автор закона что бутерброд всегда падает маслом вниз
Закон Мерфи, или Почему бутерброд всегда падает маслом вниз
Наука – вещь серьезная, даже суровая. А вот ее творцы любят пошутить, и не только накануне Дня смеха.
Одна из самых популярных околонаучных шуток – так называемый «Закон Мерфи». В оригинале он звучит как «If anything can go wrong, it will», а переводится обычно: «Если какая-нибудь неприятность может случиться, она случается», «Если беде быть, то ее не миновать». В 1977 г. в Лос-Анджелесе вышла книга журналиста Артура Блоха «Закон Мерфи и другие причины, по которым все идет наперекосяк».
– «Законы Мерфи» задумывались как пародия на научную систематику, а стали популярной философией жизни, – говорит специалист по крылатым словам Константин Душенко. – Мерфи многими считался фигурой легендарной. Но это не так. Речь шла о вполне реальном авиационном инженере Эдуарде Мерфи‑младшем (1918—1990). В 1949 г. он участвовал в испытаниях на авиабазе в Калифорнии. Однажды его ассистент подключил датчик неправильно; испытание сорвалось, а Мерфи в сердцах произнес: «Если можно что-нибудь сделать не так, этот парень именно так и сделает». Выражение «закон Мерфи» пустил в ход Джордж Николс, руководитель проекта, а окончательную форму этот закон принял к 1956 г.
Константин Душенко обнаружил, что подобные фразы произносились задолго до этого. В общем-то, и закон стар как мир. В 1908 г. в лондонском журнале «Новости магии» в одной статье встретилась фраза: «В любом особо значимом случае, таком как первая публичная демонстрация магического эффекта, все, что может пойти не так, непременно пойдет не так. Чем бы это ни объяснялось – зловредностью материи, или испорченностью неодушевленных предметов, или просто спешкой и волнением, или же чем-то еще, — факт остается фактом». А еще раньше, в 1877 г., ливерпульский морской инженер Алфред Холт заявил: «Все, что в море может пойти не так, вообще говоря, рано или поздно пойдет не так», поэтому «при проектировании машин нельзя пренебрегать человеческим фактором».
В фольклоре физиков есть другое название этого «закона подлости»: «Эффект Паули». Он связан с именем великого швейцарского физика Вольфганга Паули (1900 – 1958), лауреат Нобелевской премии 1945 г. В его присутствии постоянно выходили из строя лабораторные приборы и прочая техника для экспериментов. Это объясняли тем, что Паули в науке был ярко выраженным теоретиком. Шутки шутками, но в современной науке все больше усиливается разделение на экспериментальную и теоретическую отрасли. А столкновение двух миров всегда чревато катастрофой.
– Однажды в лаборатории немецкого физика Джеймса Франка в Геттингене готовили сложный опыт, и в самый ответственный момент один из приборов взорвался, – рассказывает кандидат физико-математических наук Александр Раевский, доцент Московского физико-технического института. – Оказалось, в тот самый миг поезд, в котором ехал Паули, совершал кратковременную остановку в этом городе.
Ну, а еще раньше сформулировали «закон бутерброда». Еще в 1830 г. в немецком городке Ильменау вышла книга Иоганна Шмидта «Общедоступное изложение физики». Шмидт утверждал: «То, что бутерброды обычно падают маслом вниз, конечно, не более чем предрассудок; но тот, кто захотел бы заняться исследованием положения центра тяжести (. ) бутербродов, нашел бы прекрасный случай применить свою ученость без всякой пользы».
Однако современные физики находят и этому научное объяснение:
Из книги Артура Блоха «Законы Мерфи»:
Закон Букера
Даже маленькая практика стоит большой теории.
Закон Сегала
Человек, имеющий одни часы, твердо знает, который час. Человек, имеющий несколько часов, ни в чем не уверен.
Правила взаимозависимости Ричарда
То, что вы храните достаточно долго, можно выбросить. Как только вы что-то выбросите, оно вам понадобится.
Следствие Этвуда
«Зачитывают» только те книги, которыми вы особенно дорожите.
Третий закон Джонсона
Потерянный вами номер журнала содержит именно ту статью, рассказ или отрывок романа, который вы срочно хотели бы прочитать.
Следствие
У всех ваших друзей этого номера либо не было, либо он утерян, либо выброшен.
