Trust me, I'm an engineer
Инженеры, физики и другие представители технических специальностей доступным языком отвечают как на сложные вопросы, напрямую затрагивающие их сферу деятельности, так и на вопросы, казалось бы, совершенно сторонние — и получается не менее содержательно.
11 вопросов
1. Почему технари не верят в гуманитарные науки?2. Объясните для чайников, что такое бозон Хиггса и в чём важность его открытия?3. Объясните для чайников, в чем суть теории струн?4. Может ли черная дыра возникнуть рядом с Землей и засосать ее? Есть ли реальная угроза?5. Если кто-то на сверхсветовой скорости улетел от Земли, сможет ли он увидеть прошлое планеты при допущении достаточной дальности и точности оптики?6. Объясните гуманитарию, как именно сигнал из провода превращается в разные звуки и голоса в динамиках или наушниках?7. Куда деваются удаленные с компьютера файлы?8. Почему пельмени всплывают во время варки?9. Что происходит в глазу, когда мы смотрим долго на светящуюся лампочку? Почему, если отвести взгляд, перед глазами маячит черное пятно?10. Почему верующие и атеисты прицепились к динозаврам? Что конкретно доказывает или опровергает факт наличия ископаемых?11. Как начать понимать математику, если тебе за 20, ты гуманитарий и уже отчаялся?

Могу только высказать предположение. Технари не то что не верят в гуманитарные науки, а скорей считают их не науками или недонауками. И, скорей всего, это связано с методом. Ведь инструменты естественных наук - эксперимент и расчет. Например, на самом деле по предмету эконометрика или структурная лингвистика вполне гуманитарны, а по методу - вполне себе строго расчетны - поэтому они принимаются большинством технарей.

Есть промежуточные какие-то дисциплины - типа психологии или социологии. В психологии - широчайшее поле для экспериментов, чуть ли не широчайшее из всех наук; а вот матаппарата для какого-либо расчета, который заслуживал бы доверия, как не было, так и нет. А социология - абсолютно обратный пример - математики много, и сложной, а вот каких-то экспериментальных подтверждений теорий добиться почти невозможно.

А есть и вообще по методу ненауки - философия, культурология или политология - нет ни возможности поставить чистый эксперимент, ни какого-то внятного расчетного аппарата. Поэтому они многим кажутся продолжением спора о количестве чертей, помещающихся на конце иглы, с привлечением в качестве аргументов святоотеческих авторитетов. А такие штуки вызывают историческую (а иногда и истерическую) аллергию.

Как-то так; хотя могу и ошибаться.

2/11 Объясните для чайников, что такое бозон Хиггса и в чём важность его открытия?

Бозон Хиггса был последней частицей, которой не хватало для подтверждения стандартной модели, можно сказать, что ради неё и строили Большой Адронный Коллайдер, именно поэтому открытие этой частицы было так важно и ожидаемо.

Если совсем просто, бозон Хиггса отвечает за наличие массы у частиц, и соответственно всего, что состоит из частиц. То есть БХ - это такие частицы, которыми обменивается любое тело с пространством для того, чтобы иметь массу. В некотором смысле (конечно, в очень абстрактном) при движении телА "договариваются" с пространством, где им находится в этом пространстве именно посредством обмена бозонами Хиггса.

Кстати, БХ никоим образом не является частицей бога. Автор книги о БХ хотел назвать её goddamn particle из-за того, что её никак не могли обнаружить (чёртова частица, когда ж мы тебя найдем), но по каким-то причинам (проблемы с редакторами, кажется) её назвали god particle.

3/11 Объясните для чайников, в чем суть теории струн?

Чтобы понять основную идею теории струн, сначала нужно немного вникнуть в суть её ближайшего конкурента - стандартной модели. В СМ предполагается, что материя и взаимодействия описываются определенным набором частиц, которые можно поделить на следующие группы: кварки, лептоны, бозоны. Ключевое слово здесь - частицы, то есть минимально возможные в нашем мире микрообъекты, которые невозможно поделить на части, в общем кирпичики мироздания. Отличие ТС состоит в том, что в ней такими кирпичиками выступают не частицы а ультрамикроскопические квантовые струны, которые совершают колебания. Причем разные режимы колебаний (а стало быть, разные частоты колебаний) соответствуют различным частицам стандартной модели ( так как у всех частиц в СМ разные энергии). Здесь важно понимать, что струна не представляет собой никакую материю, а по сути является энергией, и поэтому ТС как бы намекает, что всё, что существует, состоит из энергии.

Самую простую, хотя, может, и не очень удачную аналогию, какую я могу придумать для пущей наглядности - это огонь: когда вы на него смотрите, кажется, что он материален, вроде бы как объект, который можно потрогать, но на деле - просто энергия, которую нельзя потрогать. Только в отличие от огня, через струну или струны нельзя пропустить руку, так как колеблющаяся струна - это как бы возбужденное состояние пространства, которое становится осязаемым.

Кстати, важно отметить, что теория струн претендует на теорию всего. Например, стандартная модель, которая сегодня довольно неплохо подтверждается, способна описать три фундаментальных взаимодействия из четырех: электромагнитное, слабое и сильное, но с гравитацией стандартная модель испытывает проблемы. Теория струн же может описать все четыре взаимодействия, однако за такую универсальность приходится платить сложностью и некоторой неуклюжестью теории - необходимо работать в 11-мерном пространстве времени, в котором 10 пространственных и 1 временное измерение.

И вот еще одно фантастическое свойство ТС

Одна из причин, почему мы не можем наблюдать остальные измерения — локализация — состоит в том, что дополнительные измерения не столь малы, однако в силу ряда причин все частицы нашего мира локализованы на четырёхмерном листе в многомерной вселенной (мультивселенной) и не могут его покинуть. Этот четырёхмерный лист (брана) и есть наблюдаемая часть мультивселенной. Поскольку мы, как и вся наша техника, состоим из обычных частиц, то мы в принципе неспособны взглянуть вовне.

Единственная возможность обнаружить присутствие дополнительных измерений — гравитация. Гравитация, будучи результатом искривления пространства-времени, не локализована на бране, и потому гравитоны и микроскопические чёрные дыры могут выходить вовне. В наблюдаемом мире такой процесс будет выглядеть как внезапное исчезновение энергии и импульса, уносимых этими объектами.

4/11 Может ли черная дыра возникнуть рядом с Землей и засосать ее? Есть ли реальная угроза?

Не может. Черные дыры являются компактными остатками от массивных звезд, то есть они образуются после смерти звезды, но и то не любой, а лишь той, которая превышает некую критическую массу (точно не помню сколько, но гораздо тяжелее нашего Солнца). Насколько мне известно, ближайший к Земле кандидат на взрыв как сверхновая - это Бетельгейзе, но ей предрекают стать белым карликом, а не чёрной дырой. Расстояние до неё где-то 400-600 световых лет (это ооооооооооооооочень много). Взорвется она ещё не очень скоро, а даже когда взорвется, взрывной волне потребуется ещё примерно 400-600 лет, чтобы достигнуть нас. И кстати, этой волны я бы опасался больше, чем самой черной дыры.

В общем чёрные дыры сами по себе не возникают там, где им вздумается, так что не паникуйте.

5/11 Если кто-то на сверхсветовой скорости улетел от Земли, сможет ли он увидеть прошлое планеты при допущении достаточной дальности и точности оптики?

Здесь возможны два варианта:

1) Кто-то улетел со сверхсветовой скоростью, остановился и начал смотреть на Землю.

2)Кто-то летит со сверхсветовой скоростью и пытается смотреть на Землю.

Чтож, если кто-то действительно сможет так быстро летать, то в первом случае всё просто - кто-то действительно сможет увидеть прошлое, то есть события до своего отлёта. А во втором случае даже и увидеть ничего не получиться. Это можно понять, например, из релятивистского эффекта Доплера, согласно которому, если кто-то будет удаляться от источника (Земли в нашем случае) со скоростью света, то частота принимаемого сигнала (не важно, свет ли это видимого диапазона, радиоволна, рентгеновские лучи, ИК или УФ) будет равна нулю, то есть отсутствие вообще какого-нибудь сигнала, а если скорость будет еще больше, тогда частота станет мнимой, а это уже физически неадекватная вещь, и рассуждать на эту тему - это, наверное, более фантастика, чем наука. Но это нормально в том плане, что все уравнения, согласующиеся с теорией относительности некорректны для сверхсветовых скоростей.

Кстати, испанский физик Луис Гонсалес-Местрес предложил в своих работах гипотетическую частицу сверхбрадион, имеющую положительную массу и при этом способную двигаться со сверхсветовой скоростью. Ну а что, ну а вдруг. То, что сегодня кажется фантастикой, завтра может стать обыденностью.

6/11 Объясните гуманитарию, как именно сигнал из провода превращается в разные звуки и голоса в динамиках или наушниках?

Звук - это вибрация воздуха. Чем выше частота этой вибрации, тем выше тон звука. Разные звуки состоят просто из смеси разных вибраций, разной силы и частот. Вибрировать может струна, поверхность музыкального инструмента, голосовые связки человека, они вибрируют и заставляют вибрировать воздух вокруг них, этот воздух передает вибрацию дальше, она, наконец, передается барабанной перепонке в ухе, и та уже передает эту вибрацию нервным окончаниям. Так мы слышим звук.

Внутри наушника или динамика находится мембрана, пластинка, которая прикреплена к катушке с электрическим проводом. Катушка намотана вокруг постоянного магнита с маленьким зазором, который позволяет ей на этой мембране гибко колебаться, не касаясь магнита.

Существует физический эффект, который заключаетсяв том, что если через катушку провода пропустить ток, то она в магнитном поле сдвинется. Передавая на эту катушку ток с переменной частотой, мы заставим катушку на мембране колебаться с заданной частотой. А колеблющаяся катушка заставит двигаться мембрану, а та - воздух вокруг нее. Далее см. первый абзац. Мы получаем звук, такой же, как звук от голоса или музыкального инструмента.

7/11 Куда деваются удаленные с компьютера файлы?

Файл на диске не материален. Ну, или условно материален. Фактически, при удалении файла стирается только соответствующая запись в файловой таблице (MFT), а сами данные остаются на диске. Система просто "забывает" о существовании данных и новые данные могут быть записаны поверх неё. Ну а пока этого не произошло, система просто не обращается к этим участкам диска. На этой особенности, например, основаны технологии восстановления недавно удалённых данных даже в том случае, когда диск был отформатирован.

Процесс очень напоминает работу с аудиокассетами (кстати, раньше данные в хранились именно на магнитных лентах). Сначала Вы просто не слушаете надоевшую Вам старую кассету, а позже, например, записываете на неё новый альбом любимой группы. Куда девается песня, "поверх" которой Вы записали новую? Старые данные просто перестают быть доступными, так как на эти участки уже записаны новые.

8/11 Почему пельмени всплывают во время варки?

При нагревании выделяются (и расширяются имеющиеся) газы, прежде всего - воздух, заключенные в не пропускающую их оболочку теста пельменя, она надувается, и в какой-то момент плавучесть пельменя становится положительной и он всплывает. Так совпало, что к этому времени мясо внутри уже достаточно термически обработалось.

9/11 Что происходит в глазу, когда мы смотрим долго на светящуюся лампочку? Почему, если отвести взгляд, перед глазами маячит черное пятно?

Это - физиологическое слепое пятно:

"Когда внезапный яркий свет направлен прямо в глаза, фоторецепторы сетчатки глаза, отреагировавшие на этот свет, временно перенапрягаются. В течение какого-то времени они не способны реагировать больше ни на что. Затем, восстановившись, они могут воспроизвести последовательное изображение света, вызванное этим перенапряжением, похожее на фотографический негатив.

Чаще всего затяжной образ возникает в момент фотовспышки. В этом случае яркое пятно света воспринимается как черное пятно - иногда оно бывает голубым или зеленым, - которое как бы стоит между вашими глазами и тем, что вы пытаетесь увидеть. Темное пятно появляется из-за того, что рецепторы сетчатки перенапряжены и не способны выполнять свою функцию.

То же самое происходит, когда в темной комнате вдруг включают яркий свет или кто-то зажигает спичку.

Если вы находитесь в темной комнате и знаете, что может включиться свет, подготовьтесь к этому, предварительно закрыв один глаз. Благодаря этому исчезновение темного пятна ускорится. Можно также прикрыть глаза ладонью, чтобы они постепенно привыкли к яркому свету.

От яркости света и от того, как широко были открыты ваши глаза, зависит, как долго не исчезает затяжной образ. Если ваши глаза привыкли к тусклому свету, т.е. зрачки были максимально расширены, чтобы воспринять как можно больше света, продолжительность затяжного образа будет больше из-за более сильного воздействия яркого света на сетчатку глаза. Если же вы находитесь на ярком свету и ради защиты сетчатки ваши зрачки сужены, то более яркий свет не вызовет продолжительного образа.

Мы обычно не подозреваем о существовании слепых пятен, из-за того, что глаз дополняет изображение. Это подобно сырой краске, которая растекается по листу бумаги, закрашивая свободное пространство вокруг рисунка."

(с)Фpиндлeндep Mитчeлл Х., Дoнeв Cтeф

10/11 Почему верующие и атеисты прицепились к динозаврам? Что конкретно доказывает или опровергает факт наличия ископаемых?

Видимо это связано с тем, что верующие и атеисты исходят из принципиально разной модели доказательства мироустройства. С точки зрения атеиста, само существование динозавров опровергает самые основы мировоззрения верующих, и это абсолютно неопровергаемый аргумент в споре о верности определенной схемы мироустройства. Напротив, с точки зрения верующих, ничего оно не опровергает, и верующие с жалостью и сочувствием смотрят на упорные попытки атеистов снова и снова эту тему поднимать. Здесь и далее под "атеистами" и "верующими" я понимаю некие архетипические характеры, носителей определенных признаков, а не конкретных людей.

Мне кажется, что причина этого неутихающего, и удручающего своей бесцельностью и безрезультатностью спора - крайне плохая осведомленность каждой из сторон о том, как устроены взгляды на мир другой стороны. Причем, как мне кажется, со стороны "атеистов" все куда хуже. Потому что, все же, в школе всех нас учили "атеистической" модели (ну, мы же не в "библейском поясе" США в школу ходили, я подразумеваю?), и даже верующие сравнительно неплохо владеют представлениями о "атеистической" модели мироустройства, напротив, среди "атеистов" в ходу самые примитивные и дремучие представления о том, как видят мир верующие. Некоторые всерьез считают, что они до сих пор считают, что Земля - плоская, и стоит на слонах, а Солнце вращается вокруг Земли, и дай им волю, они бы немедленно предали всех суду Инквизиции на площадях. Не стану подробно возражать тому, насколько это все упрощение.

11/11 Как начать понимать математику, если тебе за 20, ты гуманитарий и уже отчаялся?

Знаете, в данном случае я настроен скептически, то есть сомневаюсь, что человек после двадцати (даже не гуманитарий и разбирающийся в технике) может самостоятельно поднять свой уровень математической подготовки. Так что либо идти и получать образование, либо найти хорошего репетитора, либо вечернюю математическую школу (если такие есть), либо секту математиков-сатанистов (такие точно есть). Я, получив техническое образование, осознал, что сам я бы никогда не смог узнать всего того, что знаю сейчас (благодаря университету и преподавателям). Проблема здесь в том, что математика чрезвычайно обширна, и начиная изучать её самостоятельно, человек наверняка скоро заблудится в ней. И поэтому я бы рекомендовал всё-таки сесть и хорошо подумать над ответом на вопрос "А оно мне точно нужно или я просто не хочу попасть в неловкую ситуацию, когда бабушка в трамвае попросит меня проинтегрировать функцию комплексной переменной?". Если вы всё-таки решили, что "да, нужно", тогда определитесь, какая область вам больше всего нужна (все сразу точно не охватить, да и нет в этом смысла). Мне наиболее простой и полезной с практической точки зрения кажется статистика, теория вероятности и комбинаторика, вот с них я бы и советовал начать. Учебников по этим дисциплинам много, и некоторые вполне хорошо написаны. Также существует такая вещь, как манга по математике - это что-то вроде образовательного комикса. В них всё отлично разжевывается и даже есть сюжет, для начала сгодится. Также я бы порекомендовал посетить вот этот поистине потрясающий ресурс mathprofi.ru, которым я сам время от времени пользуюсь. Его автор просто гениальный педагог, который объясняет всё с самого начала и очень внятно.

Подытоживая, скажу, что шанс подружиться с математикой есть у всех, но всё упирается в степень вашего желания и потребности.