Как быстро выпарить воду
Перейти к содержимому

Как быстро выпарить воду

  • автор:

3 способа получить дистиллированную воду в домашних условиях

Метод получения Дистиллированной воды в промышленных или лабораторных условиях известен, хорошо изучен и получил название дистилляция в одном случае и бидистилляция в другом. Отличие второго метода в том, что полученную воду дистиллируют дважды и получают воду более высокого качества. Дистиллированная вода на 99,99% избавлена от примесей, солей жесткости, минералов и органики.

Системы обратного осмоса способны так же очищать H 2 O до приемлемых значений, но все же не могут сравниться с дистиллированной водой, показатель удельной электропроводности нормируется ГОСТом не более 5,00 мкСм/см. Лучшая по чистоте осмотированная вода имеет сравнимый показатель, но недостаточный – в районе 7-8 мкСм/см.

Высокая степень очистки востребована не только в промышленности, но и в быту и небольшие объемы дистиллированной воды любой человек может произвести самостоятельно. Приведем три способа получения: выпаривание, замораживание и природный способ.

Получение дистиллированной воды выпариванием

Один из термических способов получения дистиллированной воды

Водопроводную воду перед дистилляцией необходимо предварительно отстоять. Ее набирают в емкость и, не закрывая крышкой, отстаивают в течении 2-3 и более часов. За это время из нее испаряется хлор, а металлические примеси оседают на дно.

Далее переходим к выпариванию. Отстоявшейся водой наполняем половину эмалированной кастрюли и ставим ее на огонь. В воду помещаем подставку, которой может служить решетка от духовки или микроволновой печи. На эту подставку ставится глубокая чашка, тарелка или пиала, и кастрюля закрывается крышкой. Лучше использовать крышку не плоской формы, а конусообразной, и поместить ее выпуклостью внутрь. При закипании вода начнет испаряться, на крышке образуется конденсат, который, стекая к центру конусообразной крышки, будет капать прямо в чашку. Это и есть полностью очищенная вода, которую можно применять для любых нужд. Чтобы ускорить процесс выпаривания, можно положить на крышку кастрюли пакет льда.

Выпарить воду можно и с помощью чайника. Наполненный водой чайник ставится на горячую плиту, и, незадолго до закипания, на его носик надевается шланг. Другой конец шланга помещается в тару (банку, канистру), которую следует расположить в тазу, наполненном холодной водой или льдом. Не факт, что термический способ получения дистиллированной воды в домашних условиях обойдется дешевле, чем в промышленных. Купить дистиллированную воду в таре 5 литров и подсчитать стоимость самостоятельного изготовления тех же 5-ти литров с учетом расходов на электроэнергию, тару и полиграфию может имеет все же смысл?

Получение дистиллированной воды замораживанием

Процесс повторного замораживания-размораживания воды с целью получения дистиллята

Удалить из воды ненужные примеси возможно методом замораживания. Этот метод известен людям уже давно: ранее, его помощью, можно было получить чистую воду даже из соленой морской воды. Сегодня, применить данный способ очень просто – нужен лишь обычный бытовой холодильник.

Итак, нужно взять бутылку (стеклянную или пластиковую), или другую емкость, и целиком наполнить ее заранее отстоявшейся водой. Емкость нужно разместить в морозильном отсеке холодильника. Если вы используете металлическую тару, под ее дно поместите кусок бумаги, чтобы оно не примерзло. Подождав, когда часть воды замёрзнет, оставшуюся часть необходимо слить, так как в ней содержатся примеси, соли и другие нежелательные включения. А получившийся лед нужно разморозить при температуре не выше 25 градусов.

Замороженная вода кардинально изменяет собственную структуру, ее можно использовать для приготовления еды и в технических целях. Хранить такую воду следует в герметичной таре, вдали от отопительных приборов и избегая попадания прямых лучей солнца. Срок годности дистиллированной воды не ограничен.

Получение дистиллированной воды природными методами

Общеприродные естественные методы добычи дистиллированной воды

Дистиллированная вода должна быть полностью лишена даже незначительных примесей. Пить ее можно, но пользы от этого не будет, ведь человеческому организму необходимы минеральные соли, которые, как и вредные добавки, выводятся из воды при дистилляции. Другое дело — автомобильный аккумулятор, куда необходимо доливать именно дистиллированную воду. В водопроводной воде содержаться хлор, фосфор, магний, которые оседают на свинцовых пластинах аккумулятора, затрудняя и нарушая его работу.

