Клуб читателей

Николай Кудряков
инженер-энергетик, кандидат технических наук

Мы пытаемся строить гиперболу, не зная десятичных дробей

7 декабря 2014, 01:00

В рамках проекта «Клуб читателей» газета ВЗГЛЯД представляет ответ Николая Кудрякова на статью Константина Карасева, посвященную вопросам демографии.

Мы пытаемся строить гиперболу, не зная десятичных дробей

«…демографический рост населения Земли (но не в отдельных странах) ведет себя по тем же законам, что и физические неравновесные сложные системы с экспоненциальными и гиперболическими периодами обострения».

Жил в Англии во второй половине 17-го века такой славный джентльмен – Роберт Бойль.

Взял он однажды J-образную стеклянную трубку с запаянным коротким и открытым длинным концами, расположил он трубку концами вертикально вверх, и начал он через открытый верх наливать малыми порциями ртуть.

Сначала внизу образовалась ртутная пробка – воздух под запаянным концом оказался заперт сверху стеклом, снизу – ртутью. Высота воздушного объема от уровня ртути до верхнего запаянного конца была равна 12 дюймам.

По мере доливания ртути ее уровень в запаянной части поднимался снизу, как поршень. Этим ртутным поршнем величина воздушного объема под запаянным концом была уменьшена в четыре раза – с 12 дюймов до трех.

В открытом же участке уровень ртути оказался выше уровня в запаянном на 88,4 дюйма – на два метра с четвертью.

А теперь к высоте этого ртутного столба прибавим высоту столба в ртутном барометре, который в тот прекрасный день показывал 29,1 дюйма (сейчас бы сказали – 739,8 миллиметра) ртутного столба, то есть прибавим величину атмосферного давления. Получим величину абсолютного давления, действующего на объем сжатого воздуха в запаянном колене: 88,4 + 29,1 = 117,5. Это – не что иное, как само давление сжатого воздуха.

Разделим величину давления установившегося (117,5) на величину давления начального (29,1) и получим 4,03 – погрешность менее процента, небывалая по тем временам точность. Четырехкратное увеличение давления воздуха – это результат четырехкратного уменьшения его объема.

Понадобилось двести лет для того, чтобы понять результаты опыта Бойля (фото автора)

Мораль: объем и давление газа обратно пропорциональны друг другу. Или: произведение объема газа на его давление есть величина постоянная. Всего в опыте Бойля зафиксировано 25 пар значений «объем – давление», которые подтверждают постоянство их произведений. По парам значений «объем – давление» строится характерная кривая – гипербола.

Закон природы? И да, и не совсем. Что это за величина – произведение объема газа на давление? И размерность этой величины странная: дюймы воздушного столба, умноженные на дюймы столба ртутного, дают квадратные дюймы непонятно чего.

Понадобилось двести лет для того, чтобы понять результаты опыта Бойля. Сам ученый не сразу понял свои результаты – потому что записал их обыкновенными, а не десятичными дробями – в шестнадцатых долях дюйма. Должны были появиться метрическая система мер и теория размерностей, нужно было научиться измерять давление в паскалях; должна была появиться шкала температур Кельвина, должен был получить формулировку закон сохранения энергии.

Потенциальная энергия – вот физический смысл величины произведения объема газа на давление; единицей измерения этой величины стал джоуль. Произведение давления на объем – это слагаемое в составе энергетической характеристики, называемой энтальпией.

И это левая часть уравнения состояния идеального газа; уравнения, в правую часть которого входят абсолютная температура газа и его масса. Окончательный вид этому уравнению придал в 1874 году Дмитрий Иванович Менделеев. Между гиперболой Роберта Бойля (1662) и формулировкой уравнения Менделеева – Клапейрона прошло двести с лишним лет.

* * *

Обработать данные наблюдений, построить графики, установить факт зависимости одной величины от другой и даже угадать математический вид этой зависимости – это еще не означает понять. Установление количественной зависимости и выявление сути – вещи разные.

