха в этом деле они добились совсем недавно, в XV веке, при императорах из династии Мин.

Китайский фарфор ценили в Европе на вес золота. Никто не знал, как его делают, пока наконец одному алхимику не удалось разгадать секрет китайцев. С фарфором повторилось то же, что было с другими китайскими изобретениями – порохом и книгопечатанием. Европейцам пришлось изобретать их снова, потому что китайцы ни с кем не делились своими знаниями. Порох, по преданию, придумал Бертольд Шварц, книгопечатание – Гутенберг, а фарфор – Бетгер.

Бетгер был придворным алхимиком саксонского короля Августа Сильного. Алхимики думали, что такие металлы, как медь, железо, свинец, можно превратить в золото, если сплавить их с "философским камнем". Десятки лет разыскивали они этот выдуманный ими камень, которого никогда не было.

Но не только алхимики в те времена верили в философский камень. Короли, которые вечно нуждались в деньгах, брали алхимиков к себе на службу, надеясь пополнить искусственным золотом свою пустую казну. Для того чтобы придворный алхимик не сбежал к другому королю, его обыкновенно держали взаперти, как пленника.

Случалось, что королю надоедало ждать обещанных богатств и он приказывал казнить неудачливого ученого. Не знаю, в насмешку ли или в знак особенного уважения к науке, алхимиков вешали не на обыкновенной, а на позолоченной виселице. Все со мной согласятся, что позолоченная виселица, как и позолоченная пилюля, ничего не выигрывает от позолоты.

В поисках несуществующего философского камня алхимикам случалось натыкаться на подлинные открытия. Так было и с Бетгером.

Ему было всего четырнадцать лет, когда он случайно нашел рукопись о философском камне, в которой рассказывалось о том, как делать золото. С этих пор Бетгер ни о чем другом не мог думать. Может быть, ему все-таки не пришлось бы стать алхимиком, если бы под руками у него не было готовой лаборатории: он служил учеником в аптеке. Каждую ночь, когда аптекарь Цорн ложился спать, его молодой ученик принимался тайком за свои алхимические опыты.

 Как-то раз, когда он был целиком поглощен работой, дверь отворилась, и господин Цорн в халате и ночном колпаке вошел в аптеку. 

 – Что ты тут делаешь, негодяй? Как ты смел без разрешения взять эту большую реторту? Ведь всего твоего жалованья не хватит, чтобы заплатить за нее, если ты ее разобьешь!

 – Я делаю золото,– ответил робко Иоганн.

 – Золото? Ах ты мошенник! Ты бы лучше научился как следует делать

липкий пластырь. Мне нужны не алхимики, а аптекарские ученики. Собирай свои пожитки и отправляйся домойСкажи отцу, чтобы он выбил из тебя эти глупости. 

Грустный, отправился Бетгер домой, неся на спине мешок с парой заплатанных панталон и рубашек и драгоценной рукописью, которая обещала ему богатство и славу.

 Дома его встретили неприветливо. Хотя отец его был чеканщиком монет, в семье Иоганна редко когда можно было найти лишнюю монету.  Не прошло и нескольких месяцев, как нужда заставила Бетгера вернуться к Цорну.

 Бетгеру пришлось дать слово, что он никогда больше не будет заниматься алхимией. Но страсть к алхимии – все равно что страсть к картам.  Бетгер снова принялся за свои ночные опыты, на этот раз с большими предосторожностями. Но и Цорн был настороже. В одну несчастную для Бетгера ночь аптекарь снова поймал  его на месте преступления и, не слушая никаких оправдании, выгнал из аптеки.

 Бедтер был в отчаянии. Вернуться домой он не решался.

 Но тут судьба сжалилась над бездомным алхимиком. Случайно он познакомился с знатным вельможей – князем фон Фюрстенбергом. Узнав об опытах шестнадцатилетнего ученого, князь взял его к себе во дворец и устроил ему настоящую лабораторию. Бетгеру повезло: его одели в прекрасное платье, дали ему денег, отвели богато обставленное помещение. Цорн, который узнал об этом, рассказывал всем своим покупателям, что его ученик стал знаменитым алхимиком. А покупатели отвечали, что у такого учителя, как Цорн, не мудрено научиться всякой премудрости.