Самый простой способ получения чистой воды – сбор дождевых капель. Природная дождевая вода, при условии, что собранна она не в центре мегаполиса, а в экологически чистом районе, изначально не содержит примесей. Ее даже возможно использовать для питья, не подвергая кипячению. Собрать дождевые капли можно следующим образом: разместив в сырую погоду, на открытом пространстве, одну или несколько чистых емкостей. Через сутки или двое, дождевую воду нужно перелить в стерильную тару, где она и будет храниться продолжительное время.

Зимой есть возможность получать чистую воду из снега. Для этого необходимо лишь собрать снег в чистую емкость и подождать, пока он полностью растает. Важно помнить, что снег набирается только свежевыпавший, еще не успевший вобрать в себя из окружающей среды пыль, грязь и мусор.

В заключении скажем, что приведенные здесь способы получения дистиллированной воды являются основными. Другие методы способны дополнить и усовершенствовать их. Справедливости ради стоит сказать, что дистиллированная вода хоть и является очень чистой, но все же есть более чистый вид – вода деионизированная.

Как впитать/удалить лишнюю воду, которую Вы добавили в блюдо?

Мой стиль приготовления заключается в том, чтобы положить кучу ингредиентов (например, курицу, рис, грибы, помидоры) в кастрюлю, добавить воду и приправы, включить отопление и вернуться на полчаса позже. (Не воровать мою технику, пожалуйста.)

Проблема в том, что этот [высоконаучный] метод иногда неточен в том количестве воды, которое остается в блюде через полчаса. Если вода заканчивается, я могу просто добавить больше, проблема решена. Но что делать, если воды слишком много?

Это правда, что я могу попытаться учиться на своих ошибках и добавить меньше воды в следующий раз. Однако, есть ли способ сохранить блюдо? Я знаю, что я могу просто удалить верхнюю часть, включить отопление, и пусть лишняя вода закипит, но иногда это будет пережарить все до каши.

Есть ли что-нибудь, что я могу добавить, что поглощает воду? Что-то вроде риса, но может быть быстрее?

CaptainCodeman http://cooking.stackexchange.com/users/26002
Advertisement

Ответы ( 4 )

2014-08-29 16:44:39 +0000

Всякое случается с нами, особенно при использовании высоконаучных методов. Если ваши приправы/вкусы такие, какие вам нужны, и единственная проблема — слишком много жидкости, просто вылейте их, пока не останется нужное вам количество.

Вы даже можете сохранить приправы/вкусы, которые вы берете (храните в холодильнике) и использовать их позже при приготовлении другого блюда.

Cindy http://cooking.stackexchange.com/users/26002
2014-08-29 16:54:20 +0000

Это звучит так же, как моя техника приготовления пищи, и я придумал несколько способов восстановить после переувлажнения.

Всегда lowball количество воды

Как вы сказали, вы всегда можете добавить воду позже. Но если вы не смотрите на блюдо, вы не хотите, чтобы вода кончилась и сгорела.

Кукурузный крахмал

Кукурузный крахмал является хорошим способом утолщения воды в нечто более дерзкое. Это мой предпочитаемый метод если дополнительная вода фактически имеет вкус, потому что она добавляет хорошую наглость к блюду. Сделайте кукурузный крахмал “slurry” смешивая холодную воду и немного кукурузного крахмала, после этого добавьте то к горячему блюду которое все еще варит. Вы хотите приготовить блюдо в течение нескольких минут после добавления кукурузного крахмала, чтобы позволить ему загустеть и приготовить аромат сырой муки. Вам придется регулировать количество кукурузного крахмала в зависимости от того, сколько воды есть, но немного проходит долгий путь, его WAY более впитывающим, чем мука.

Снимите крышку и перемешайте время от времени

Это простой способ, но это займет некоторое время, и иногда вы можете приготовить блюдо в каше. Это позволяет избытку воды испариться, а перемешивание просто немного помогает.

За сколько испаряется стакан воды?

