Эйнштейн и броуновское движение

«Есть две бесконечности – Вселенная и глупость…
Впрочем, я не уверен насчёт Вселенной».

А. Эйнштейн.



Эйнштейн якобы много думал и мало читал: дескать, именно поэтому он и делал великие открытия чуть ли не на каждом шагу. Вот и броуновское движение, как и подъёмную силу крыла самолётов и птиц, к примеру, открыл тоже он. «Не зная, что наблюдения над «броуновским движением» давно известны, я открыл, что атомистическая теория приводит к существованию доступного наблюдению движения микроскопических взвешенных частиц», - пишет Эйнштейн в своих воспоминаниях. «Вот что может случиться с человеком, который много думает, но мало читает» - это тоже его слова.

В 1905 году вышла в свет первая научная работа Эйнштейна - «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требующем молекулярно-кинетической теории теплоты». И начинается она так: «В этой работе будет показано, что согласно молекулярно-кинетической теории теплоты взвешенные в жидкости тела микроскопических размеров должны совершать движения такой величины, что легко могут быть обнаружимы под микроскопом… Если же, наоборот, предсказание этого движения не оправдается, то это будет веским аргументом против молекулярно-кинетического представления о теплоте».

Однако Эйнштейн явно лукавил и, конечно же, знал о броуновском движении, а пугал он научный люд лишь для придания своей статье особой значимости. «Возможно, что рассматриваемые движения тождественны с так называем броуновским молекулярным движением, однако доступные мне данные столь неточны, что я не смог составить об этом определённого мнения», - говорится в этом же предисловии к той же статье. Выходит, что он не предсказал «броуновское поведение» взвешенных частиц, а просто справился с поставленной перед собой задачей: сделал броуновское движение теоретически возможным и вывел уравнение для среднего перемещения броуновской частицы за время t. И теперь каждый школьник обязан знать, что «Броуновское движение – это беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием случайных ударов молекул окружающей среды». Но…

Попытаемся представить физику броуновского движения на конкретном примере. Частичка тумана – самая, пожалуй, большая «атмосферная» броуновская частица, замысловатые движения которой – при определённых условиях – можно наблюдать даже визуально, то есть без помощи оптических приборов. Её диаметр около 10 мкм и масса 6,25 на 10 в -11 степени кг. Однако это ещё далеко не самая тяжёлая броуновская частица. Например, частички гранита в опытах Роберта Броуна, вооружённого лишь двояковыпуклой линзой, могли весить в разы больше.

Воздушная среда на 78,9 % состоит из молекул азота. Вес молекулы азота 0,465 на 10 в -25 степени кг. Вот и выходит, что частичка тумана весит в биллиард (это число с 15 нолями) раз больше частички воздуха. Примерно такое же соотношение получится, если сравнить массу Земли с весом десяти товарных составов или массу "Титаника" - с массой частички тумана. Отсюда безоговорочный вывод: хаотическое движение несоизмеримо малых частиц среды в пограничном с взвешенной частицей слое не может быть причиной легко наблюдаемого движения броуновских частиц, и точка. Это раз.

Во-вторых, беспорядочного или хаотического движения взвешенных частиц не существует в природе: траектории движения частиц напоминают путь пьяного матроса из бара на корабль, то есть все частицы с переменным успехом от чего-то "бегут".

Современники Эйнштейна броуновское движение с позиций молекулярно-кинетической теории теплоты и строения вещества объяснить не смогли, да и не пытались. Эйнштейн же вывод формулы движения броуновской частицы начинает с математического жульничества, а именно – «ноль в квадрате не эквивалентен нулю». 

У математиков «ноль в квадрате» - это такой особый ноль, какого никогда и не было; стало быть, то, что этой величиной характеризуют, реально есть. Вот такая вот "железная логика". Поэтому S, обозначающее среднее смещение частицы при её хаотическом движении под равными ударами со всех сторон, логично равно нолю (частица якобы «дрожит» на месте), а S в квадрате якобы уже нолю не равно… и частица смещается, как ей это и следует делать согласно опытных данных. Теперь уже в числителе формулы для S в квадрате можно поставить всё то, что может этому смещению способствовать (это у Эйнштейна только температура среды), а в знаменателе формулы – всё то, что этому смещению может препятствовать (это вязкость среды, масса частицы и число Авогадро). Если же полученный по этой формуле результат будет сильно отличаться от реального смещения частицы, то его всегда можно разделить или умножить, скажем, на шестнадцать. К примеру, в законе всемирного тяготения весь результат вычисления по формуле посредством подгоночного «коэффициента пропорциональности» или гравитационной постоянной уменьшается без малого в биллион (число с 12 нолями) раз. И понятно, что подобные математические «штучки-дрючки», попавшие в учебники, очень опасны для умственного здоровья целых поколений.

Сам Эйнштейн к своей формуле для S в квадрате мог относиться и как к математической шутке, и как к "пробному шару" - авось прокатит, ведь это была первая его опубликованная статья. Вот и заканчивает он свою «научную работу» именно так: «Если бы какому-либо исследователю удалось вскоре ответить на поднятые здесь вопросы!». Но никто над его шуткой своевременно не посмеялся. Более того, считается, что эта его работа была достойна Нобелевской премии по физике...

Скорее всего, Эйнштейн этой своей "научной статьёй" хотел высветить проблемы теоретической физики, но его умопомрачительную формулу приняли за чистую монету. "В моменты просветления я спрашиваю себя: "Ты сам спятил? Или другие поглупели?" Поиск ответа на этот непростой вопрос привёл его к выводу: "Существует две бесконечности - Вселенная и глупость. Впрочем, я не уверен насчёт Вселенной".

Ответы на поставленные Эйнштейном вопросы в "Современный Архимед и его законы": http://www.proza.ru/2019/01/18/419


Рецензии
Мне понравилось Ваше высказывание насчёт авторитетов.
Вот - это моё видение проблемы движения частиц среди молекул среды...
http://www.proza.ru/2015/03/26/566 - о том, что броуновское движение не является хаотичным...не рекламирую просто, если интересен ход размышлений.
Кстати Молекулы воздуха друг с другом не находятся в плотной упаковке, а давят...как и в любой другой среде...насчёт взаимных отталкиваний - а как же быть с притяжением?
Такую приведённую Вами картинку броуновского движения я раскритиковала в пух и прах в статье Теор. Физика. Театр начинается с вешалки. часть 2. Потому что это плоскостной рисунок, а нужно всегда изображать реальность или делать правильную подпись.Броуновское движение - в объёме, а у Вас приведены характеристики движения по плоскостной картинке? Расстояния - пробежки от одного столкновения до другого?
Молодёжь ведь не сведуща...
С уважением. Ольга

Ольга Крюкова   18.06.2015 12:49     Заявить о нарушении
О своей "картинке броуновского движения" я ещё не сказал и слова. Это будет только в следующей теме.

Спасибо за внимание!.. Будьте внимательней.

Виктор Бабинцев   18.06.2015 15:18   Заявить о нарушении
Зато картинку уже привели неправильную...

Ольга Крюкова   19.06.2015 09:01   Заявить о нарушении
Я Вас узнал, "Ольга" :)

Виктор Бабинцев   24.06.2015 20:57   Заявить о нарушении
Что значит, узнал?

Ольга Крюкова   25.06.2015 08:37   Заявить о нарушении
На это произведение написано 7 рецензий, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.