http://kniganews.org/2014/03/20/nature-lesson/#more-1878

В самой первой из книг цикла, «Приключения Незнайки и его друзей», вы наверняка помните историю о путешествии коротышек на воздушном шаре.

Начиналась же эта история с того, что маленьким человечкам ну очень захотелось настоящего волнующего приключения. Наиболее захватывающим представлялся полет на воздушном шаре, вот только никакого шара для путешествия у них не было. И тогда коротышки сделали его сами.

Все, что им для этого понадобилось – это насос, качающий воздух, и подходящий по свойствам растительный сок, который малыши собирали от одуванчиков в окрестностях своего Цветочного города.

Для начала, обмазав соком конец шланга от насоса, они надули совсем маленький шарик – размером с мыльный пузырь. Но только здесь был не мыльный раствор, а сок одуванчика – с особыми свойствами эластичной резины при застывании.

Такая пластичность материала позволила раздувать шар все больше и больше. А чтобы их пузырь ненароком при накачивании не лопнул, коротышки постоянно и со всех сторон обмазывали его очередными порциями сока – наращивая таким образом материал воздушного шара.

В конце концов этот резиновый пузырь достиг настолько внушительного размера, что малыши сочли его уже вполне пригодным для дальнего путешествия. Ради упрочнения общей конструкции, шар оплели сеткой из крепких шелковых нитей, прикрепили корзину для экипажа. И вперед – к новым приключениям!..

Чем же эта история особо интересна для уроков природоведения? А интересна она тем, что в начале прошлого, XX века ученые-астрономы с удивлением обнаружили, что наша вселенная, оказывается, постоянно расширяется. Ну а одну из наиболее наглядных картин, поясняющих этот процесс, как раз и предоставляет пример раздувающегося воздушного шара.

Иначе говоря, если на поверхность такого шара прикрепить наклейки в виде звездных галактик, то можно вообразить, что поверхность пузыря – это и есть пространство нашего космоса. И раздувая такой шар, можно наблюдать, как расстояние между всеми галактиками увеличивается – вместе с расширением этого «космоса» в целом…

История же про Незнайку и его друзей оказывается тут особо к месту по той причине, что она поясняет, каким образом раздувающийся шар все время остается целым. Познакомившись с технологией коротышек, вы уже получили представление, что в ткань расширяющегося пространства нужно все время добавлять новый материал – чтобы эта ткань никогда не лопнула.

Сейчас мы с вами как раз и рассмотрим, как такое наращивание пространственной ткани происходит. И заодно увидим, откуда берутся те «прочные шелковые нити», что постоянно переплетаются в сеть – для общего укрепления конструкции в нашем шаре космических приключений.

# #

Когда ученые физики подступились к устройству материи на микроскопическом уровне, то было установлено, что мельчайшие частицы, из которых состоят атомы, не только взаимно притягиваются или отталкиваются друг от друга, но еще и постоянно испускают из себя другие частицы – совсем крошечные и невесомые – получившие название «фотоны».

О том, что фотонами именуют частицы света, многие из вас наверняка уже наслышаны. В старших классах школы, на уроках физики, вы узнаете много интересного об этих удивительных частицах и о том важнейшем месте, которое они занимают в устройстве нашего мира.

Ну а здесь пока мы рассмотрим лишь те особенности фотонов, которые играют главную роль в порождении ткани пространства.

Одной же из ключевых особенностей является многоликость фотона. Иначе говоря, в зависимости от того, какое конкретно явление природы рассматривается, фотон может выступать то в роли частицы, то в роли волны, то как микроскопический вихрь, то как прямая натянутая нить.

Чтобы в общих чертах понять, как такое вообще возможно, вам достаточно представить себе достаточно длинную веревку. Если с одного конца ее закрепить, а с другого натянуть рукой, то получится практически идеальная прямая линия. Если же натяжение ослабить и встряхнуть конец рукой, то по веревке пойдет волна в сторону закрепленного конца. Ну а если вас особенно заинтересует природа или «устройство» веревки и вы сделает ее поперечный срез, то в таком сечении она будет представляться совсем маленьким, почти точечным кружком или «частицей»…

Для того, чтобы стало яснее, какое отношение этот пример имеет к фотонам света, осталось сделать всего лишь один следующий шаг.

В нашей повседневной жизни наиболее удачной и доходчивой иллюстрацией того, что представляет собой микроскопическая частица фотон, является замечательного вида явление под названием «вихревое кольцо».

Всем вам, наверное, не раз доводилось видеть такого рода кольца, например, сделанные из дыма. Потому что не только люди, но даже некоторые животные, вроде дельфинов и китов, любят забавляться с такими колечками – легко порождаемыми и на редкость долго сохраняющими стабильную форму.

Для нас же сейчас особый интерес представляет многоликость вихревого кольца. Как часть воздуха, свернувшуюся в особую, более плотную и устойчивую форму, это кольцо можно именовать «частицей». Поскольку это кольцо по своей природе все время находится в движении, его перемещение в пространстве можно рассматривать как прохождение одиночной «волны».

А из-за особенностей движения воздуха в пространстве, через которое проходит вихревое кольцо, после такой «частицы-волны» остается устойчивый след – в виде прямой «вихревой нити», тянущейся вслед за кольцом…

То есть, на этом доходчивом примере мы можем наблюдать почти все важнейшие особенности невидимых для нас фотонов света. Которые могут выступать и как частицы, и как волны, и как прямые натянутые нити.

Ну а также, благодаря этому примеру, мы теперь можем узнать и кое-что важное об устройстве природного механизма, который не только накачивает энергию для раздувания шара-пространства нашего космоса, но и одновременно наращивает ткань этого пространства.

# #

В истории с созданием воздушного шара для Незнайки и его друзей, вы помните, насос все время подкачивал воздух, а коротышки постоянно обмазывали поверхность новыми порциями сока одуванчиков.

Самые первые лабораторные устройства для порождения вихревых колец представляли собой ящик-барабан с отверстием в одной из мембран. И когда в одну мембрану резко ударяли, то внутри барабана – как в рабочей камере насоса – резко повышалось давление. Из-за этого скачка в камере, на выходе отверстия в противоположной мембране образовывалось вихревое кольцо – быстро улетавшее от барабана, словно его выстреливали.

Микрочастицы, из которых состоит вся материя нашего мира, в определенном смысле тоже можно считать «вихрями-отверстиями» в ткани пространства. Поэтому иногда их называют «черными микродырами» – подобно гигантским черным дырам космоса, но только совсем крошечных размеров.

И каждый раз, когда с другой стороны мембраны происходит очередной толчок или скачок давления, из дыры-частицы появляется фотон света, на огромной скорости улетающий в пространство. А вслед за таким фотоном – как за вихревым кольцом – тянется натянутая струна вихревой нити.

Именно такие нити, собственно, и порождают постоянно нарастающую ткань нашего пространства. Чтобы более отчетливо и в деталях увидеть суть этого процесса, можно поставить такой не особо сложный в общем-то лабораторный эксперимент.

Из мыльного раствора делают пленку, того же типа, что бывает в мыльных пузырях, но только в виде плоской ленты. И эту ленту прогоняют через поперечную струну. Если смотреть на данный опыт при правильном освещении, то хорошо видно, как вслед за струной образуется регулярная цепочка вихрей. Ну а если струна не одна, а их целый ряд, то вся гладкая прежде лента превращается за ними в поле сплошных перемешанных вихрей.

Вспоминая о принципе самоподобия в природе, и о том, что зернистую или гранулированную структуру имеют как любое вещество материи, так и любой живой организм, состоящий из клеток, на этом наглядном примере мы можем видеть очень важную особенность мира, недоступного для наших наблюдений.

А именно, то, что гранулированная структура заложена в саму основу ткани, образующей наше пространство. Именно отсюда, можно сказать, далее «произрастает» и более сложные вещи. Сначала – зернистое в своей атомно-молекулярной структуре вещество материи. Далее – в высшей степени сложные конструкции многоклеточных живых организмов. Ну а в начале всего – как видим – были довольно простые вещи типа вихрей в жидкости.

Продолжая разговор о принципе самоподобия и говоря, в частности, о микродырах-частицах материи, следует также отметить, что как и все в природе – галактики, звезды, планеты, спутники – эти частицы постоянно вращаются вокруг своей оси.

Если же вспомнить, что при этом частицы постоянно выпускают из себя фотоны, то можно говорить, что данная конструкция чем-то похожа на разбрызгиватели воды, применяемые в садах для полива растений.

Постоянно вращаясь, частицы разбрызгивают фотоны во все стороны, а тянущиеся от фотонов вихревые нити-струны создают своего рода сеть-паутину. И поскольку сеть эта стремительно расширяется, ее струны-нити порождают вокруг себя более плотное – сплошное и гранулированное – пространство, состоящее из мелких-мелких вихрей…

Иначе говоря, этот механизм накачивания одновременно и раздувает шар, и обмазывает поверхность новыми порциями «сока одуванчиков».

ПУТЕШЕСТВИЕ К ЦЕНТРУ ЛУНЫ

Ну вот, а теперь, когда вы в общих чертах уже представляете, каким образом устроено пространство наблюдаемой нами вселенной – или ткань нашего «шара космических приключений» – пора узнать еще две столь же важных вещи.

Во-первых, если Незнайке и его друзьям надутый шар требовался для полета над землей, то нам всем образ космоса как гигантского шара требуется для полета воображения. И для лучшего понимания ответа на следующий непростой вопрос. Если вся вселенная представляет собой раздутый шар, то где именно мы на этой поверхности живем и путешествуем – снаружи или внутри?

Ну а во-вторых, если вопрос ставится подобным образом, то сразу же возникает и тесно связанная с ним другая проблема. Если мы живем снаружи космического шара, то что там у него внутри? И, соответственно, наоборот: если наши мир находится внутри шара вселенной, то что тогда происходит снаружи?

Как многие из вас уже, наверное, догадываются, разобраться с этими вопросами нам опять помогут книги о приключениях Незнайки. А также еще один очень созвучный цикл романов, написанных великим французским писателем Жюлем Верном, которого уже давно принято почитать как родоначальника всего литературного жанра научной фантастики.

Жюль Верн создавал свои произведения в XIX веке, почти на столетие раньше, чем появились книги Носова о Незнайке. Однако именно из его фантастических романов широкая публика впервые узнавала о грядущих в будущем чудесах науки и технологий – о летательных аппаратах тяжелее воздуха, о новых средствах связи на любые расстояния, о космических полетах и о многом-многом другом.

За несколько десятилетий творчества, Жюлем Верном было написано огромное количество приключенческих и фантастических романов. Однако нас сейчас будут интересовать лишь три самых первых из них. Три книги, с которых и начиналась слава этого великого выдумщика и визионера, как будто бы обладавшего волшебным даром заглядывать в будущее.