Собственно, сабж.:idea::D Налита вода из крана. В гранёный стакан до дужки. Никаких подогреваний и вообще воздействий. Особо недогадливые — возьмите стакан как окружность, среднее между большой и меньшей диагоналями. То есть объём и площадь по такой формуле. Комнатную температуру — пусть +20. Поверьте мне будет незначительно. К чему спрашиваю? Нам такой вопрос задали за год до физики, в четвёртом классе. Не знаю из скольки учеников я смог это доказать, но я два раза в жизни проверял. Скажу так, хвизики правы. :dont::idea::dont: ЗЫ. А к чему спрашиваю? Да, племянница есть у меня. В сентябре пошла на подготовительные перед школой. Ей училка сказала, как испариццо стакан. (ДУРА)

На сайте с 24.02.2009
13 сентября 2010, 05:51
Все зависит от влажности, давлении, температуры в помещении.
Комнатную температуру — пусть +20. Поверьте мне будет незначительно.
Почему пусть, если брать НУ (нормальные условия) там по-моему +25, при 10 в 5 степени кПа.
На сайте с 01.12.2007
13 сентября 2010, 05:53

pauk:
Собственно, сабж.☝:D

Налита вода из крана. В гранёный стакан до дужки. Никаких подогреваний и вообще воздействий.

Особо недогадливые — возьмите стакан как окружность, среднее между большой и меньшей диагоналями. То есть объём и площадь по такой формуле. Комнатную температуру — пусть +20. Поверьте мне будет незначительно.

К чему спрашиваю? Нам такой вопрос задали за год до физики, в четвёртом классе. Не знаю из скольки учеников я смог это доказать, но я два раза в жизни проверял. Скажу так, хвизики правы. ��☝��

ЗЫ. А к чему спрашиваю? Да, племянница есть у меня. В сентябре пошла на подготовительные перед школой. Ей училка сказала, как испариццо стакан. (ДУРА)

Я не физик точно, но в школе учил физику неплохо — испаряться будет не одну неделю даже в жару, что была этим летом (спецы поправят). В свое время был вроде умным, но таких бестолковых вопросов нам не задавали и в конце школы — не то, что в садике. Вывод правильный: училка — дура. Налейте ей стакан водки лучше и посмотрите, за сколько он испарится.��

Вопрос к физикам ⁠ ⁠

Сейчас поспорили с мужем. Он говорит, что вода быстрее выпарится со сковороды с закрытой крышкой, а я говорю, что со сковороды с открытой крышкой. Ибо площадь испарения. А потом подумала — с закрытой крышкой и температура выше, и давление. Кто прав? Есть тут на Пикабу Лига Физиков?))) Извините, если что, я тупенькая. Сегодня вон сказала, что вес измеряется в граммах *стыдно*

4 года назад

Ваш муж любит жареное больше чем тушеное.

раскрыть ветку
4 года назад

С закрытой крышкой температура больше, и давление больше, но это не столь важно. При закрытой крышке образуется замкнутый объем. Жидкость постепенно испаряется, и образуется водяной пар. Давление под крышкой постепенно повышается, и наступает момент, когда пар становится насыщенным, то есть скорость испарения воды становится такой же, как и скорость конденсации пара. В этот момент вода совсем перестанет испаряться.
Короче, если сковороду накрыть крышкой, вода почти не будет выходить за пределы, а при открытой крышке вода быстро испарится, причем не из-за бОльшей поверхности, а из-за открытого объема: пару есть куда выходить.

раскрыть ветку
4 года назад

Заколебешься выпариаать с закрытой крышкой. Пар конденсируется на крышке и падает обратно в ёмкость, а без крышки просто улетает в окружающую среду.

раскрыть ветку
4 года назад
Закипит быстрее с закрытой крышкой, а выкипит с открытой
раскрыть ветку
4 года назад

С открытой естественно. Проверено практически

Похожие посты
14 дней назад

Правда где-то посередине⁠ ⁠

Правда где-то посередине Комиксы, Юмор, XKCD, Перевод, Наука, Физика, Спор

Правда где-то посередине Комиксы, Юмор, XKCD, Перевод, Наука, Физика, Спор

Показать полностью 2
Поддержать
3 года назад

Записки машиниста электропоезда-39. Кто прав?⁠ ⁠

Для ЛЛ: в нём продавец утверждал, что пол из пробки «тёплый», потому что накопил тепло в Африке, а не потому что имеет низкую теплопроводность.