Закон журнала «Харперс Мэгэзин»
Вещь нельзя найти, пока не купишь взамен ее другую.
Закон самолета
Когда ваш самолет опаздывает, самолет, на который вы хотели пересесть, улетает вовремя.
Закон кошачьей безысходности
Как только кошка растянулась и начала засыпать на ваших коленях, вам срочно понадобилось встать и идти, ну, скажем, в ванную комнату.
Наблюдение Этторе
Соседняя очередь всегда движется быстрее.
Закон Шмидта
Если долго портить машину, она сломается.
Аксиома Кана
Если ничто другое не помогает, прочтите, наконец, инструкцию!
Закон Хелдейна
Вселенная не только необычнее, чем мы воображаем, она необычнее, чем мы можем вообразить.
Почему бутерброд падает маслом вниз?
Каждый из нас хоть раз в жизни ронял бутерброд на пол и на собственном опыте убедился, что таки да — бутерброд падает маслом вниз. Многие усматривают в этом проявление закона Мэрфи: «Если что-то может пойти не так, то это непременно случится». А сам закон приписывают имманентной зловредности Природы, так она мстит нам, людям, за многовековые издевательства над ней.
Закон Мэрфи, конечно, правильный, это подтверждает вся история человечества, но механизмы его проявления непонятны. Прямо скажем, они отдают мистикой, а мистику ученые ненавидят больше всего на свете. Поэтому «закону бутерброда», точнее говоря, попыткам его опровержения, посвящено огромное количество исследований.
Его экспериментальной проверкой занимаются любопытствующие обыватели у себя на кухне, школьники посвящают свои проекты, иногда в лаборатории переоборудуются студии крупных телекомпаний типа Би-би-си. И все экспериментаторы увлеченно роняют бутерброды на пол, скрупулезно подсчитывая число падений маслом вверх и маслом вниз. Практически все приходят к тому, что вероятность обоих событий одинакова, пятьдесят на пятьдесят, как при подбрасывании монетки. Таким образом, «закон бутерброда» имеет не физические, а психологические основания. Люди запоминают только неприятный исход, когда же бутерброд падает маслом вверх, они автоматически поднимают его и съедают, руководствуясь эмпирическим правилом «пяти секунд»: «Что лежало на полу меньше пяти секунд, не считается упавшим».
Впрочем, сторонники «закона бутерброда» с легкостью отметают эти инсинуации. По их мнению, результаты эксперимента служат дополнительным подтверждением закона Мэрфи: Природа, глядя на потуги горе-экспериментаторов, нарочно выдает ложный результат, чтобы лишний раз посмеяться над ними. Не ускользают от их внимания и методические ошибки при постановке эксперимента: бессмысленно ронять бутерброд на кафельный пол кухни или лаборатории, эксперимент надо проводить в гостиной, устланной ковром, причем дорогим; чем дороже ковер, тем с большей вероятностью бутерброд упадет маслом вниз, это надежно установленный экспериментальный факт, добавляют они.
Еще один подход к решению проблемы — сугубо теоретический. Физики анализируют динамику падения бутерброда, включая такие варианты, как падение маслом вверх, упругое отражение от пола, переворот в воздухе на 180 градусов и повторное падение, уже маслом вниз. Существенно, что в качестве модели используют бутерброд в западном стиле, никакой колбасы сверху, слой же масла настолько тонок, что выдает свое присутствие только большим блеском намазанной маслом стороны. Показано, что слой масла вносит вклад в изменение момента инерции бутерброда, а также в асимметрию аэродинамических характеристик двух сторон бутерброда, однако эти факторы мало влияют на вероятность падения маслом вверх или маслом вниз, которая остается близкой к фифти-фифти.
Всё перевернула статья британского физика-теоретика Роберта Мэтьюса «Падающий тост, закон Мэрфи и фундаментальные константы», опубликованная в высокорейтинговом «Европейском физическом журнале» (European Journal of Physics) в 1995 году. Изюминкой работы стало то, что Мэтьюс рассмотрел падение тоста без масла, то есть изначально исключил любую асимметрию, которую привносит в объект слой масла, а также неопределенности, связанные с распределением масла в поверхностном слое тоста. Переводя на физический язык, Мэтьюс описал поведение жесткой, изотропной, прямоугольной пластины с массой m, которая падает с устойчивой горизонтальной плоскости, находящейся на высоте h. Для инициации падения пластину (тост) медленно сдвигают к краю плоскости (стола), а когда центр тяжести пластины выдвигается за край плоскости, пластина заваливается вниз и падает на пол. Для простоты описания Мэтьюс исключил вторичные эффекты типа упругого отражения от пола, как упало — так и упало.