 Но годы шли один за другим, у Бетгера стала пробиваться борода; а из опытов его все еще ничего не выходило. Князь, который сначала был с ним ласков, стал подозревать, что Бетгер просто обманщик. А за мошенничество тогда наказывали жестоко.

 Бетгер попробовал бежать, но его поймали и силой заставили продолжать работу. Когда он служил в аптеке, его наказывали за то, что он делал опыты, а теперь ему угрожали суровым наказанием за то, что он не хотел больше делать эти опыты.

 В конце концов от Бетгера потребовали, чтобы он письменно изложил свой способ делать золото. Тут ему и в самом деле пришлось стать обманщиком. Он написал замысловатое и мудреное сочинение, которое с начала до конца было сплошной чепухой. Но ему не удалось одурачить князя. Обман был раскрыт, и, по повелению короля, Бетгера посадили в тюрьму. На этот раз Цорн уже не хвастался ученостью своего ученика.

 – Я всегда говорил, что Бетгер плут и мошенник и что он кончит на виселице,– уверял аптекарь своих покупателей, которые еще недавно слышали от него совсем другое.

 Но, к счастью, Цорн снова ошибся, Бетгеру опять повезло. У него нашелся новый покровитель – граф Чирнгаузен. По совету графа, король предложил Бетгеру найти способ изготовления фарфора, который ценился тогда дороже золота. Незадолго до этого король Август отдал прусскому королю целый полк за китайский сервиз из сорока восьми предметов. 

Опыты пошли удачно, Бетгер изготовил из мейссенской глины фарфор –  правда, не белый, а коричневый. Изобретатель был щедро награжден, но на свободу его не выпустили.

 Способ изготовления фарфора был объявлен государственной тайной. Бетгера и его трех помощников держали под стражей, как преступников. Сначала фарфоровую посуду можно было видеть только во дворцах. Саксонский король рассылал мейссенские вазы в подарок другим королям. Но в 1707 году фарфор появился впервые в продаже – на Лейпцигской ярмарке. В замке Альбрехтсбург в Мейссене была устроена большая фарфоровая мануфактура. Здесь Бетгеру удалось наконец изготовить белый фарфор.

 Мейссенская посуда, которую легко узнать по заводскому знаку – двум скрещивающимся мечам,– прославилась скоро во всем мире. Отличить ее от настоящей китайской было очень трудно.

 Много лет провел Бетгер в Мейссенском замке как пленник. Ему не отказывали ни в чем, кроме свободы.

 Он был уже немолодым человеком, когда снова попытался бежать. Для этого он начал тайные переговоры с прусским двором.

 Бежать ему не удалось. Переговоры его с Пруссией были открыты, он был арестован и осужден. Но и тут его ждала удача, на этот раз последняя: он умер в тюрьме и тем избежал казни.

(Продолжение следует)

Из жизни физиков

Известный английский геофизик сэр Гарольд Джеффрис одно время был консультантом в некой нефтяной компании.

Когда сотрудники компании собрались на конференцию в Лондоне, сэр Гарольд сидел спокойно, пока выступавшие излагали проблемы, возникшие перед компанией. Часа через два председательствующий спросил:

- Что вы думаете об этом, сэр Гарольд?

- Я думаю, пора сделать перерыв на кофе.

После перерыва дискуссия специалистов возобновилась. Еще через некоторое время консультанта спросили:

- А вы что думаете, сэр Гарольд?

- Я думаю, что пора устроить перерыв на ленч.

А вечером он предложил сделать перерыв на чай.

Когда конференция закончилась, нефтяники опять спросили у ученого:

- Вы выслушали все, и что вы думаете об изложенных проблемах?

- Я думаю: как хорошо, что это ваши проблемы, а не мои!

Анекдот

Домовладелец приходит к специалисту по отоплению и просит подсчитать, сколько нужно заготовить на зиму дров. Тот спросил, какова площадь дома, сколько комнат, куда выходят окна, сколько печей и еще массу подробностей. Потом выдает расчет:

– От 3 до 19 кубометров.

–А почему так неточно?

– Все зависит от того, какая будет зима.

ã Сечная Н.Ю.