Читать книгу "Квадратный мир. Записки ученого, попавшего в Майнкрафт - Джеймс Дейли"

позже). Итак, если я хочу, чтобы дерево перестало парить, мне нужно положить на него что-то, что не парит.

Разумеется, я начал с себя. Увы, когда я встал на верхушку дерева, то ничего не произошло: оно продолжило парить на одном месте. Я даже подпрыгивал, пытаясь сдвинуть дерево с места, но безуспешно. Может, я просто недостаточно плотный (хотя парочка учителей из начальной школы поспорили бы с этим высказыванием)?

Далее я стал искать что-нибудь, что не плавает и что можно складывать друг на друга. Эта задачка оказалась сложнее, чем казалось на первый взгляд, так как тут очень мало материалов, которые падают при удалении нижнего блока. Одним из них является песок. Если вы сложите несколько блоков песка друг на друга, а затем уберете нижний блок, то верхние упадут вниз. И здесь сразу видна разница между Землей и планетой Minecraft: песок на планете Minecraft намного плотнее гранита. Хоть это и интересно, я решил отложить изучение данного вопроса; в приоритете у меня стояло продолжение эксперимента с парящим деревом. Итак, я насыпал песка на вершину дерева. Один блок: ничего. Десять блоков: ничего. Сотня блоков: все еще ничего. Я бы мог продолжать проводить эксперимент, но в этом не было никакого смысла. Песок никак не влиял на способность дерева парить в воздухе.

Итак, что я смог узнать из этих экспериментов? Хоть песок и достаточно плотный, чтобы не парить в воздухе этого мира, его плотности недостаточно, чтобы увеличить плотность дерева и повалить его. Это было вполне разумное предположение, но когда я провел данный эксперимент с другими плотными материалами (например, гравием, сухим бетоном и даже наковальнями), результаты не изменились. И тут я кое-что вспомнил. Давайте вернемся к нашему примеру про доску и свинцовые грузики. Если на дощечку поставить достаточно тяжелый груз, чтобы утопить ее, сначала дощечка будет болтаться в воде каждый раз, когда на нее будут ставить грузик. Это происходит из-за того, что она пытается найти равновесие между плавучестью и гравитацией. Однако, когда я клал блоки и предметы на вершину дерева, этого не происходило. И это было последнее доказательство моих подозрений: не плавучесть, а некая иная сила ответственна за способность дерева парить в воздухе.

Я столкнулся с интересной загадкой: что же может плавать, не завися от плавучести?

Ответ на нее очень простой: такого предмета просто не существует. Без плавучести предмет не может плавать. Но парение – это не единственный способ, благодаря которому предмет может зависнуть в воздухе. У нас существует множество способов заставить предмет повиснуть в воздухе (реактивные двигатели, винты вертолетов и другие подобные устройства), но, разумеется, ни одно из них не использовалось для того, чтобы дерево парило в воздухе. У меня было еще одно объяснение из земной физики – магнетизм.

Магнетизм

Итак, что такое магнетизм?

Чтобы ответить на данный вопрос, давайте поговорим об очень маленьких объектах, из которых состоят более крупные: мы будем говорить об атомах, протонах, нейтронах и электронах.

Если вы когда-нибудь видели изображение атома, то, скорее всего, представляете его как нечто из слипшихся друг с другом пузырьков (протонов и нейтронов, образующих ядро) со множеством других пузырьков, вращающихся вокруг (электронов). По правде говоря, это не совсем точное представление атома, но таким образом можно легко объяснить магнетизм.

Давайте пока забудем о протонах и нейтронах в центре атома, а сосредоточимся на маленьких электронах, вращающихся вокруг ядра. Вам нужно знать, что они не просто вращаются вокруг ядра; каждый электрон вращается сам по себе – практически точно так же, как вращается вокруг себя Земля, при этом вращаясь вокруг Солнца. Важно также понимать, что электроны вращаются не в случайном направлении, а только в двух возможных: на юг или на север.

Каждый электрон в каждом атоме во всей Вселенной постоянно генерирует крохотное магнитное поле; направление магнитного поля совпадает с тем, в какую сторону вращается электрон. Если электрон вращается на север, то магнитное поле тоже направлено на север, и наоборот.

Большинство элементов в нашей Вселенной состоит из атомов, чьи электроны вращаются парами; каждая пара состоит из электрона, вращающегося на юг, и электрона, вращающегося на север. Таким образом, маленькое магнитное поле, создаваемое электроном, нейтрализуется магнитным полем парного электрона, из-за чего атом вообще его не создает.

Важно отметить, что я упомянул большинство элементов нашей Вселенной, а не все элементы. Это связано с тем, что у некоторых элементов есть только один электрон, у которого нет пары. Тем не менее обычно у большинства элементов имеется четное количество неспаренных электронов; при этом половина электронов вращается на север, а половина – на юг. Однако из-за того, что количество электронов, вращающихся на север, равно количеству электронов, вращающихся на юг, магнитное поле электронов по-прежнему нейтрализуется, благодаря чему атом все так же не создает магнитное поле.

И тут мы приближаемся к самому интересному, так что будьте внимательны.

В нашей Вселенной есть три элемента с нечетным количеством неспаренных электронов: это железо, кобальт и никель (известные как ферромагнетики). Как вы уже поняли, если атом имеет нечетное количество неспаренных электронов, то всегда будет один электрон, который будет генерировать свое магнитное поле; при этом не будет другого электрона, который сможет нейтрализовать его. В таком случае атом будет создавать магнитное поле, соответствующее одному неспаренному электрону. Если электрон вращается на север, то у атома магнитное поле будет направлено на север, и наоборот.

Хорошо, а теперь давайте слегка увеличим масштаб и посмотрим, что случится, когда у вас появится группа атомов с магнитным полем, находящихся рядом друг с другом? Первым делом вы бы заметили, что они группируются вместе из-за своего магнитного поля. Эти образования называются доменом, и так как домен состоит из атомов с одинаковым магнитным полем, то каждый домен тоже будет иметь магнитное поле, соответствующее полю его атомов. Конечно же, магнитное поле домена будет намного сильнее, чем поле отдельного атома. Тем не менее даже тоненькая полоска одного из трех ферромагнетиков будет состоять из миллионов доменов, которые будут нейтрализовать друг друга точно так же, как компенсируют друг друга электроны. Таким образом, любое количество элемента, достаточно большое для того, чтобы можно было увидеть его невооруженным глазом, называется магнитно-нейтральным.

Итак, как же мы можем получить магнитные элементы?

Все просто: нужно, чтобы все домены в ферромагнетике указывали в одном направлении. К счастью, это очень легко.

Самый простой способ заставить все домены так поступить – потереть один фрагмент ферромагнетика о другой, уже намагниченный. Магнитное