В статьях на канале, посвященных квантовым мирам, я часто пишу, что здравая логика (или то, что мы ей называем) там не работает. Появляются самые невероятные примеры таких явлений, где интуиция - это самый плохой советчик. Скажем, в здравом уме осознать квантовую суперпозицию или примерить на реальность принцип Гейзенберга не то, чтобы очень просто. Кажется, что это безумие. Но наверняка вам будет интересно узнать, что примеры отсутствия логики или невозможность применить интуицию есть и в "классической физике", которую "можно трогать руками".
Представьте себе бутылки разной формы. Одна пускай будет в форме шара, другая - как новогодняя ёлка (или то, как дети её рисуют), третья - прямоугольная. Ставим их на ровный стол и наливаем в них воды. При этом высота столба жидкости пусть будет одинаковой. Внимание вопрос: в какой бутылке максимальное давление на дно со стороны жидкости? В той, где больше воды? Да, конечно...Всё именно так. Вас приветствует гидростатический парадокс!
Если уж говорить прямо, то парадокс - это просто красивое название. Это не "настоящий парадокс" типа кота Шрёдингера. По крайней мере, не в смысле настоящего противоречия. Скорее правильнее сказать - это факт, разрушающий интуицию. Впрочем, если помните мой ролик про парадоксы, то там я рассказывал, что один из источников парадоксов в физике является отсутствие исчерпывающих знаний.
Название гидростатический парадокс прижилось, потому что оно отражает тот первый момент, когда вы, уж простите, офигеваете, когда впервые сталкиваетесь с этой концепцией и узнаёте о неправильности собственных догадок. Смею предположить, что большинство людей без знания вопроса и опирающихся на интуицию ответ неправильно.
Большинство людей, когда мы думаем о давлении на дне емкости, наполненной жидкостью, интуитивно полагают, что оно как-то связано с общим весом этой жидкости.
Больше жидкости, больше вес, больше давления, не так ли? Кажется вполне разумным. Проведите простой эксперимент и опросите друзей или коллег, которые давно забыли школьный курс физики. Посмотрите, кто как ответит. Результат опроса можете написать в комментариях.
Так вот, в нашем примере с бутылками разной формы давление в нижней части каждого из них будет одинаково. Вот тут и возникает "парадокс". Как давление может быть одинаковым, если количество жидкости, а следовательно, и ее общий вес, столь явно различаются? Это похоже на какой-то космический чит-код.
Решение заключается в понимании того, что давление в статической жидкости определяется не общим весом над точкой, а высотой столба жидкости непосредственно над этой точкой. Это классическая формула, которую все помнят. Но вот попытка применить её в реальности вызывает моральные терзания и если формула забыта, то главная мысль сводится к весу жидкости в бутылках.
Ну а теперь самое интересное. Как объяснить такое противоречие? Почему это работает именно так и почему логика ломается?
Что же, мы работаем не с квантовыми системами, поэтому подойдет логика сравнения. Вы не совсем правильно представляете себе жидкое агрегатное состояние, а отсюда не очень логично и всё остальное.
Давление на дно оказывает столб жидкости. Это очень приближенно можно сравнить со стопкой кирпичей. Всё равно сколько кирпичей расположили по длине, важно сколько их разместили вертикально. Структура жидкости во многом похожа на стопку кирпичей. Несмотря на большую подвижность частиц, они выстраиваются в некоторую относительно упорядоченную систему. Важно сколько частиц поместится по вертикали.
Но вы спросите - а как так получается, что стенки ёмкости и их странная форма никак не влияют? Что же, они влияют, но не совсем так, как вы это себе представляете. Стенки контейнера давят на жидкость, создавая силы, которые перераспределяют вес внутри системы, гарантируя, что давление на любой заданной глубине остается постоянным независимо от формы ёмкости. Как сложная система ферм в каком-то здании незаметно распределяет нагрузку для поддержания устойчивости (опустим тут опасные сечения и прочий сопромат). Строго говоря вы правильно интуитивно старались прилепить сюда форму контейнера и количество жидкости, но не учли внутренние взаимодействия в системе.
Зато вот если спросить какая бутылка сильнее всего давит на стол, то тут вы справедливо и правильно вспомните про вес каждой бутылки и площадь донышка.
Вывод, на самом деле, один. Он подтверждает мысли, излагаемые в более глубоких и сложных статьях проекта. Логика и интуиция - это далеко не всегда хорошие советчики. Ориентироваться при изучении вопроса следует на качественные измерения. Впрочем, если бы мы правильно проанализировали физику процесса и опирались на знания структуры системы, то и ответ был бы верным даже без измерений. Это, на самом деле, очень важная мировоззренческая концепция. Если всё так сложно в классических системах, то что тут говорить про квантовые.
Сейчас многие вспомнят про великих учёных. Кому-то таблица элементов во сне приснилась, кто-то размышлял о глобальном информационном поле, кто-то рассуждал, что материя может обретать сознание. Неужели это не интуиция? Тут важно не путать горячее и холодное. "Научное чутьё" всегда будет работать и оно является источником постулатов или гипотез. Это, в некоторой степени, дар. Но важно не просто сказать, что "мне кажется оно вот так вот", а использовать более научные подходы и исключить тут догадки или логику.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
💥 Оформите себе ДЗЕН-премиум и читайте мои "закрытые" статьи
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги, которую могут читать ТОЛЬКО подписчики
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!