По какому-то очень любопытному совпадению, главные темы этих трех романов Верна практически полностью соответствуют тем сюжетам, что лежат в основе книг о Незнайке.

Конечно, Николай Носов рассказывает своим читателям совершенно другие истории. Да и выбор его тем не так уж и удивителен – ведь и сам писатель в детстве наверняка зачитывался романами великого французского фантаста. Но как бы там ни было, совпадение тут примечательное и его имеет смысл подчеркнуть.

Самый первый приключенческий роман Жюля Верна, опубликованный в 1863 году, носил название «Пять недель на воздушном шаре». Откуда понятно, что разъяснять взаимосвязи этого произведения с приключениями Незнайки уже не требуется.

Второй, куда более знаменитый роман, с которого, собственно, и пошла слава писателя-фантаста, носил название «Путешествие к центру Земли» (1864). Ключевая тема этого произведения – о пустотелой внутри планете, скрывающий внутри себя еще один мир. Мир, весьма похожий на наш, но в то же время и не совсем такой…

Ну а что касается третьего по счету романа Жюля Верна, «С Земли на Луну» (1865), то относительно содержания описанных там приключений, пожалуй, и пояснений особых не требуется, поскольку название говорит само за себя.

Писатель же Николай Носов в своей трилогии про Незнайку, можно сказать, в середине XX века интересно и творчески преобразовал идеи двух этих романов Жюля Верна.

И в третьей книге цикла, «Незнайка на Луне», автор не только отправил коротышек в космическое путешествие к спутнику Земли, но и сделал Луну пустотелой. Где внутри обнаружился другой мир, довольно похожий на уже известный нам по прошлым книгам, но в то же время и с некоторыми отличительными особенностями…

Таким образом, на этом развернутом сопоставлении мы можем видеть интересный процесс. Как одни и те же сюжеты раз за разом, век за веком, не только в видоизмененной форме рассказывают людям одну и ту же, в сущности, историю, но и словно пытаются донести до нас какое-то еще, скрытое послание.

Именно вот об этом – «секретном» – послании в романах Жюля Верна и в приключениях «Незнайки на Луне» сейчас и пойдет речь.

# #

Начать рассказ лучше всего с удивительного открытия германского математика Августа Фердинанда Мёбиуса, которое он сделал в весьма преклонном возрасте – в ту пору ему было уже было без малого 70 лет. И что интересно, происходило это в том же самом десятилетии – 1850-е годы – когда Жюль Верн начал публиковать свои первые фантастические романы.

Открытие математика получило название «односторонняя поверхность» и на сегодняшний день общеизвестно под именем «лента Мёбиуса».

Удивительным в данном объекте оказалось все. Начиная с того, что при всех своих богатых свойствах лента Мёбиуса имеет на редкость простую конструкцию. Но при этом за все предыдущие столетия математических исследований никто из ученых совершенно не замечал существования этой замечательной конфигурации.

О необычных математических особенностях и примечательных свойствах этого объекта написаны целые книги, так что заниматься их перечислением здесь мы конечно не будем. Да и для понимания этих вещей прежде понадобилась бы весьма серьезная научная подготовка. Однако в длинном-длинном списке необычных свойств ленты Мёбиуса есть один совершенно выдающийся момент, о котором рассказать вам следует обязательно.

Потому что именно эта конфигурация, лента Мёбиуса, предоставляет самое простое, наглядное и доходчивое пояснение тому, как устроено пространство нашей вселенной.

Если представить себе человека в виде крошечного муравья, ползущего по такой вот ленте – только чрезвычайно длинной ленте – то, следя за маршрутом букашки, можно понять, как устроена односторонняя поверхность нашего «космического шара».

Развивая эту картину, вы уже способны представить, что произойдет, если некий отважный исследователь космических просторов решит добраться до «конца вселенной» и получит в свое распоряжение самый быстроходный в мире корабль (а также неисчерпаемое число жизней на столь длительное путешествие). В какую бы сторону этот межгалактический путешественник ни отправился, в конечном итоге он все равно вернулся бы в ту точку вселенной, из которой начинал свой путь.

Примерно то же самое, как вы знаете, происходит и в кругосветных путешествиях по шару нашей планеты. Но только с тем важнейшим отличием, что в кругосветке по вселенной путешественнику на самом деле пришлось бы обходить шар дважды.

Примерно так, как у героев книг Носова и Жюля Верна, которые в своих путешествих по внутренней поверхности планеты, могли, в принципе, придти практически к тому же месту, откуда начинали свое приключение «снаружи». Но они совершенно этого бы не заметили, поскольку находились в это время «внутри». А для действительного возврата к началу им потребовался бы еще один большой поход такой же протяженности…

# #

Теперь, когда вы получили общее понятие о том, что представляет собой односторонняя поверхность, пора обратить внимание на следующий момент. Как у героев Жюля Верна, так и у коротышек Носова мир снаружи планеты хотя и был в целом тот же самый, что и внутри, однако кое-какие отличия все же имелись.

Если говорить о них обобщенно, то суть различий сводилась к изменениям привычных размеров. То, что привыкли считать большим, с другой стороны оказывается маленьким. И наоборот, то, что «здесь» обычно воспринимается как вещь небольших размеров, по другую сторону, или «там», оказывается здоровенной штуковиной.

В романе Ж. Верна эту идею отражали древние животные и растения, обнаруженные путешественниками внутри пустотелой планеты. Маленьким ящерицам и грибам, привычным для нас «снаружи», например, «внутри» соответствовали гигантские ящеры динозавры и леса грибов циклопических размеров…

Поскольку идею пустотелой Земли в своих произведениях многократно разрабатывали и многие другие авторы, интересно, что у них без труда также обнаруживается та же самая идея. Например, в сюжетно похожем романе «Плутония» (1915) российского геолога и географа Владимира Обручева, больше всего неприятностей путешественникам доставляли гигантские муравьи величиной с собаку.

Ну а в романе «Незнайка на Луне» та же самая идея вывернута, можно сказать, наизнанку. В обычных для себя условиях на Земле сказочные коротышки привыкли жить среди «гигантских» для них цветов, растений и их плодов (огурец больше роста человечка, арбуз величиной с дом, и так далее).

Когда же герои добрались до Луны и до очень похожих на них коротышек внутри планеты, то выяснилось, что растения у «лунатиков» имеют совершенно другой размер – яблоко размером с ладонь, арбуз величиной с голову… Для Незнайки и прочих коротышек-землян, привыкших к совершенно другим масштабам, такие плоды казались возмутительно крошечными…

Чтобы стало понятнее, с какой стати эти фантастические эпизоды важны для нашего понимания природы и ее устройства, полезно еще раз вспомнить историю. А именно, старенького математика Августа Мёбиуса и те обстоятельства, при которых он сделал свое самое знаменитое научное открытие.

В тот период Мёбиус занимался изучением свойств так называемых многогранников – геометрических объектов, составленных из множества плоских многоугольников. Особенно ученого интересовали такие формы, которые можно создать из самых простых компонентов – треугольников.

Ну а одним из самых простых способов объединения треугольников в фигуру является лента – когда сторона одного треугольника склеивается с такой же по размеру стороной второго, другая сторона второго с такой же стороной третьего и так далее.

Когда Мёбиус анализировал эту фигуру, то из некоторых глубоких физико-математических соображений он пришел к выводу, что если склеить концы такой ленты естественным образом – верх с верхом, низ с низом – то соединяемые друг с другом треугольники оказываются, как выражаются математики, «несовместными». То есть непригодными для склеивания в некотором важном для ученых смысле (имеющем отношение к маршрутам обхода или «вихревым движениям» внутри треугольников).

И вот тут-то Мёбиусу и пришла чудесная идея немножко подправить конфигурацию, перед склейкой концов перевернув ленту на пол-оборота. В итоге конфигурация оказалась такой как надо, поскольку треугольники стали «совместимыми». Но самое главное, математик обнаружил в этой фигуре абсолютно новый для науки объект – одностороннюю поверхность!

Ну а треугольники, в свою очередь, так сильно помогавшие Мёбиусу сделать это открытие, оказались самой простой и наглядной фигурой, демонстрирующей важную суть скрытого устройства природы.

А именно, суть асимметрии или различия между одной и другой сторонами той поверхности, что образует ткань пространства всей вселенной.

Чтобы суть этой идеи стала понятнее, обязательно надо сказать несколько слов о размерности пространства. Многие из вас, наверное, уже наслышаны, что то пространство, в котором мы все живем, принято называть трехмерным. Потому что у него три главных направления движения – мы можем перемещаться вперед-назад (1), влево-вправо (2) и вверх-вниз (3).

Ну а любое другое движение в произвольном направлении всегда можно разложить на эти три «главных». Примерно как в ситуациях, когда вы рассказываете приятелям, как найти вашу квартиру: сначала нужно пройти вперед до перекрестка (1), потом повернуть направо и дойти до дома с высокой аркой (2), а там подняться на лифте до последнего этажа (3).

Если же движения в пространстве ограничены лишь двумя направлениями, типа вперед-назад и влево-вправо, то его называют двумерным или плоским. Примерами такого пространства могут служить лист бумаги или уже известная нам лента Мёбиуса. И наконец, если у пространства всего лишь одно измерение, то в таком мире обитатели могут двигаться только вперед или назад – примерно как муравьи на натянутой нити.

После пояснений вам станет понятнее, наверное, что когда мы говорим о нашем 3-мерном пространстве как о плоской ленте Мёбиуса, это означает, что мы на время как бы забыли об одном из измерений и сосредоточились лишь на важном свойстве односторонней поверхности. Точно так же, как мы говорим о жизни на нашей планете как о жизни на поверхности шара.

Для общего понимания устройства природы, в будущем нам еще не раз понадобится говорить о размерности пространства. Ну а конкретно сейчас эти пояснения нужны нам вот для какой цели.

Если до этого мы представляли поверхность ленты Мёбиуса как двумерную модель нашего мира, то теперь понадобится сделать еще один шаг. И представить себе, что упрощенной моделью нашего пространства является только край ленты Мебиуса – то есть теперь это одномерная модель. Несложно увидеть, что и она сохраняет самое важное свойство этого объекта – это такая же односторонняя поверхность, которую надо обойти дважды, чтобы вернуться в исходную точку.

Но вдобавок к этому, при таком рассмотрении мы можем увидеть и еще кое-что очень важное. Теперь мы можем представлять, что состоящая из треугольников лента Мёбиуса – это как бы вид ткани нашего «космического шара» в разрезе. Тогда верх и низ ленты – это, соответственно, одна и другая сторона ткани вселенной.

И теперь, глядя на любой треугольник в такой конфигурации, становится уже проще увидеть и понять следующее.

Большому основанию треугольника с одной стороны ленты соответствует точка-вершина того же треугольника на другой стороне ленты (или, иначе, поверхности). И наоборот, всякой точке-вершине на этой стороне соответствует большое основание треугольника на стороне второй.

Именно так устроен наш мир. И именно поэтому у авторов разных книг в разные эпохи то и дело появлялись похожие идеи о том, что большие вещи с одной стороны оказываются маленькими с другой. И наоборот, мелкое при переходе на другую сторону становится большим. Хотя мир при этом с обеих сторон вроде бы один и тот же…

Здесь же сразу необходимо подчеркнуть, что как во времена Мёбиуса и Жюля Верна, так и во времена Николая Носова (почти сто лет спустя), ученые были очень далеки от мысли, будто лента Мёбиуса имеет хоть какое-то отношение к форме и устройству вселенной. Реально эта идея начала утверждаться и занимать все более прочные позиции в науке лишь с наступлением XXI века.

Немаловажную роль для этих перемен сыграли новые открытия физиков. Благодаря которым стало известно, что каждая крошечная частица-электрон с одной стороны вселенной по другую сторону «шара» является куда более крупной (больше почти в две тысячи раз) частицей-протоном. А всякий «наш» протон, соответственно, «там» является электроном.

Не только для микромира частиц, но и для гигантских конфигураций космических масштабов были обнаружены точно такие же «соответствия треугольника». Если рассматривать нашу солнечную систему, или любую другую звезду в окружении планет, то оказывается, что такая звездная система похожа на устройство атома не только «в плане», но и «в разрезе».

То есть очень давно, еще в начале XX века, было установлено, что электроны вращаются вокруг атомного ядра, состоящего из протонов – примерно так же, как планеты вращаются вокруг солнца. Но значительно позже, уже в XXI веке было постигнуто и другое соответствие – в согласии с общим принципом самоподобия.

Подобно тому, как для компактно собранных в ядре протонов на другой стороне  вселенной их образами являются электроны , занимающие куда большее пространство на своих орбитах, похоже устроены и пары звездных систем. То есть, массивная звезда с одной стороны сферы – словно ядро атома – имеет на другой стороне «широкое основание» в виде множества планет на своих орбитах вокруг звезды-партнера.

Примерно по той же схеме стало ясно и то, что аналогичное соответствие имеется и для куда более крупных космических структур – для звездных галактик. Где так называемая «черная дыра» в центре каждой галактики является по сути дела «вершиной» треугольника, в основании которого находится другая звездная галактика – расположенная с другой стороны космической сферы вселенной…

# #

Практически одновременно с обнаружением всех этих удивительных соответствий была открыта и еще одна воистину поразительная особенность ткани того шара, или (выражаясь более правильно) сферы, что образует пространство космоса.

Оказалось, что у поверхности этой необычной сферы в принципе нет таких понятий, как «внутри» и «снаружи». Потому что, как выяснилось, этот шар все время как бы выворачивается то наизнанку, то обратно. Причем происходит это непрерывное выворачивание с такой огромной скоростью, что в любой момент времени нельзя сказать, какая из сторон ткани находится «снаружи», а какая «внутри». По сути дела, они обе всегда находятся «и там, и там» – причем всегда непременно по разные стороны.

И самое интересное, что большую помощь в разбирательстве с этой необычной ситуацией оказало другое весьма давнее научное открытие – по удивительному совпадению сделанное в тот же самый 1858 год, когда была открыта и лента Мёбиуса. Но только на протяжении полутора последующих столетий эти два научных достижения считались абсолютно никак друг с другом не связанными.

Другим интересующим нас открытием была работа еще одного немецкого исследователя, Германа Гельмгольца. В тот год он опубликовал знаменитую ныне статью с описанием целого множества редких свойств, присущих вихрям в жидкостях, их поведению и особенностям взаимодействия друг с другом.

Можно говорить, что именно эта работа заложила основы для взглядов на микрочастицы материи как на особые разновидности вихрей. Наиболее же интересным, пожалуй, среди открытий Гельмгольца стала математически проанализированная им физика вихревых колец. То есть тех самых, уже знакомых нам и особенно устойчивых вихревых образований, способных сталкиваться и переплетаться друг с другом без разрушения и потери своих характерных свойств.

Ну а самым примечательным, наверное, явлением среди всех, теоретически открытых Гельмгольцем, можно считать так называемую «чехарда вихревых колец». Для того, чтобы стало понятнее, откуда взялось такое название, давайте вспомним, в чем заключается суть этой очень старинной игры, которой забавляются не только дети, но и нередко взрослые. Например, на спортивных занятиях, когда людям хочется не только размяться, но и немножко развлечься.

Участники чехарды, как все вы знаете, поочередно перепрыгивают друг через друга – когда прыгающие раскидывают пошире в полете ноги, а те, через кого прыгают, наоборот сгибаются и сжимаются, чтобы стать поменьше.

А теперь давайте взглянем, что представляет собой чехарда вихревых колец. Два вихря, летящих в одном направлении, поочередно проскакивают друг сквозь друга – для чего одно кольцо по максимуму расширяется, а второе как можно сильнее сжимается.

Понадобилось еще полторы сотни лет, прежде чем эта же самая – уже давно известная и неплохо изученная на самом деле – картина опять возникла перед взорами пораженных ученых, когда они всерьез занялись разработкой модели вселенной как ленты Мёбиуса.

Во-первых, оказалось, что данная модель более точно и правильно отображает наш мир в том случае, когда поверхность не просто односторонняя, а имеет слоеную структуру сэндвича. Иными словами, по одинаковому слою сверху и снизу, плюс довольно необычная прокладка между крайними слоями. (О том, в чем заключаются необычные свойства пространства, находящегося в середине этого бутерброда, нужно отдельное разбирательство с подробностями.)

Ну а во-вторых, возвращаясь к чехарде, оказалось, что именно вот так – как постоянная перемена местами между внутренним и внешним слоями поверхности – происходит процесс раздувания «шара космоса».

Конечно же, реальные частицы микромира устроены несколько сложнее, чем простейшие вихревые кольца. Но очень важно, что в основе каждой из них также находится вихревое движение, которое складывается как совокупность нескольких микровихрей помельче.

И столь же важна для нас суть процесса – когда все частицы внутреннего слоя, словно в одной общей игре в чехарду, в каждый момент времени дружно перепрыгивают сквозь частицы внешнего слоя. И таким образом сами становятся внешним слоем пузыря. А в следующий момент времени тут же происходит обратная перемена мест, так что две стороны мира, получается, постоянно находятся и снаружи, и внутри космического шара вселенной.

В дополнение к этой картине следует особо отметить и такую особенность. Чехарда частиц, прыгающих друг через друга, происходит не в нашем 3-мерном пространстве, а во времени. Иначе говоря, поочередные прыжки частиц тут происходят не в привычном смысле – вперед-назад, вправо-влево или вверх-вниз, – а по-особенному, только в сторону будущего.

Именно в этом и заключается важнейшее отличие четвертого измерения – времени – от остальных трех измерений пространства. В трехмерном пространстве – как на поверхности трехмерной сферы – мы свободны двигаться в обе стороны по каждому из направлений. А вот во времени мы всегда движемся только в одном направлении – из прошлого в будущее. Потому что так устроен механизм раздувания шара.

Если все эти вещи – весьма необычные вещи, конечно же – представляются вам в общих чертах понятными, то наверняка неясным остался еще один важный вопрос.

Если две стороны вселенной все время меняются местами, а те частицы, из которых сделаны и мы, и все остальное в мире, живут как бы на обеих сторонах космической сферы, то почему мы этого совершенно не замечаем?

То есть, почему наша жизнь проходит так, как будто мы всегда прикреплены к единственной стороне и видим только лишь ее одну?

Прежде, чем развернуто ответить на данный вопрос, надо сразу сказать, что это все же не совсем так. В действительности мы видим все-таки несколько больше – в наших снах, например, и вообще, когда активнее подключаем воображение.

Ну а для того, чтобы разобраться с этой проблемой получше, нам опять могут помочь истории из трилогии Носова – особенно вторая книга, «Незнайка в Солнечном городе».

КОРОТЫШКА, СОВЕСТЬ И ВОЛШЕБНИК

Если кто-то из вас еще не успел прочесть книгу «Незнайка в Солнечном городе» – ничего страшного. Сделать это, во-первых, никогда не поздно. А во-вторых, чем больше вы будете узнавать о реальном мире, тем больше скрытой мудрости вы обнаружите среди забавных историй о приключениях выдуманных писателем коротышек.

Но прежде, чем извлекать из книги всякие сокрытые там ключи к загадкам и тайнам природы, надо хотя бы в общих чертах представлять себе суть истории, лежащей в основе сюжета.

Главнейшим событием вступительной части является появление могущественного Волшебника.  Который в качестве награды за несколько хороших и бескорыстных поступков наделяет Незнайку воистину сверхъестественными способностями – творить волшебство. То есть создавать, скажем, из ничего желательные вещи – хоть мороженое, хоть машину. Превращать одни вещи в другие – хочешь людей в животных, а хочешь обратно, животных в людей. Ну и так далее, творить в жизни всяческое волшебство по собственному хотению.

Как только Незнайка обретает столь могущественные силы, он, ясное дело, тут же начинает и вовсю ими пользоваться – как и положено волшебникам. Но поскольку волшебник из него – как и в любом непростом деле – поначалу оказывается довольно неумелый, наш герой совершает несколько серьезных ошибок. Например, в раздражении от ссоры превращает совершенно незнакомого коротышку в осла.

После чего на сцене появляется еще один очень важный персонаж – незримая часть Незнайки под названием Совесть. Или иначе, та наша часть, которая часто приходит по ночам, когда затихает шум и гам дневной суеты. Лишь в этой тишине многие люди перестают отвлекаться на всякие пустяки и, услышав наконец голос своей Совести, задумываются над тем, а правильно ли они поступают…

Послушав голос Совести, Незнайка торопится исправить свою ошибку. Но делает это, увы, опять как могущественный, но совсем неумелый волшебник.

Второпях и не подумав, он превращает в коротышек нескольких совершенно настоящих ослов. Из-за чего в обществе появляются абсолютно не готовые к приличному поведению персонажи, которые начинают вести себя не так, как принято среди людей, а в соответствии со своими скотскими представлениями о радостях жизни.

Появление таких животных в человеческом обличье действует на неподготовленное общество подобно инфекционной болезни. То есть, скотское поведение оказывается заразительным – и вскоре у добропорядочных прежде коротышек начинается масса проблем с разгулом хулиганства, вандализма и прочих неприличных безобразий…

Что там в результате получилось из всей этой заварухи в Солнечном городе, с подробностями рассказывается в книге. Нас же здесь интересуют ключевые моменты этой истории: волшебство и волшебники, ответственное поведение и совесть. Ну а также, ясное дело, важно иметь четкое представление о том, какое отношение все эти вещи имеют к устройству природы и, соответственно, к нашим урокам природоведения.

# #

Дабы сразу же всем стало понятно, что связь с тайнами природы тут имеется самая что ни на есть непосредственная, давайте еще раз вспомним, насколько по-разному выглядят одни и те же, по сути, объекты вселенной – если смотреть на них с разных сторон «космического шара как ленты Мёбиуса». Или, чтобы покороче, будем говорить просто – в «сфере Мёбиуса».

В качестве наглядного представления идеи о том, что широкому основанию треугольника на одной стороне соответствует совсем небольшая точка вершины треугольника на другой стороне, можно дать такие две картинки.

Одна из них отображает примерное соотношение между базовыми частицами микромира – огромным протоном с одной стороны и крошечным электроном с другой. Вторая же картина – сопоставление размеров небольшой по космическим размерам звезды, нашего Солнца, и планет солнечной системы, включая Землю.

Тут же обязательно надо подчеркнуть, что «наше» Солнце является оборотной стороной для других, очень далеких и невидимых с Земли планет. А оборотной стороной нашей планеты, соответственно, является другая звезда, вокруг которой вращаются «ее» планеты.

Очень желательно, чтобы все вы хорошо и действительно глубоко прониклись этой очень важной идеей. Идеей о том, что другая жизнь, происходящая где-то далеко-далеко, в противоположном от нас конце вселенной, на самом деле происходит совсем рядом.

По сути дела, это жизнь внутри нас самих. Потому что и мы, и те, кто живет в далеком далеком от нас мире – в буквальном смысле состоим из одних и тех же частиц. Только по разные стороны ткани космоса. И если смотреть с другой стороны, то картина выглядит так, словно это мы живем внутри них.

Конечно же, все это и сейчас звучит довольно необычно. Ну а всего несколько десятилетий назад, в начале XXI века, абсолютным большинством людей воспринималось вообще как нечто совершенно невероятное и очень похожее на сказки или волшебство.

Но многие века научно-технического прогресса уже научили человечество тому, в чем заключается правильное понимание всего «волшебного».

С древнейших времен люди постоянно сталкивались такими с вещами и явлениями природы, которые не могли объяснить. По мере развития науки магический круг «сверхъестественного» с каждым веком становился все меньше и меньше.

Когда же физика и математика помогли, наконец, ученым разгадать важнейшие загадки, скрывавшие неразрывное единство «внешней» материи и «внутреннего» сознания, то уже практически все прежнее волшебство перешло в разряд строгого научного знания.

Иначе говоря, неисчерпаемые чудеса природы вовсе не исчезли из нашей жизни. Просто теперь мы поняли, что значит пользоваться ими грамотно и ответственно.

Весьма удачную и наглядную иллюстрацию этим идеям и предоставляет сказка Носова «Незнайка в Солнечном городе»

# #

Суть этой мудрой книги станет вам понятна намного глубже, если постичь, что три ключевых персонажа истории – собственно Незнайка, его Совесть, и всесильный Волшебник – это на самом деле одна цельная «космическая сущность», но только в своих разных обличьях.

Дабы взаимное расположение этих персонажей и их место в структуре космоса стали понятнее, полезно дать картинку – что-то вроде приблизительного соотношения реальных космических размеров для подобных разумных сущностей в природе.

Отсюда более наглядно можно представить, что гигантский и всемогущий по сути Волшебник, который изначально все знает, все видит и все понимает, фактически обитает в далекой-далекой  звезде. Или иначе, является неотъемлемой частью этого светила.

Но вы только вообразите себе, насколько скучной и неинтересной была бы жизнь таких волшебников, если бы кроме них и звезд в мире ничего больше не было. Что за радость от жизни, когда нечего желать и все известно заранее?

Поэтому на другом конце вселенной одним из малюсеньких воплощений Волшебника оказывается наш Незнайка. Которого можно называть хвастливым, драчливым, невежественным и ленивым коротышкой. Но также можно видеть в нем и кое-что другое – храброго, любознательного, искренне старающегося быть лучше малыша.

То есть забавного коротышку, который смотрит на мир заинтересованными, широко открытыми глазами, и всегда готов к новым приключениям – чтобы набираться в них премудростям правильной и ответственной жизни… Или, как еще про это говорят, жизни по Совести.

Что же касается Совести, то под таким именем в картине фигурирует, можно сказать, «коллективный Незнайка». То есть еще одна важная – как бы промежуточная и развивающаяся – сущность, постепенно накапливающая в себе опыты жизней или воплощений коротышек.

Подобно тому, как всякая звезда является домом и телом для множества могущественных «волшебников», так и Совесть является своего рода невидимым «домом и телом» для сознания множества разных личностей и существ.

Тех самых существ, что рождаются в наш мир – поначалу совсем маленькими, несведущими и беспомощными Незнайками. Но за время жизни здесь все эти незнайки подрастают, набираются опыта и всевозможных полезных навыков, а также в целом развивают свой интеллект для понимания того, «что такое хорошо, и что такое плохо».

Ну а затем, если жизнь прожита правильно, уже куда более опытными и мудрыми каждый из нас возвращается в семью свой «совести». Отчего и Семья, или совокупность разумов наших жизней, становится с каждым разом, с каждой очередной жизнью, все более умной, сильной и ответственной, постепенно подрастая до могущества и мудрости тех волшебников, что обитают глубоко-глубоко внутри каждого из нас.

# #

Если кому-то из вас пока все еще трудновато представить, каким образом вся эта схема в природе устроена и работает уже миллионы и миллиарды лет, весьма полезными для пояснения оказываются следующие картинки.

Все вы знаете, наверняка, что представляет собой кукла-матрешка. Пустотелая игрушка специфической формы, внутри которой помещается другая, такой же формы, только поменьше и тоже пустотелая. Внутри нее третья – такая же, но поменьше. И так далее.

Глядя на эту конструкцию, уже значительно легче представить себе, как устроена внутренняя, невидимая структура наших тел. По сути, это тоже множество вложенных друг в друга оболочек, в целом похожих друг на друга, но в то же время и разных в своих деталях.

Пустотелость каждой из этих фигурок здесь очень важна – и вот по какой причине. Из этой картинки видно, что каждая из кукол, хотя и имеет свое лицо, но взятая по-отдельности является не столько личностью, сколько скорее скафандром. Лишь оболочкой, скрывающей под собой множество более глубоких слоев.

То есть всем вам, каждый раз, когда вы смотрите на себя в зеркало, очень полезно вспоминать, что в действительности зеркало отражает не ваш подлинный образ, а лишь самую внешнюю оболочку матрешки. Иначе говоря, что-то вроде скафандра для Незнайки на Луне – когда коротышка находится снаружи планеты и не может обойтись без специального облачения…

Еще один очень полезный для понимания образ – это вид куклы матрешки в разрезе. Если вы приглядитесь к этой структуре, то без труда увидите, что данная картина весьма напоминает срез ствола дерева с его годичными кольцами.

Тут же надо отметить, что особенно большое и раскидистое дерево – с древнейших времен и даже у самых примитивных племен людей в разных концах Земли – очень часто выступало как объект поклонения. Как священный образ, воплощающий в себе одновременно и разветвленность, и единство всей жизни в окружающем мире.

Если вы присмотритесь к ветке дерева, то при желании сможете увидеть – словно в волшебном зеркале – и развернутую картину наших с вами жизней.

Всякая ветка – в соответствии с циклами времен года – выпускает по весне листочки, затем своими соками помогает им расти, а взамен получает от листьев влагу дождей и энергию солнца. А затем, к концу осени, подросшая за лето ветка сбрасывает отслужившую свое листву. Опадая на землю и разлагаясь, листья подпитывают новой энергией корни дерева. Ну а дерево, после оцепенения в зимнем сне, с наступлением весны опять начинает очередной цикл жизни, выпуская на своих ветвях новые листья.

И очень, очень важно, чтобы вы понимали то, чем живое дерево отличается от своего «скафандра» – то есть дерева засохшего и безжизненного. Непременным условием для жизни практически всякого растения, включая и дерево, являются текущие через него соки.

Те соки жизни, что постоянно струятся через множество наших тел-оболочек, мы обычно не можем увидеть своими глазами. Однако люди с древних времен всегда знали о наличии пронизывающих нас потоков жизненной энергии, понимали ее огромную важность и имели для нее соответствующее название.

В Индии эту энергию назвали праной, в Китае – энергией ци, в Древней Греции это именовалось пневмой, и так далее. Поскольку циркуляция этой энергии ничуть не менее важна для жизни, нежели оболочки наших тел, должно быть понятно, насколько важную роль играют и каналы, по которым эта энергия циркулирует.

Благодаря этим разветвленным и всепроникающим каналам, несущим соки жизни, собственно, и формируется единая структура как дерева, так и всех живых организмов, растущих словно ветви на необозримо гигантском, но при этом цельном и едином Древе Жизни.

Имея представление о том, как эта единая энергия пронизывает дерево от корней через ствол и ветви вплоть до каждого листика на каждой из веток, вы лучше сможете понять и картину единства всей жизни во вселенной.

# #

Ну и чтобы все те идеи и образы, с которыми вы познакомились на уроках природоведения, получше уложились в ваших представлениях о мире, полезно еще раз вспомнить о важнейшем принципе. О принципе самоподобия, который лежит в основе всего строения природы и с которым мы встречаемся буквально повсюду – куда бы ни бросили свой взгляд.

Давайте вспомним, к примеру, самую первую историю – про формирование ткани для «космического шара приключений». А точнее, об устройстве мельчайших микрочастиц материи, которые при вращении – словно разбрызгиватель воды на лужайке – выпускают во все стороны капельки света или фотоны. А когда вспомнили, взгляните на типичную картину того, как выглядят обычно гигантские звездные галактики, включая и нашу с вами галактику Млечный путь.

Теперь уже вам несложно наверное заметить, что в целом мы наблюдаем здесь очень похожую картину. Вращающаяся система с отверстием по центру (черная дыра), которая во все стороны разбрызгивает свои «капельки света». Только здесь это уже не крошечные фотоны, а огромные, космических масштабов звезды…

Самое же, пожалуй, поразительное во всей этой картине вот что. Как всякая самая крошечная микрочастица в структуре нашего тела, так и всякое ядро в основе жизни самой гигантской галактики – все они постоянно подпитываются одной и той же энергией единого космоса. Словно все корни, стволы, ветви и листочки единого древа жизни.

И вот в тот момент истории XXI века, когда данный факт сумели постичь, наконец, не только колдуны и шаманы примитивных племен, но и серьезные ученые, произошло грандиозное техническое чудо.

Одним из величайших научно-технических достижений человечества стало освоение этого удивительного источника космической энергии. Абсолютно чистой и естественной энергии, всегда доступной для использования абсолютно повсюду и в принципиально неисчерпаемых количествах…

Потому что, по сути дела, мы сами и есть одно из проявлений этой энергии.