Факт, что мы имеем дело с гиперболой или с экспонентой – это указание к направлению поисков; в лучшем случае это гипотеза. Гипотезу от теории, то есть от такого знания, которое имеет прогностическую функцию и на основе которого можно надежно строить практическую деятельность, могут отделять годы, десятилетия, а то и века.

* * *

«Скорость роста популяции зависит от квадрата численности населения, и это развитие идет по гиперболическому закону… большинство производных от основных видов человеческой деятельности, социальные факторы в том числе, также квадратично зависимы от численности населения», – пишет современный публицист.

Если скорость роста величины зависит от значения величины, то это не гипербола, а экспонента. А если что-то от чего-то зависит квадратично, то это парабола. И экспонента, и гипербола, и парабола могут и возрастать, и убывать, то есть приращение функции может быть как положительным, так и отрицательным при сохранении вида функции.

Изменение мощности ядерного реактора и при неуправляемом разгоне, и при срабатывании аварийной защиты происходит по экспоненциальному закону, но глушение и разгон – это, как говорят в Одессе, две большие разницы.

В демографии – от чего конкретно зависит знак скорости изменения численности популяции, то есть когда она растет, а когда уменьшается? Гипербола не имеет максимумов и минимумов в традиционном понимании, она имеет пределы.

Правый предел левой ветви гиперболы – минус бесконечность; левый предел правой ветви – плюс бесконечность; космический аппарат, движущийся по гиперболической траектории, улетает в никуда – за пределы Солнечной системы; нельзя, развиваясь по гиперболе, достичь максимума по темпам прироста населения.

А левый предел левой ветви – ноль, и правый предел правой ветви – тоже ноль. Так откуда и куда мы устремляемся? Общественные науки, пытающееся спрогнозировать развитие человечества с помощью математики, сейчас находятся на той примерно стадии, на какой находились науки естественные – наука о теплоте в частности – во времена короля Карла II. Измерить давление и объем можно, а объяснить физический смысл их произведения – еще нет.

* * *

Автор обещал сделать выводы и прогнозы на основании расчетов академика Курдюмова из Института прикладной математики им. Келдыша. А что в итоге?

«Религия православия, могучая российская культура искусства, язык Тургенева и Пушкина и умелое государственное администрирование в этих вопросах могут и должны стать «плавильным котлом» российской нации в новом времени.

От того, сумеем ли мы создать привлекательную для других народов внутреннюю модель российской общественной жизни, будет во многом зависеть благополучное развитие нашей страны».

С этими выводами можно соглашаться, можно не соглашаться – но они никоим образом не вытекают из анализа кривых второго порядка. Подобного рода выводы можно услышать от доктора наук Геннадия Андреевича Зюганова. Или – прочитать в газете «Завтра».

Мы пытаемся строить гиперболу, не зная десятичных дробей.

Вам может быть интересно

Логистические объекты Wildberries в Воронежской области эвакуированы
Темы дня

Потомки немецких нацистов открыто заговорили о мести русским

«Скажите нам, европейцам, что мы конкретно можем сделать, чтобы помочь вам убить больше русских?» – такой вопрос Владимиру Зеленскому задал немецкий журналист Михаэль Мартенс. Его слова вызвали возмущение не только в России, но и в самой Германии. Однако Frankfurter Allgemeine Zeitung, где работает корреспондент, пока не спешит принимать в отношении него какие-либо меры. Почему подобная риторика все чаще звучит из уст немецких публичных лиц?

Япония сбросила маску «исключительно оборонительной страны»

Еще один распространенный в мировой политике миф – о Японии, имеющей якобы исключительно мирные намерения и ее Вооруженных силах, предназначенных только для обороны – можно считать развеянным. По крайней мере, именно так стоит понимать испытания крылатых ракет «Томагавк», проведенных с японского эсминца. Это событие имеет значение для России и многих других соседей Японии.

Школьник попросил Путина помочь с поступлением в суворовское училище

Урожай зерна в России превысил прошлогодние показатели

Миражи Зеленского бледнеют. Россия движется к победе «на земле»

Новости

Росавиация сообщила об открытии новых рейсов на курорты Египта

Российские туристы получили возможность летать прямыми рейсами на средиземноморское побережье африканской страны, где стали доступны популярные направления Борг-эль-Араб и Эль-Аламейн.

Украинский истребитель МиГ-29 загорелся и разбился в Одесской области

Украинский истребитель МиГ-29 загорелся и разбился при пуске ракеты, пилоту удалось катапультироваться, сообщили Воздушные силы ВСУ.

При атаке БПЛА по Нижнекамску погибла спящая на балконе пятилетняя девочка

В Нижнекамске пятилетняя девочка погибла в результате удара беспилотника по жилому дому, когда спала на балконе своей квартиры.

Брэд Питт сорвался после семи лет полного отказа от алкоголя

Американский актер Брэд Питт признался, что после семи лет трезвости снова начал употреблять алкоголь.

Путин поручил использовать ИИ для развития общественного транспорта

Президент России Владимир Путин распорядился применять современные технологии для прогнозирования пассажирского спроса и оптимизации существующих маршрутных сетей по всей стране.

Минтранс предложил ввести госрегулирование тарифов в общественном транспорте

В России планируют перевести общественный транспорт на контрактную систему, чтобы государство могло контролировать стоимость проезда и параметры движения, заявил глава ведомства Андрей Никитин.

В Госдуме предложили изменить формат автомобильных номеров

В Госдуме выступили с инициативой изменить формат государственных регистрационных знаков для автомобилей, увеличив количество букв и сократив число цифр.

Агрономы: «Конкурент борщевика» способен обжечь человека дистанционно

Ясенец белый гораздо опаснее борщевика – если для получения ожогов от борщевика необходимо повредить растение, то в случае с ясенцем достаточно просто оказаться рядом с кустом: растение само по себе выделяет большое количество эфирных масел, и человек может получить серьезные ожоги, даже не прикасаясь к нему, рассказали газете ВЗГЛЯД опрошенные агрономы, комментируя случай с москвичкой, пострадавшей от ядовитого растения во время отпуска на юге страны.

Верховный суд снял партию «Яблоко» с выборов в Госдуму

Верховный суд России принял решение отменить регистрацию партии «Яблоко» для участия в выборах в Госдуму по иску партии «Родина». Причиной снятия партии с выборов стало иностранное финансирование кандидатов от этой партии.

Путин призвал «пройти между Сциллой и Харибдой» при развитии регионов

России необходимо одновременно развивать крупные экономические центры и не допускать оттока населения из регионов, заявил президент Владимир Путин. По его словам, стране предстоит найти баланс между развитием крупных агломераций и сохранением привлекательности жизни в других регионах.

Захарова: При ударе ВСУ по Нижнекамску погибли восемь граждан Узбекистана

В результате украинской атаки на гражданские объекты в Нижнекамске погибли как минимум 13 человек, среди которых оказались преимущественно граждане иностранных государств, заявила официальный представитель МИД России Мария Захарова.

Путин назвал регионы-лидеры России в сфере общественного транспорта

Президент России Владимир Путин во время заседания президиума Госсовета отметил успехи ряда крупных городов и областей в модернизации пассажирских перевозок и внедрении передовых цифровых технологий.
Мнения

Игорь Мальцев: Как немцы пытаются выбрать между мигрантами и геями

Исламофобами оказались в основном белые мужчины-христиане, они же оказались гомофобами. Они же – правыми экстремистами и расистами. Такова версия, которую постоянно повторяют обычному немцу.

Василий Авченко: Крутой маршрут на Колыму

Советую всем, кто в отпуске привычно отправляется куда-нибудь за границу, хотя бы один раз долететь, или доехать, или доплыть до Колымы, до края нашей ойкумены. Точно знаю: это станет и открытием, и откровением.

Сергей Лебедев: Почему русских так интересует геополитика

Обвинения граждан России в нездоровом интересе к геополитике – несостоятельны. Этот интерес рационален и прагматичен. Он обусловлен тысячелетним опытом выживания в крайне непростых условиях и фундаментальным знанием, что мировая политика имеет свойство заявляться на порог нашего дома.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы