Многообразие проявлений причинно-следственных связей в материальном мире обусловило существование нескольких моделей причинно-следственных отношений. Исторически сложилось так, что любая модель этих отношений может быть сведена к одному из двух основных типов моделей или их сочетанию.

Физические эксперименты и психологические иллюзии

Многие опыты «Физпрактикума» построены так, что для них не требуются сложные приборы и установки. Это не только позволяет любому читателю повторить эксперименты, но и придает им дополнительную эффектность – интересно исследовать нетривиальные физические явления при помощи самых незамысловатых средств. Однако в таких опытах можно встретиться и с трудностями, в частности с ошибками восприятия. Если в серьезной экспериментальной установке регистрирующим элементом служит точный прибор, то в опытах «физпрактикума» результат регистрирует сам экспериментатор – его глаза, уши, руки. А «показания» органов чувств человека неоднозначны и зависят от множества побочных факторов, начиная с условий наблюдения и кончая настроением наблюдателя.

Иллюзий, связанных с человеческими чувствами, известно очень много; даже перечислить их в одной статье было бы трудно. Не все они могут считаться иллюзиями в полном смысле слова, то есть каким-то случайным или подстроенным обманом – иногда это просто особые свойства наших органов чувств, о которых мы не знаем или забываем. Такие иллюзии порой играют значительную роль и в научных исследованиях. Примером тому служит оптический эффект, с которым так или иначе сталкивался каждый, – параллакс.

Параллаксом называют кажущееся относительное смещение объектов, находящихся на разном расстоянии от наблюдателя. Это смещение возникает при движении его глаз. Так, глядя в окно поезда, можно заметить, что ближние деревья уходят назад гораздо быстрей, чем дальние, а самые далекие и вовсе почти не отстают – пейзаж за окном словно поворачивается вокруг точки, в которой взгляд пересекает линию горизонта. Немалое значение имеет другой, более простой случай параллакса – изменение показаний прибора в зависимости от положения глаза; при движении глаза влево стрелка на фоне шкалы сдвигается вправо, и наоборот. Если у вас дома не найдется никакого стрелочного прибора, эксперимент можно поставить с весами в магазине. Когда вашу покупку положат на них, сделайте шаг влево. Показания весов уменьшатся на одно-два деления. Сделайте пару шагов вправо, и показания увеличатся. Вес покупки, оказывается, зависит от вашего положения перед прилавком.

Чтобы избавиться от ошибки параллакса, в точных приборах стрелку делают очень тонкой, а под шкалой располагают зеркальную полоску. При считывании показаний прибора голову нужно держать так, чтобы сама стрелка и ее отражение в зеркале совпадали. Тогда взгляд строго перпендикулярен плоскости шкалы и ошибка исключена. К сожалению, не все ошибки параллакса так легко поддаются исправлению. Скажем, при регистрации быстро-протекающих процессов с помощью некоторых высокоскоростных кинокамер возникают параллактические искажения, связанные с относительным движением пленки и элементов оптической системы. Борьба с такими искажениями – сложная техническая задача.

Еще один пример вредной иллюзии. Поставьте на лист бумаги перевернутый стакан и, обводя карандашом его край, нарисуйте друг за дружкой три дуги: маленькую, с центральным углом около десяти градусов, среднюю, с углом градусов сорок, и большую, градусов сто двадцать. Сравните их кривизну. Даже прекрасно зная, что они начерчены с помощью одного стакана, а значит, радиус их кривизны один и тот же, трудно избавиться от впечатления, будто маленькая дуга имеет минимальную кривизну, а большая – максимальную. Интересно, что с дугами, превышающими половину окружности, иллюзия не возникает; наблюдатель отчетливо видит настоящий диаметр таких больших дуг и замечает, что он одинаков у всех кривых.

Многие знают опыт с двумя мыльными пузырями, которые соединяют между собой одной трубкой. Давление внутри пузыря обратно пропорционально его радиусу, и потому воздух из меньшего пузыря переходит в больший, пока от меньшего не останется лишь небольшой сегмент, имеющий тот же радиус кривизны, что и большой пузырь. Однако если вы проделаете этот опыт сами, вам наверняка покажется, что кривизна уцелевшего пузыря намного больше кривизны маленького кусочка мыльной пленки в противоречие с названным законом. Можете не проверять формулу для давления внутри пузыря: всему виной оптическая иллюзия, описанная в примере с дугами. Эта же иллюзия проявляется и в другой ситуации. Качество поверхности часто контролируют по правильности картины интерференционных полос, возникающей при отражении света, например, по совершенству формы колец Ньютона. Этот простой опыт легко проделать дома, достаточно на плоскую пластинку положить линзу выпуклостью вниз и рассматривать точку касания на темном фоне. Вы увидите концентрические цветные кольца (кольца Ньютона). Складывая две плоские пластинки, можно наблюдать ряды параллельных или расходящихся полос, восьмерки и более сложные картины. Полосы изгибаются тем круче, чем быстрей меняется толщина воздушного зазора между двумя стеклянными поверхностями, то есть чем больше на них неровностей. Но если вы захотите сравнить качество поверхности в разных местах, нужно помнить, что длинная интерференционная полоса может показаться изогнутой сильнее, чем короткая, даже если в действительности это не так.

Перейти на страницу: 1 2 3

Немного больше о технологиях >>>

О выборе рациональных размеров сегнетоэлектрического рабочего тела импульсного генератора напряжения
В статье рассматривается генератор электрического напряжения, преобразующий энергию механического удара в электрическую энергию. Основным элементом рассматриваемого генератора является сегнетоэлектрическое рабочее тело, по которому в процессе функционирования генератора движетс ...

Почему “организм” этики отторгает эмбриональные стволовые клетки
В первые годы начавшегося века в центре внимания научной, медицинской и просто широкой общественности, безусловно, находится все, что связанно с возможностями лечения стволовыми клетками (СК). Во многих публикациях помимо раскрытия медицинских аспектов новых технологий, котор ...

Галерея

Tехнологии прошлого

Раскрытие содержания и конкретизация понятий должны опираться на ту или иную конкретную модель взаимной связи понятий. Модель, объективно отражая определенную сторону связи, имеет границы применимости, за пределами которых ее использование ведет к ложным выводам, но в границах своей применимости она должна обладать не только образностью.

Tехнологии будущего

В связи с развитием теплотехники ученые в прошлом веке пришли к простому, но удивительному закону, потрясшему человечество. Это закон (иногда его называют принцип) возрастания энтропии (хаоса) во Вселенной. technologyside@gmail.com
+7 648 434-5512