Клуб читателей

Николай Кудряков
инженер-энергетик, кандидат технических наук

Мы пытаемся строить гиперболу, не зная десятичных дробей

7 декабря 2014, 01:00

Фото: из личного архива

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

Захарова объяснила отзыв статьи Reuters про Кэмерона и удары ВСУ по России
Темы дня

Украинская коррупция ускорила отступление ВСУ

Российские войска продолжают успешное продвижение в ДНР на нескольких участках фронта. Западные СМИ объясняют этот успех развалом украинских инженерных войск, из-за чего ВСУ приходится отступать на неподготовленные позиции. Так ли это на самом деле и как в нынешних условиях противник намерен выстраивать оборону в регионе?

«Путь в Европу» стал для Прибалтики «дорогой в никуда»

В Латвии сбежали со своих постов руководители госпредприятия, строящего железнодорожную магистраль Rail Baltica. Это очередное доказательство того, что амбициозный проект ЕС близок к краху. Среди причин этого не только прибалтийская коррупция: в США на самом деле не верят, что Россия готовится атаковать Литву, Латвию или Эстонию.

Венедиктов рассказал о новом проекте Чубайса в Израиле

Киев призвал к «наступательной украинизации» страны

Телеведущая Елена Ханга назвала размер своей пенсии

Новости

Эксперт оценил роль Коломойского, Турчинова и Авакова в трагедии 2 мая в Одессе

Многие украинские политики использовали трагедию 2 мая в Одессе для того, чтобы укрепить свои позиции во власти, а некоторые вскоре и вовсе пошли на повышение. Об этом газете ВЗГЛЯД сказал политолог Владимир Скачко. Ранее глава движения «Другая Украина» Виктор Медведчук назвал виновных в поджоге Дома профсоюзов в Одессе.

В Турции опровергли передачу С-400 третьим странам

Турецкая сторона не планирует передавать кому-либо закупленные у российской комплексы С-400, заявил турецкий министр обороны Яшар Гюлер.

Газпром назвал сумму чистого убытка в 2023 году

Чистый убыток ПАО «Газпром» по итогам 2023 года составил 629 млрд рублей, что в два раза больше, чем убыток в 319,4 млрд рублей годом ранее.

Уехавшим из России иноагентам предложили купить часть Монголии

Журналистка Анастасия Казанцева (признана иноагентом в РФ) предложила покинувшим Россию иноагентам создать «альтернативное государство», которое могло бы располагаться на территории Монголии, так как у нее «свободной земли много».

На Землю обрушилась третья по силе в 2024 году магнитная буря

Третья по силе магнитная буря 2024 года обрушилась на Землю, что может привести к появлению полярных сияний на широтах Москвы и Санкт-Петербурга. Об этом сообщают ученые из лаборатории солнечной астрономии Института космических исследований (ИКИ) и Института солнечно-земной физики (ИСЗФ).

Демонстранты устроили транспортный коллапс в Тбилиси

Демонстранты с криками «Нет русскому закону!» в четверг блокировали одну из центральных транспортных развязок Тбилиси – площадь Героев, требуя отозвать яро критикуемый Западом закон «О прозрачности иностранного влияния», передает корреспондент газеты ВЗГЛЯД в Тбилиси.

TikTok возобновил работу в России

Социальная сеть TikTok вновь стала доступна для пользователей в России, сообщили СМИ.

Bild: Путин заставил немецкие танки прогнуться

Путин заставил немецкие танки прогнуться, об этом пишет немецкая газета Bild, рассказывая об открывшейся в Парке Победы в Москве выставке трофейной техники НАТО, захваченной российскими войсками в ходе спецоперации на Украине.

Захарова объяснила отзыв статьи Reuters про Кэмерона и удары ВСУ по России

Официальный представитель МИД России Мария Захарова выразила уверенность, что министр иностранных дел Британии Дэвид Кэмерон действительно сказал о праве Вооруженных сил Украины наносить удары по российской территории.

Звание генерал-лейтенанта присвоено замкомандующего группировкой «Восток»

Президент России Владимир Путин присвоил звание генерал-лейтенанта заместителю командующего группировкой войск «Восток» Олегу Лучанскому, указ опубликован на официальном портале правовой информации.

Турция прекратила торговые связи с Израилем

Турция решила приостановить торговые связи с Израилем, сообщили СМИ со ссылкой на турецких чиновников.

Премьер Грузии отказался ехать в Америку

Премьер-министр Грузии Ираклий Кобахидзе отклонил приглашение направиться с визитом в США из-за предусловия приглашающей стороны остановить обсуждение законопроекта «О прозрачности иностранного влияния», передает корреспондент газеты ВЗГЛЯД в Тбилиси.
Мнения

Игорь Перминов: Почему болгар не любят в Евросоюзе

По числу сторонников России Болгария уступает разве что Сербии. При этом властные структуры, захваченные несколькими партиями евроатлантической направленности, регулярно отмечаются злобными выпадами против Российской Федерации.

Андрей Колесник: Немецкая философия подтверждает русскую правоту

Российская политика является политикой кантианских моральных принципов. В то время как Запад, породивший Канта, эти принципы предал.

Глеб Кузнецов: Поучительная история 1 мая

На 1 мая 1886 года была назначена всеобщая забастовка, которую предлагалось не прекращать, пока правительство не примет восьмичасовой рабочий день. Ответ был прост – рабочих начали бить.
Вопрос дня

Что известно о новом главкоме ВСУ Александре Сырском?