Анализ уравнений движения показал: при таком падении пластина вращается вокруг своей оси, что полностью соответствует нашему житейскому опыту. При высоте падения в 90–150 см пластина успевает обернуться на 180 градусов, то есть бутерброд, который, естественно, лежит на столе маслом вверх, при падении с неизбежностью переворачивается маслом вниз. Результат падения сильно зависит от скорости движения пластины по плоскости перед падением. Если эта скорость достаточно высока, то пластина отрывается от стола, как прыгун с трамплина, и планирует вниз, практически не переворачиваясь. То есть всё зависит от начальных условий — от высоты стола и скорости движения по плоскости.
Возможно, это объясняет обескураживающие результаты экспериментальной проверки «закона бутерброда». Всё дело в методике! Если бутерброд подбрасывать как монетку или просто выпускать его из рук, то падение маслом вверх или маслом вниз становится равновероятным. Но ведь в реальности дело обстоит обычно не так. Бутерброд медленно соскальзывает со стола после чьего-то неловкого движения или с блюда зазевавшегося официанта, и вот тут-то он, скорее всего, упадет маслом вниз.
Через несколько лет после выхода статьи Мэтьюс проверил свои теоретические построения в прямом эксперименте, точнее, в трех сериях экспериментов, которые выполнили тысячи британских школьников в различных регионах Великобритании. Школьники все делали правильно, как доктор Мэтьюс прописал, — медленно сдвигали бутерброды к краю стола и наблюдали за их падением. Так, 62% попыток закончились падением бутерброда маслом вниз, 38% — маслом вверх. Разница в полтора раза, при такой большой статистике это — значимый результат. Тут есть о чем задуматься.
Но вернемся к основополагающей статье. Для того чтобы бутерброд упал маслом вниз, высота падения должна составлять 0,9–1,5 метра. Эти величины коррелируют с ростом человека, который определяет комфортную высоту обеденного стола, или высоту, на которой находится блюдо с бутербродами в руках официанта. Но почему рост человека именно такой, какой он есть? Почему для подавляющего большинства людей он укладывается в интервал 1,5–2 метра? И может ли человек быть ростом со слона или, бери выше, с жирафа?
Следуя этой логике, Роберт Мэтьюс сделал вывод: «закон бутерброда» напрямую вытекает из фундаментальных констант, и его можно с полным правом называть законом Природы. Особо радует в этом выводе то, что гипотетическая зловредность Природы, на которую мы намекали вначале, никак не связана с человеком, просто она такой уродилась.
Мы подозреваем, что именно глобальность вывода склонила чашу весов Игнобелевского комитета в пользу работы Роберта Мэтьюса, что принесло ему премию по физике за 1996 год.
Лишь один момент в этой истории остался для нас непроясненным. Статья Мэтьюса поступила в редакцию журнала 31 марта, накануне международного Дня дураков. Это случайно или как?
Другое направление человеческой мысли, связанное с падающими бутербродами, посвящено изучению правила «пяти секунд». Оно гласит: любой объект, пролежавший на полу (земле) менее пяти секунд, не успевает загрязниться. Одно из первых исследований, посвященных проверке этого правила, даже принесло своему автору — Джилиан Кларк, студентке Чикагской высшей школы сельскохозяйственных исследований, Игнобелевскую премию 2004 года в области общественного здоровья.
Правило «пяти секунд», известное едва ли не каждому второму на Земле, она проверила во время летней практики. Сама же идея, что можно употреблять в пищу еду, пролежавшую на полу какое-то время, известна очень давно. По мнению самой Джилиан Кларк, идея восходит к Ясе Чингисхана, который определил этот срок аж в двенадцать часов.
Готовясь к проведению задуманного эксперимента, Кларк для начала проверила загрязненность микрофауной полов в студенческом общежитии. И тут ее ждало фиаско: как ни странно, бактерий на сухих полах практически не оказалось. Более того, там даже спор не было. Судя по всему, в студенческом общежитии выживают только сами студенты. Так что прямой эксперимент с ронянием еды на пол поставить не удалось, и пришлось, как это принято при основании научного направления, обойтись модельными опытами. Кларк купила в магазине кафельные плитки, заселила их кишечной палочкой и уже на такую подготовленную поверхность роняла выпечку и сладости, через пять секунд поднимала образцы и затем исследовала под электронным микроскопом. Оказалось, что кишечным палочкам вполне достаточно этого времени для освоения поверхности продуктов. При этом с гладкой плитки их переселялось больше, чем с шершавой. То есть правило было опровергнуто.
Следующим был коллектив авторов из университета Клемсона в Северной Каролине в 2006 году. Они капали на пол, предварительно обработанный препаратом с сальмонеллой, соус для спагетти болоньезе и спустя пять секунд выдержки смотрели, сколько бактерий в нем оказалось. Плитка оказалась наименее дружественной к еде: с нее в соус переползло 99% бактерий, с ковра — менее 0,5%, с деревянного же паркета — 5–68%. Авторы отмечают, что даже месячное пребывание на сухом полу не убило всех сальмонелл, намекая, что пищу с пола есть ни в коем случае нельзя. В отличие от первозакрывательницы эффекта, им удалось в 2007 году опубликовать статью в рецензируемом «Журнале прикладной микробиологии» (Journal of Applied Microbiology).
В том же году двое студентов Коннектикутского колледжа решили рискнуть и перейти от моделей к практике: они кидали конфеты и ломтики яблока на пол в студенческой столовой и в закусочной. Результаты расходились с модельными данными: бактерии в заметном количестве появлялись на еде лишь спустя полминуты. Видимо, полы в их колледже столь же чисты, как и в общежитии, где свои исследования проводила Кларк.
О самом свежем из известных нам исследований в этой области рассказало агентство AlphaGalileo 10 марта 2014 года: молодые британские ученые из университета Астона кидали на пол бутерброды, пиццу, печенье и леденцы, а затем смотрели, сколько на них оказалось кишечных палочек и золотистых стафилококков. В целом их результаты совпали с данными северокаролинских исследователей: бактерии с коврового покрытия проникали на еду хуже всего. Но даже с ламината или плитки и даже на влажную еду бактерии перебирались более пяти секунд.
Конечно, отмечают авторы исследования, всегда надо помнить, что на любом подобранном с пола куске будет сколько-нибудь бактерий. Но поговорка «быстро поднятое не считается упавшим» все-таки имеет научное обоснование, полученное опытными бутербродоведами.
Закон падающего бутерброда
В широких народных массах распространено убеждение в том, что бутерброд практически всегда падает намазанной частью вниз. Этому есть научное объяснение.
— Центр тяжести бутерброда смещен к той стороне, на которой лежит масло или джем.
— Если бутерброд упадёт хлебом вниз, то он может отскочить и перевернуться.
— Падение бутерброда намазанной стороной вниз вызывает больше негативных эмоций и лучше откладывается в памяти.
— Аэродинамические качества намазанной стороны выше, чем ненамазанной, из-за присутствия в хлебе пор. Поэтому шанс на переворачивание бутерброда при падении ненамазанной стороны вниз выше, чем намазанной.
Практическая проверка этих обоснований проводилась в телепередаче Разрушители легенд. В результате эксперимента выяснилось, что сброшенный идеально вертикально бутерброд с маслом может равновероятно упасть как на одну, так и на другую сторону.
Однако, если столкнуть бутерброд с края стола, как это бывает в типичной бытовой ситуации, то он обычно делает пол-оборота в воздухе и падает именно маслом вниз.
В 1996 году физик Роберт Мэттьюз из университета Эстона (Великобритания) получил Шнобелевскую премию за работу «Падающий бутерброд, закон Мерфи и мировые постоянные», посвящённую тщательному исследованию закона Мерфи и особенно проверке его следствия: бутерброд чаще падает на землю маслом вниз.
Мэттьюз вывел формулу для обоснования своих доводов.
Выглядит это научно и убедительно!
Помимо проведенных исследований, некоторые ученые-теоретики считают, что если бутерброд намазать маслом с двух сторон, то после падения он начнёт кататься по ковру.
В то же время, противники предыдущей точки зрения считают, что если бутерброд намазать маслом с двух сторон, а еще лучше со всех шести, то он зависнет в воздухе.
Тема падающего бутерброда очень близка к теории падающего кота. А что будет, если все это совместить?
Вы легко можете проверить эти утверждения, если в вас горит огонь познания и ваша любознательность не имеет границ в разумных пределах. Все необходимые компоненты для научных экспериментов у вас несомненно найдутся, остается только воплотить теорию в жизнь, ведь вы же хотите войти в историю науки?
Автор закона что бутерброд всегда падает маслом вниз
Распространено убеждение, что бутерброд практически всегда падает намазанной частью вниз. Оно не лишено оснований:
Смещение центра тяжести бутерброда к той стороне на которой лежит масло с сыром
Возможное объяснение: если бутерброд упадёт хлебом вниз, то он может отскочить и перевернуться.
И, наконец, психологический эффект: падение бутерброда намазанной стороной вниз вызывает больше негативных эмоций и, следовательно, лучше откладывается в памяти.
Практическая проверка проводилась в американской телепередаче Разрушители легенд, проверяемый миф назывался «Toast — Butter Side Up or Down?». В результате проверки выяснилось, что, будучи сброшенным идеально вертикально, бутерброд с маслом может равновероятно упасть как на одну, так и на другую сторону (фактически, бутерброды падали чаще на сторону без масла, так как в процессе намазывания маслом приобретали слегка изогнутую форму). Однако если столкнуть бутерброд с края стола (типичная бытовая ситуация), то он обычно делает пол-оборота в воздухе и падает именно маслом вниз.
В фильме «QED» (BBC, 1991) были поставлены многочисленные эксперименты, опровергающие распространённое мнение. В ходе опыта было подброшено 300 бутербродов, из которых 148 упали маслом вверх, что приблизительно равняется теоретической вероятности в 50 %.[7]
В 1996 году физик Роберт Мэттьюз из университета Эстона (Англия) получил Шнобелевскую премию за работу «Падающий бутерброд, закон Мэрфи и мировые постоянные», посвящённую тщательному исследованию закона Мерфи и особенно проверке его следствия: бутерброд чаще падает на землю маслом вниз. Мэттьюз вывел формулу для обоснования своих доводов.
Микродинамика бутерброда, где
ω = W — угловая скорость вращения
a — половина длины бутерброда
b — критическое нависание
H — высота стола
e — угол отрыва от стола
mg — вес бутерброда
n — параметр переворачивания, n = b/a
Закон падающего бутерброда
Когда хотят подчеркнуть крайнее невезение, ведь происходящее всегда совершается самым неудобным образом.
Бутерброд с маслом всегда падает маслом вниз, — гласит закон падающего бутерброда.
Фразеологизм «Закон падающего бутерброда» значит, что хлеб с маслом обязательно окажется при падении этим самым маслом вниз или случится наихудшее из вариантов, которые только возможны. Такое выражение используют, когда хотят подчеркнуть крайнее невезение.
Бутерброд действительно чаще падает маслом вниз и происходит это оттого, что бутерброд упавший не на масло, падает упруго и может легко перевернуться, в то время как бутерброд, упавший маслом вниз, немедленно прилипает к полу.
А вот почему прочие беды и несчастья случаются с такой неумолимой закономерностью, сказать не так-то просто. Остаётся лишь вздохнуть и сослаться на закон падающего бутерброда.
Что может быть хуже, чем упавший бутерброд во время завтрака. Когда уже все приготовлено и чай разлит по чашкам. И как это ещё назвать как не «закон подлости».
Эмоциональное разочарование испорченного завтрака создаёт иллюзию того, что бутерброд всегда падает именно так, портя завтрак и пачкая пол.
Вся неописуемая обычными словами красота и грандиозность! И, надо же, псу под это дело! И так всегда! Всё как обычно, согласно никем до сих пор не опровергнутому, второму после закона всемирного притяжения, великому всемирному закону падающего бутерброда!
Игорь Иванович Юрасов. «Божественная Земля»
ЗАКО́H ПА́ДАЮЩЕГО БУТЕРБРО́ДА
Когда хотят подчеркнуть крайнее невезение, ведь происходящее всегда совершается самым неудобным образом.