Сразу вспомнились некоторые истории из моей работы.

Работал я ещё помощником машиниста. Весенний солнечный день, следуем по участку.

Пошёл я по составу. Меня сразу же останавливает мужик:

— Почему в вагоне так холодно?

— Температура в вагоне соответствует нормам.

Я, вспомнив температуру за бортом, говорю:

— Уважаемый, сейчас на улице 14 градусов, это уже входит в температурную норму. Что говорить о вагоне?

— Вагон сделан из металла, он аккумулирует и выделяет холод! Я физик по образованию!

Вижу, товарищ сложный. Подхожу к датчику, смотрю температуру в вагоне. 17 градусов.

— Видимо, вагон сделан из неправильного металла, ибо в салоне 17 градусов, что на три градуса выше, чем на улице.

Лето, тепло, птички поют. Во время следования по участку пропало напряжение в контактной сети. Мы прибыли на остановку, открыли двери, доложили диспетчеру, тот уже был в курсе.. Ничего не поделать, стоим. Минута прошла, две, три. Я в служебном тамбуре высунулся на улицу. Подходит мужик и говорит:

— Напряжения в контактной сети нет.

— Неоткуда энергию брать.

— Ну так возьмите электричество из батарей. Что вы стали? Люди ждут, опаздывают.

— Эм, электропоезд на батареях не ездит.

— Вот совок. В европах такого бардака нет. Там поезд едет, отключили электричество — раз, два, и на батареях поехал. Потому что на первом месте пассажир!

Чтобы не слушать этот бред, я закрыл дверь и пошёл в кабину.

Зимний вечер. Мороз. Я машинист. Контактная сеть обледенела, во время движения поезда место контакта полоза токоприёмника с проводом искрит, ярко освещая окрестности.

Кто-то нажимает кнопку связи «Пассажир-машинист» и начинает кричать:

— Машинист! Ты что творишь? Спалишь поезд!

И так несколько раз. Я не понял суть «сообщения». Говорю помощнику:

— Иди посмотри, чё он там орёт. Может, там горит что.

Оказалось, пассажир увидел искрение токоприёмников, воспринял это как, цитирую, «машинист едет, у него крыша горит, а он ничего не предпринимает, сейчас сожжёт поезд, как таких дебилов к работе допускают!» Провёл ли помощник ликбез, что такое электрическая дуга, наледь контактной сети и т.д. — я не спрашивал.

Похожий историй на моей практике было ещё полно, не стал постить простыню.

Меня удивляет не то, что люди многого не знают в этой жизни. Я сам такой. Удивляет самомнение некоторых, которые думают, что знают всё, хоть это не так, и спорят с теми, кто скорее всего разбирается в вопросе. Такое и на Пикабу бывает. 😉

Показать полностью
3 года назад

Ответ на пост «Кто прав?»⁠ ⁠

Мы купили дом у которого была пристройка, типа подсобка. Не отапливаемая, зимой там так же холодно как и на улице, только что ветра нет. Когда разгребли старый хлам, обнаружили здоровенный сундук. Так тёща предложила мне оббить его пенополиэстиролом (теплоизолировать) и хранить там овощи зимой. Я начал отнекиваться, мол это надо внутрь обогрев мастырить, чтоб определенная температура держалась, приблуды всякие с алиэкспресса заказывать надо. Она говорит утепли и всё, этого хватит.

Ответ на пост «Кто прав?» Спор, Теща, Утепление, Физика, Ответ на пост

Короче я полчаса объяснял, что так это не работает, а на меня смотрели как на дибила, и подозревали что мне просто неохота. Я ей про физику, а она упирает на то, что это же утеплитель? Вот и утепли.
Тёща у меня мировая и я её люблю, но в тот раз я чуть орать не начал. А она ещё несколько дней на меня с укоризной смотрела, типа фигни всякой напридумывал, лишь бы не работать.

Показать полностью
3 года назад

Ответ на пост «Кто прав?»⁠ ⁠

Звучит подобный рассказ о продавце дико и похож на выдумку, но я встречал подобную туристку.

Один из походов, привал, в группе зашла речь о зимних маршрутах. Разговорились, затронули тему радиалок, делимся мнениями по этому поводу и тут одна из участниц говорит, что лучше бы натопить воды заранее, чтоб вернуться, а она уже была.
Я возразил, мол смысла в этом особого нет, если группа уходит из лагеря на весь день при сильно минусовой температуре , т.к. вода замёрзнет без термосов. Можно, конечно, попробовать отсрочить замерзание, завернув воду в спальники, но фиг знает на сколько это эффективно и сколько даст времени на сильном морозе.
Девушка смотрит на меня взглядом «Эврика!» и изрекает: «Блин, а спальники же греют! Точно, ВОДА НЕ ЗАМЁРЗНЕТ, может даже нагреется!» . после чего я приуныл.

5 лет назад

Спор Альберта и Нильса⁠ ⁠

После знаменитой Копенгагенской интерпретации квантовой механики в 1927 году, Альберт Эйнштейн встал в оппозиция складывающемуся новому взгляду на природу. Уже на самой конференции Эйнштейн вместе со своими товарищами в мысленном эксперименте (Эйнштейна-Подольского-Розена парадокс) попытались показать неполноту квантовой физики. Убежденность Эйнштейна носила и явный эмоциональный характер, говоря: “Думать так логически допустимо, но это настолько противоречит моему научному инстинкту, что я не могу отказаться от поисков более полной концепции”. В этом споре главным оппонентом Эйнштейна стал Нильс Бор, который вместе с Вернером Гейзенбергом и разработал Копенгагенскую интерпретацию, выразившуюся в двух принципах: принципе дополнительности Бора и принципе неопределенности Гейзенберга. В одном из писем Бору, Эйнштейн писал: “Я убеждён, что Бог не бросает кости”, на что Бор парировал: “Эйнштейн, не указывайте Богу, что делать”. В беседе с Абрахамом Пайсом, другим сторонником квантовой механики Эйнштейн позволил себе и такую реплику: “Вы и вправду думаете, что Луна существует лишь когда вы на неё смотрите?”.

Упорные арьергардные бои, которые Эйнштейн вел против наступающей со всех сторон квантовой механики, достигли наибольшего напряжения в Брюсселе, во время двух знаменитых Сольвеевских конгрессов. В обоих случаях Эйнштейн выступал как провокатор, пытаясь нащупать брешь в торжествующей победу новой премудрости.

На первом из них, состоявшемся в октябре 1927 года, присутствовали три великих мастера, стоявших у истоков новой эры в физике, но теперь скептически настроенных по отношению к ее детищу – таинственному миру квантовой механики. Там были семидесятичетырехлетний Хендрик Лоренц, шестидесятидевятилетний Макс Планк и сорокавосьмилетний Альберт Эйнштейн. Хендрику Лоренцу, получившему Нобелевскую премию за исследования электромагнитного излучения, оставалось жить всего несколько месяцев. Макс Планк был обладателем Нобелевской премии за теорию кванта, а Эйнштейн – за открытие закона фотоэлектрического эффекта.

Среди остальных двадцати шести участников конгресса больше половины тоже в свое время стали лауреатами Нобелевской премии. Здесь же были и все чудо-мальчики новой квантовой механики, надевшиеся либо переубедить, либо победить Эйнштейна. Это были двадцатипятилетний Вернер Гейзенберг, двадцатипятилетний Поль Дирак, двадцатисемилетний Вольфганг Паули, тридцатипятилетний Луи де Бройль и представитель Америки тридцатипятилетний Артур Комптон. Был и представитель среднего поколения сорокалетний Эрвин Шредингер, зажатый между “сердитыми молодыми людьми” и стариками-скептиками. И конечно, здесь был сорокадвухлетний Нильс Бор, в прошлом “сердитый молодой человек”, который своей моделью атома способствовавший появлению квантовой механики, а теперь стойкий защитник вступающих в противоречие с интуицией следствий из этой теории.

Сольвеевский конгресс 1927 года

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Сольвеевский конгресс 1927 года

Лоренц попросил Эйнштейна сделать на конгрессе доклад о состоянии дел в квантовой механике. Эйнштейн сначала дал согласие, но потом отказался. “После длительных колебаний я пришел к выводу, что недостаточно подхожу для того, чтобы представить доклад, отражающий текущее положение дел, – ответил он. – Отчасти это связано с тем, что я не одобряю чисто статистический способ рассуждений, на котором основываются новые теории”. А затем он с горечью добавил: “Прошу вас, не сердитесь на меня”.

Вместо него доклад, открывший конгресс, сделал Бор. Он не скупился на похвалу, описывая достижения квантовой механики. В субатомном мире нет определенности и строго выполняющегося принципа причинности, говорил он. Нет детерминистских законов, только вероятности и шанс. Не имеет смысла говорить о “реальности”, не зависящей от процесса наблюдения и измерения. В зависимости от характера ставящегося эксперимента свет может быть либо волнами, либо частицами.

Во время официальных заседаний Эйнштейн говорил очень мало. “Я должен извиниться, что не разобрался в квантовой механике достаточно глубоко”, – заметил он в самом начале. Но за обедом и во время долгих вечерних разговоров, возобновлявшихся за завтраком, он втягивал Бора и его сторонников в оживленные споры, затравкой для которых служила его любимая шутка о Боге, который не играет в кости. “Нельзя строить теории на основании большого числа всяческих “если”, – вспоминает Паули доводы Эйнштейна. – Это глубоко неправильно, даже если основывается на опыте и логически непротиворечиво”.

“Вскоре дискуссия свелась к поединку между Эйнштейном и Бором, споривших о том, можно ли атомную теорию в ее нынешнем виде считать окончательной”, – вспоминал Гейзенберг. Как сказал впоследствии Эренфест своим студентам, “о, это было восхитительно”.

Смеющийся Нильс Бор и рассуждающий Альберт Эйнштейн

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Смеющийся Нильс Бор и рассуждающий Альберт Эйнштейн

И во время заседаний, и в пылу неформальных дискуссий Эйнштейн пытался обработать своих противников, ставя искусные мысленные эксперименты, которые должны были доказать, что квантовая механика не дает полного описания реальности. С помощью хитроумного воображаемого устройства он пытался показать, что все характеристики движущейся частицы могут, по крайней мере в принципе, быть точно измерены.

Например, один из мысленных экспериментов Эйнштейна состоял в следующем. Пучок электронов пускают на экран со щелью. Пройдя через щель, электроны ударяются о фотографическую пластину, и их координаты фиксируются. Было еще много дополнительных элементов воображаемого прибора, таких, например, как задвижка, которая позволяла мгновенно открывать и закрывать щель. Все они были изобретательно использованы Эйнштейном, который хотел продемонстрировать, что теоретически можно одновременно знать точно координату и импульс электрона.

“Эйнштейн являлся на завтрак с каким-нибудь подобным предложением”, – вспоминал Гейзенберг. Происки Эйнштейна его, как и Паули, волновали не слишком. “Все будет в порядке, – твердили они, – все будет в порядке”. Но Бор часто приходил в возбуждение и начинал что-то исступленно бормотать.

Обычно в зал, где проходило заседание конгресса, они шли вместе, разрабатывая по пути стратегию, с помощью которой можно было бы показать несостоятельность идей Эйнштейна. “К обеду мы обычно уже могли доказать, что его мысленный эксперимент не противоречит принципу неопределенности, – вспоминал Гейзенберг, – и Эйнштейн признавал поражение. Но на следующее утро он появлялся за завтраком с новым, обычно более сложным мысленным экспериментом”. К обеду они уже знали, как опровергнуть и его.

Вернер Гейзенберг и Нильс Бор

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Вернер Гейзенберг и Нильс Бор за «чашечкой» Карлсберг

Так это и продолжалось. Бору удалось отбить каждый мяч, посланный Эйнштейном, и показать, как принцип неопределенности в каждый момент времени действительно ограничивает доступную нам информацию о движущемся электроне. “Так продолжалось несколько дней, – рассказывает Гейзенберг. – И под конец мы – Бор, Паули и я – знали, что у нас под ногами твердая почва”.

“Эйнштейн, мне стыдно за вас”, – ворчал Эренфест. Он был огорчен из-за того, что в отношении квантовой механики Эйнштейн проявляет ту же неуступчивость, что когда-то физики-охранители в отношении теории относительности. “К Бору он сейчас относится точно так же, как воинствующие защитники одновременности относились к нему самому”.

Замечание, сделанное Эйнштейном в последний день конгресса, показывает, что принцип неопределенности был не единственным заботящим его аспектом квантовой механики. Его также волновало – и чем дальше, тем больше, – что квантовая механика, возможно, допускает действие на расстоянии. Другими словами, согласно копенгагенской интерпретации, нечто происшедшее с одним телом мгновенно определяет результат измерения свойств другого тела, расположенного в совершенно другом месте. Согласно теории относительности, пространственно разделенные частицы независимы. Если действие, произведенное над одним телом, немедленно влияет на другое тело, расположенное в отдалении от него, отметил Эйнштейн, “с моей точки зрения, это противоречит постулату теории относительности”. Никакая сила, включая гравитационную, не может передаваться со скоростью, превышающей скорость света, настаивал он.

Может, Эйнштейн и проиграл спор, но он, как и прежде, оставался звездой конгресса. Де Бройль, мечтавший о встрече с ним, увидел Эйнштейна первый раз и не был разочарован. “Меня особенно поразило спокойное, задумчивое выражение его лица, общая доброжелательность, простота и дружелюбие”, – вспоминал он.

Этим двоим поладить было легко, поскольку де Бройль, как и Эйнштейн, пытался понять, можно ли как-то спасти причинность и достоверность классической физики. В то время он работал над так называемой теорией двойного решения, которая, как он надеялся, позволит обосновать волновую механику с точки зрения классической физики.

“Школа индетерминистов, главные адепты которой были молоды и бескомпромиссны, встретила мою теорию с холодным неодобрением”, – вспоминал де Бройль. Эйнштейн же, наоборот, одобрительно отнесся к его усилиям. Возвращаясь в Берлин, до Парижа Эйнштейн ехал одним поездом с де Бройлем.

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Луи де Бройль

Прощальный разговор состоялся на платформе Северного вокзала. Эйнштейн сказал де Бройлю, что все научные теории, если оставить в стороне их математическое выражение, должны допускать такое простое изложение, “чтобы даже ребенок мог их понять”. А что может быть столь же непросто, продолжал Эйнштейн, как чисто статистическая интерпретация волновой механики! “Продолжайте, – напутствовал он де Бройля, расставаясь на станции. – Вы на правильном пути!”

Но это было не так. К 1928 году был достигнут консенсус в мнении, что квантовая механика правильна, де Бройль сдался и присоединился к большинству. “Эйнштейн, однако, не сложил оружие и продолжал настаивать, что чисто статистическая интерпретация волновой механики не может быть полной”, – с глубоким уважением вспоминал де Бройль годы спустя.

Действительно, Эйнштейн оставался упрямой белой вороной. “Я восхищен достижениями нового поколения молодых физиков, известными как квантовая механика, и я верю, что во многом эта теория истинна, – сказал он в 1929 году, когда сам Планк вручал ему медаль своего имени. – Но (это “но” всегда присутствовало, когда Эйнштейн выступал в поддержку квантовой механики) я верю, что ограничения, накладываемые статистическими законами, будут сняты”.

Макс Планк вручает медаль своего имени Альберту Эйнштейну

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Макс Планк вручает медаль своего имени Альберту Эйнштейну

Так была подготовлена сцена для еще более драматического, решающего сольвеевского поединка между Эйнштейном и Бором. Он состоялся на конгрессе, проходившем в октябре 1930 года. В теоретической физике столь увлекательные сражения случаются редко.

В этот раз, пытаясь поставить в тупик группу Бора – Гейзенберга и сохранить достоверность механики, Эйнштейн придумал еще более изощренный мысленный эксперимент. Как уже упоминалось, принцип неопределенности утверждает, что существует компромисс между возможностью точного измерения координаты частицы и точного измерения ее импульса. Кроме того, согласно тому же принципу неопределенность свойственна и процессу одновременного измерения энергии системы и времени, в течение которого происходит исследуемый процесс.

В мысленный эксперимент Эйнштейна входил ящик с излучением, снабженный затвором. Затвор открывается и закрывается так быстро, что за один цикл может вылететь только один фотон. Затвор контролируется точными часами. Ящик взвешивают и получают точное значение его веса. Затем в строго определенный момент времени затвор открывается, и вылетает один фотон. Ящик взвешивают снова. Связь между энергией и массой (помните, E = mc2) позволяет точно определить энергию. А зная показания часов, мы знаем точное время вылета фотона. Вот так-то!

Конечно, на самом деле есть ограничения, не позволяющие реально поставить такой эксперимент. Но теоретически он возможен и, следовательно, опровергает принцип неопределенности.

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Ящик с затвором из мысленного эксперимента Альберта Эйнштейна

Брошенный вызов потряс Бора. “Он метался от одного к другому, пытаясь уговорить всех, что такого быть не может, что если Эйнштейн прав, значит, физике пришел конец, – записал один из участников конгресса. – Но опровержения он придумать не мог. Я никогда не забуду вид этих двух противников, выходящих из университетского клуба. Величественная фигура Эйнштейна, идущего спокойно, чуть улыбаясь иронически, и семенящего рядом с ним, ужасно огорченного Бора”.

Нильс Бор и Альберт Эйнштейн после знаменитого мыслительного эксперимента последнего

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Нильс Бор и Альберт Эйнштейн после знаменитого мыслительного эксперимента последнего

По иронии судьбы в этом научном споре после бессонной ночи Бору удалось заманить Эйнштейна в расставленную им же самим ловушку. В этом мысленном эксперименте Эйнштейн не принял в расчет свое собственное величайшее открытие – теорию относительности. Согласно этой теории в сильном гравитационном поле часы идут медленнее, чем при более слабой гравитации. Эйнштейн об этом забыл, но Бор помнил. При испускании фотона масса ящика уменьшается. Ящик находится в гравитационном поле земли. Чтобы его можно было взвесить, ящик подвешен на пружинке со шкалой. После вылета фотона он несколько поднимается, и именно этот небольшой подъем обеспечивает неприкосновенность принципа неопределенности для энергии и времени.

“Главным здесь был учет связи между скоростью хода часов и их положением в гравитационном поле”, – вспоминал Бор. Отдавая должное Эйнштейну, он любезно помог ему выполнить вычисления, которые и принесли в этом раунде победу принципу неопределенности. Но окончательно переубедить Эйнштейна не удавалось никому и никогда. Даже год спустя он все еще продолжал перебирать различные варианты подобных мысленных экспериментов.

Кончилось все следующим: квантовая механика доказала, что как теория она вполне успешна, а Эйнштейн впоследствии пришел к тому, что можно назвать его собственным толкованием неопределенности. Он уже говорил о квантовой механике не как о неправильной теории, а только как о неполной. В 1931 году он номинировал Гейзенберга и Шредингера на Нобелевскую премию. (Гейзенберг был удостоен премии в 1932 году, а Шредингер – одновременно с Дираком – в 1933 году.) Предлагая их кандидатуры, Эйнштейн написал: “Я убежден, что эта теория, несомненно, содержит часть истины в последней инстанции”.

Эрвин Шредингер, король Швеции и Вернер Гейзинберг на вручении Нобелевской премии Шредингеру в 1933 году.

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Эрвин Шредингер, король Швеции и Вернер Гейзинберг на вручении Нобелевской премии Шредингеру в 1933 году.

Часть истины в последней инстанции. Эйнштейн все еще полагал, что есть еще нечто за реальностью, определяемой копенгагенской интерпретацией квантовой механики.

Ее недостаток в том, что она “не претендует на описание физической реальности, а только на определение вероятности осуществления физической реальности, которую мы наблюдаем”. Так в том же году писал Эйнштейн в статье в честь Джеймса Клерка Максвелла, великого мастера столь любимого им теоретико-полевого подхода к физике. Он закончил ее, заявив во всеуслышание о своем кредо реалиста – откровенном отрицании утверждений Бора, что физика имеет отношение не к природе как таковой, а только к тому, “что мы можем сказать о природе”. Услышав такое Юм, Мах, да, возможно, и сам Эйнштейн, когда был моложе, подняли бы в удивлении брови. Но теперь он провозглашал: “Вера во внешний мир, не зависящий от воспринимающего его субъекта, является основой всех естественных наук”.

Карикатура на знаменитый афоризм Альберта Эйнштейна “Бог не играет в кости”: Бог, играющий в кости.

Спор Альберта и Нильса Наука, Философия, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Физика, Спор, Длиннопост

Карикатура на знаменитый афоризм Альберта Эйнштейна “Бог не играет в кости”: Бог, играющий в кости.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *