Рождение науки было связано прежде всего: с желанием человека объяснить, осознать, а потом и использовать загадочные для него явления природы. (Религия также пыталась объяснить загадки природы, но во всякой религии была гипотеза о существовании силы «сверху» - все сводилось к воле божьей, тогда как ученый, открывая новые законы и учась их использовать, сам становится хозяином положения.)

Нас и сегодня окружает множество загадок. Разбираться в них - это и есть профессия ученого, и каждый занимающийся наукой может написать об этом свою книгу. Я же хочу рассказать о некоторых загадочных (пока они не были раскрыты) явлениях, которыми приходилось заниматься мне, моим коллегам и ученикам. Об одних таких задачах - парадоксах взрыва - уже говорилось в предыдущей главе. На другие я натолкнулся случайно - путем или наблюдений, например, почему стержень, испытавший действие взрыва, сгибается гармошкой, или рассуждений, как плавают змеи и угри, откуда у них берется сила тяги. Иные проблемы не находили удовлетворительного решения по многу лет, вроде «султана» воды, вздымающегося при подводном взрыве, или движения вихревых колец. Наконец, есть группа проблем, которые интересуют меня все больше и больше и которые связаны с такими грозными явлениями природы, как волны цунами и новороссийская бора.

И каждый раз, чтобы решить проблему или продвинуться в ее исследовании, требовался новый, неожиданный подход, вроде того, который лег в основу теории кумуляции - «считать твердое жидким». Кстати, после того как такой подход найден и оправдал себя, он часто представляется уже вполне тривиальным.

Первая задача - о «султане» - как раз и связана с теорией кумуляции, вернее, с новым ее приложением. Проблема «султана» - выброса воды на большую высоту в виде тонкой конусообразной пелены - занимает важное место среди явлений, происходящих при подводном взрыве. Долгое время причина его была неясна. Идеи теории кумуляции навели меня на мысль, что причиной образования «султана» является кумулятивный выплеск воды, образующийся при схлопывании под водой полости, образованной взрывом и занятой его продуктами. Аналогию между образованием «султана» и пробиванием, преграды кумулятивной струей удалось подтвердить экспериментами. Позже мой ученик В.К.Кедринский проделал подробные численные расчеты подводного взрыва и движения воды в «султане».

Со взрывом связано решение еще одной интересной задачи - о динамической устойчивости.

Теория устойчивости (один из разделов теории упругости) имеет весьма почтенный возраст - ей уже больше 250 лет. Основателем ее является Эйлер, который впервые вывел критерий устойчивости стержня при его нагружении. Представьте себе вертикально поставленный стержень, на который действует (тоже вертикально) некоторая сила. Если мы попытаемся слегка отклонить его вбок, прогнуть его, силы упругости вернут его в прежнее положение. Но если вертикальная нагрузка превысит некоторую критическую величину, то даже самое ничтожное боковое усилие выведет стержень из равновесия и он прогнется по синусоиде. Такая нагрузка со времен Эйлера называется критической.

Так обстоит дело со статической устойчивостью, имеющей место при медленном нагружении стержня.

В 1945 году при наблюдении конструкций, разрушенных взрывом, было обнаружено, что стержневые элементы оказывались не просто изогнутыми в одном месте, они были деформированы по гармоникам, то есть волнообразно. Аналогичная картина наблюдалась при воздействии взрывных нагрузок на емкости. Почему, откуда возникли эти «волны»?

Для изучения этого непонятного явления была поставлена серия опытов, в которых нагрузка на стержень Р была в n раз больше критической. Опыты показали, что в этом случае стержень изогнется по синусоиде с несколькими пучностями (волнами), число которых будет возрастать с увеличением n. Удалось даже установить число этих пучностей - оно равно . Явление было расшифровано в 1948 году мною совместно с академиком А.Ю.Ишлинским, что послужило началом развития теории динамической устойчивости.

Нетрудно понять, что потеря устойчивости при мгновенно приложенных больших нагрузках, например при взрыве, будет качественно иной, чем в случае, когда нагрузка нарастает медленно. Чтобы забить в дерево тонкий и длинный гвоздь, нужен резкий сильный удар; при слабом ударе гвоздь скорее согнется пополам. Объяснение такого качественного отличия почти тривиально: при малой нагрузке можно учитывать только упругие, прочностные свойства стержня, при большой нагрузке нужно также учесть силы инерционные, те, которые противодействуют изгибу.

Очевидно, что созданная теория динамической устойчивости имеет также чисто практический интерес для проектирования конструкций, испытывающих динамические нагрузки. Динамическую устойчивость можно рассматривать и как простейшую модель разрушения хрупких систем, образования трещин.

Например, хрупкий стержень при динамической нагрузке разрушается на несколько кусков, число которых соответствует числу пучностей в синусоиде, которая образовалась бы при изгибе, будь стержень более упругим. Конечно, на практике наш вывод осуществляется лишь в вероятностном смысле: при проведении большого числа опытов среднее число осколков близко к .

Интересно отметить, что аналогичный результат наблюдается и при мгновенном нагружении тонкостенной трубки, когда она подвергается внешнему давлению (обжатию). Как и в случае со стержнем, здесь имеется некоторое критическое давление Р_кр. Если внешнее давление на трубку меньше критического, форма трубки будет устойчива, и если ее сжать в пределах упругости, то при снятии сжимающей силы она вернется в прежнее состояние. Если же давление превысит критическое, трубка потеряет устойчивость в прежнем смысле. Если нагрузка будет в n раз больше критической, мы получим деформацию с количеством волн порядка .

Наиболее яркий пример динамической неустойчивости дает следующий опыт. Если тонкостенную трубку с заделанными концами погрузить в воду, а затем вблизи нижнего конца произвести взрыв, то трубка деформируется так, что станет похожа на гармошку с наибольшим количеством волн вблизи заряда.

За последние 30 лет в проблеме Эйлера - статической устойчивости и описанной выше динамической устойчивости - произошло заметное продвижение, В ряде опытов по статической устойчивости были обнаружены значительные расхождения между данными теории и эксперимента. Теоретики были вынуждены учитывать в расчетах пластичность, неоднородность, малые отклонения стержня от формы «точного» цилиндра.

Часть этих факторов, вероятно, может сильно влиять и на динамическую устойчивость. Насколько я знаю, еще не решены задачи устойчивости эллиптических оболочек, а также многих сложных конструкций. Так что работы здесь еще хватит для многих исследователей.

По моему глубокому убеждению, одна из важнейших проблем, которой надлежит заниматься науке ближайшего будущего, - детальное изучение глобальной системы «земля - вода - воздух», все компоненты которой связаны друг с другом весьма прихотливыми и малоизученными связями. И когда на каком-то участке этой системы появляется неустойчивость и она неожиданно и неумолимо быстро выходит из равновесия, то тут пока что вся наша наука и техника бессильны. А ведь это землетрясения, цунами, тайфуны, смерчи, извержения вулканов, бора и тому подобное.

Как часто, говоря о достижениях науки и техники, мы гордо заявляем, что человек уже стал или становится хозяином Земли. Но вот происходит даже небольшое по масштабам планеты землетрясение, и мы понимаем, какая все-таки былинка человек со всеми его техническими возможностями по сравнению с могучими силами природы. А для ученых это и предмет разочарования в собственной науке, которая не смогла уберечь людей от внезапного удара.

А ведь весьма возможно, что в критических ситуациях сравнительно небольшими средствами можно было бы направить процесс в нужную сторону. Надо только вмешаться вовремя!

Проблемы стихийных бедствий, вызываемых грозными явлениями природы, давно волновали науку. Но на предыдущих стадиях ее развития можно было надеяться только найти им объяснение, о расчете и прогнозе говорить было трудно. Напомню исторический факт, который сейчас выглядит как курьез: первый расчет прогноза погоды на один день выполнялся большим коллективом математиков в течение шести месяцев и... оказался неудачным.

С тех пор наши возможности предсказания погоды резко возросли. Уже делаются прогнозы на день, неделю, месяц, сезон, но они, увы, пока далеки от совершенства. А ведь стихийные бедствия тем и страшны, что наступают если не мгновенно, то за считанные минуты. Прогноз же не должен опоздать...

Есть ли надежда решить в обозримом будущем эти проблемы? Я смотрю на это оптимистично. Освоение космоса и бурно развивающаяся техника космовидения открыли небывалые возможности изучения планетарных процессов, зарождения циклонов, тайфунов, океанских течений, разрывов земной коры. Создание ЭВМ вызвало огромный скачок: за последние десятилетия возникли и получили развитие разнообразные модели, переводящие на язык математики сложнейшие динамические системы. Примеры тому - моделирование Мирового океана, моделирование сложнейших экономических систем, моделирование различных функций живых существ и, наконец, моделирование природных процессов - от образования полезных ископаемых до вариаций атмосферы.

Чтобы разобраться в различного рода пертурбациях системы «земля - вода - воздух» или отдельных ее компонентов, необходимо прежде всего полностью представить себе протекающие там физические процессы во всей их сложности, точно описав поведение вещества, изменение его структуры и динамику явления, затем создать математическую модель, учитывающую все возможные проявления нестабильности и содержащую все главные реальные объекты и физические параметры явления. Все это, конечно, предполагает наличие оперативной и всеобъемлющей информации.

Трудности решения подобных проблем заключаются в том, что здесь на каждом шагу вступаешь в область еще неизведанного, где нужны и новые физические идеи, и новые математические модели, и даже иногда новые разделы математики. Я сам занимаюсь сейчас одной из подобных задач. Речь идет о достаточно локальном и как будто бы хорошо изученном явлении - о так называемой новороссийской боре.

Новороссийск расположен у подножия Кавказского хребта на берегу тихого по-южному залива Черного моря. Но раз в несколько лет наступает стихийное бедствие - бора. Начинается оно с норд-оста. Сухой, холодный северо-восточный ветер дует на Кавказский хребет, поднимаясь вверх в горы. Потом несколько дней все спокойно: ветер дует с юга. И вот неожиданно над горой появляется белое облако, возвещающее опытным людям, что через несколько часов с горы на Новороссийск обрушится ураганный холодный ветер со снегом, который сносит крыши домов, опрокидывает автомобили, переворачивает катера и корабли, находящиеся недалеко от берега.

Это природное явление известно давно. Выдвигались различные гипотезы, объясняющие причины его возникновения, однако настоящей теории до сих пор нет, как нет и способов борьбы с новороссийской борой. Французские специалисты, например, предлагали пробить в горе туннель, через который будет проходить северо-восточный ветер, и установить на его пути своего рода ветряную мельницу, которая, вращаясь, будет производить энергию и одновременно гасить силу ветра. Этот дорогостоящий проект вызвал большие сомнения и не был реализован. Проблема боры не решена и поныне.

Я высказал гипотезу, что бора представляет собой вихревой процесс, то есть неустойчивое движение, которое с помощью взрыва можно направить в другую сторону и таким образом предупредить вызываемое им бедствие. Объясню это подробнее.

Северо-восточный ветер, наткнувшись на высокую преграду - отроги Кавказского хребта, образует вихрь, нечто вроде вальца, который постепенно поднимается все выше по склону. Тем временем с моря дует теплый ветер. У подножия горы он порождает свой вихрь, также начинающий форсировать гору с другой стороны. Таким образом, обе вихревые системы перемещаются все выше и выше, пока не наступает роковая встреча. Норд-ост, холодный и сухой, смешивается с морским дыханием, теплым и влажным. За счет охлаждения влаги над горой образуется плотная масса снега или града, которая пребывает в покое, пока система двух вихрей находится в равновесии, правда неустойчивом. Если в дальнейшем пересилит норд-ост, она в считанные минуты сваливается на город, сокрушая все на своем пути.

Предупредительный сигнал существует - это белое облачко, которое появляется над горой, когда там происходит встреча двух вихрей. Но воспользоваться этим предупреждением пока что никто не может. Если бы знать в деталях всю динамику образования снежной массы, можно было бы предотвратить опасность - в точно определенный момент с помощью направленных взрывов отбросить вихрь выше горы. Там холодный и теплый вихри постепенно перемешаются, снег благополучно растает и в крайнем случае упадет на склоны и в бухту в виде дождя.

Взрывчаткой давно пользуются для борьбы с лавинами. Однако здесь ситуация намного сложнее. Надо обладать точнейшими данными, чтобы осуществить взрыв вовремя. Запоздай немного, допусти начало процесса, и снег пойдет на город, тогда бору уже ничем не остановишь. С другой стороны, ранние взрывы тоже помочь не смогут, так как вихри после взрыва быстро восстановят свои силы и угроза бедствия останется. Надо поймать тот самый момент, когда они начинают опасно объединяться на вершине горы.

Короче говоря, необходимо создать физическую, а затем математическую модель явления. Дальнейшее достаточно просто, так как вихри хорошо обсчитываются. И информации вполне достаточно: служба наблюдения вокруг города уже сейчас поставлена неплохо. Дело за энтузиастами, за молодыми учеными, которые не побоятся отдать силы и время раскрытию и обузданию этой игры стихийных сил.

А сколько загадок таит и такое всем известное явление, как дымовые колечки, которые иногда пускают опытные курильщики! Задумывались ли вы когда-нибудь, почему эти колечки летят так далеко, а вот задуть свечу на таком расстоянии вам вряд ли удастся...

Дымовые кольца известны давно. Это своеобразное и сравнительно легко наблюдаемое гидродинамическое явление привлекало и привлекает внимание многих исследователей. Интерес к нему связан, с одной стороны, с трудностями физического и математического характера, возникающими при попытке создать теорию этого явления, и, с другой стороны, с возможностью его использования для объяснения ряда загадочных явлений в морях, океанах и атмосфере.

В чем сущность этого явления?

Если обычному воздушному шарику в резиновой оболочке сообщить скорость 5-10 метров в секунду, он пролетит расстояние всего 1-2 метра. В то же время хорошо известно, что если с той же скоростью кинуть (например, вытолкнуть поршнем из трубки) такую же массу воздуха без оболочки, она пройдет расстояние в 10-15 раз больше.

Классический способ образования вихревых колец состоит в следующем: в верхней крышке коробки с эластичным дном делается отверстие, диаметр которого существенно меньше, чем размеры коробки. К отверстию могут прикрепляться насадки в виде сопел различной формы. Коробка наполняется дымом. Если теперь ударить по эластичному дну, из отверстия вылетает порция дыма. Таким образом получают вихревые кольца, радиус которых порядка 10-20 сантиметров и скорость - около 10-15 метров в секунду, в зависимости от диаметра отверстия и силы удара. Я часто воспроизводил опыты и с воздушным шариком, и с дымовыми кольцами, когда читал вступительную лекцию для учеников летней физико-математической школы в новосибирском академгородке.

Вихревые кольца гораздо большего размера (радиусом до 2 метров) и большей скорости (до 100 метров в секунду) можно получить с помощью взрывчатых веществ. В баке или в трубе, закрытой с одного конца, производится подрыв заряда, расположенного у дна. Вихревое кольцо, получаемое при подрыве заряда весом около 1 килограмма в баке радиусом 2 метра, проходит расстояние свыше 500 метров, причем вылетает оно с характерным свистом, похожим на шум реактивного самолета. Мы делали такие опыты, уединившись для этого на одном из необитаемых островов Обского моря (водохранилища Новосибирской ГЭС). Белое дымовое кольцо быстро взмывало и исчезало в небе. Я думаю, что многие, кто наблюдал его издали, до сих пор пребывают в уверенности, что видели «летающую тарелку»...

Почему же все-таки вихревое кольцо летит далеко, а воздушный шар нет?

Дело в том, что воздух в шаре отгорожен от воздуха, в котором он движется, шар летит как твердое тело, и силы сопротивления быстро тормозят его движение. Совсем иначе обстоит дело с порцией дыма или воздуха, вытолкнутого из отверстия или из бака. Периферийные ее слои тормозятся окружающим неподвижным воздухом, а центральная часть этой струи движется быстрее. Тут-то эта движущаяся порция дыма и принимает форму вихревого кольца. У такого кольца сопротивление значительно меньше, примерно так же, как легче катить бревно, чем тащить его волоком.

Интерес к проблеме вихревых колец сильно возрос после появления атомных бомб, при взрыве которых образуется характерное грибовидное облако, структура которого аналогична структуре вихревого кольца. Такое облако с большой скоростью поднимается на высоту свыше десятка километров. Аналогичное явление наблюдается и при взрыве больших зарядов обычных взрывчатых веществ. Вихревое облако формируется в этих случаях за счет выталкивающей подъемной силы, которая появляется из-за того, что масса горячего воздуха, образующаяся при взрыве, легче окружающей среды. Выталкивающая сила играет существенную роль и при дальнейшем движении вихревого облака.

Несмотря на большое число работ, посвященных данной проблеме, многие важные и интересные вопросы, к ней относящиеся, до последнего времени оставались без ответа. Исследования, проведенные в последнее десятилетие как в СССР, так и в США, способствовали сильному сдвигу в этой области. На основе многочисленных опытов создана математическая модель, позволяющая определять закон движения, структуру вихревых колец, количество примеси, которое они могут переносить, и другие характеристики.

Институтом гидродинамики Сибирского отделения недавно предложено новое интересное практическое использование вихревых колец, образованных взрывом, для тушения пожаров на фонтанирующих нефтяных и газовых скважинах. Факел гасится пускаемым по оси фонтана вихревым кольцом, которое отрывает горящую массу от устья скважины. Для тушения горящего нефтяного фонтана, выбрасывающего 6 тысяч тонн в сутки, потребовалось всего 6 килограммов взрывчатки.

Много тайн хранит еще одно стихийное явление, с которым мы пока не умеем справляться, - это цунами. Цунами - японский термин, означающий необычно большую волну. Волны цунами возникают от внезапных перемещений обширных участков дна океана во время подводных землетрясений. Они, как правило, составляют группу из двух-трех волн, которые в открытом море почти незаметны, так как очень длинные (длина до 100 километров) и пологие (высота до 1 метра) и потому не опасны. При подходе же к берегу за счет торможения о дно длина уменьшается, а высота, естественно, возрастает (как у любых волн, набегающих, скажем, на пляж) и может достигать 30 метров (по словам очевидцев). Передвигаясь с огромной скоростью, до 800 километров в час (это скорость современного самолета), и внезапно обрушиваясь на прибрежные территории, они вызывают огромные разрушения, а иногда и человеческие жертвы.

С цунами связаны очень интересные физические и механические явления, которые долго оставались загадкой.

Анализируя наблюдения за цунами, можно заметить, что высота волны у побережья (при одинаковых условиях выхода на берег) не всегда уменьшается монотонно с удалением от эпицентра землетрясения, как это было бы логично предположить. Например, пусть где-то в районе экватора произошло землетрясение и вызвало большую волну. В двухстах-трехстах километрах от эпицентра эта волна может не сделать никаких разрушений, даже если берег такой, что, казалось бы, она должна была принести большие беды. А вот дойдя до Камчатки, до которой несколько тысяч километров, то есть в десятки раз дальше, волна способна производить большие разрушения.

Этот парадокс долгое время оставался неразрешенным. Сравнительно недавно один из сотрудников Института гидродинамики Сибирского отделения АН СССР, Р.М.Гарипов, дал полное объяснение и расчет этого явления. Все дело оказалось в том, что существуют условия, при которых волна может иметь большую высоту и на значительном удалении от места своего возникновения. Почему это происходит?

Хорошо известно, что в рамках линейной теории мелкой воды распространение волн описывается акустическим уравнением, согласно которому на меньшей глубине скорость волны меньше, на большей - больше. Поскольку дно океана неровное, то скорость над подводными возвышениями оказывается меньше, чем на глубоких участках. Это приводит к деформации волн, которая сопровождается концентрацией энергии на мелководных участках бассейна. Над подводным хребтом головная часть волны движется медленнее, чем ее фланги, она как бы отстает; если взглянуть на фронт такой волны с высоты, то можно увидеть, что он вогнутый как раз над хребтом. Вы еще не забыли, какое действие оказывала выемка во взрывчатке на конце снаряда? Нечто похожее происходит и в этом случае - как бы образуется кумулятивный эффект. Поэтому и получается, что хотя Камчатка дальше от эпицентра, высота волн цунами здесь больше, чем в районах, расположенных ближе к эпицентру землетрясения. Это следствие концентрации энергии волн над подводными хребтами, находящимися на дне океана.

В заключение еще об одной задаче. Вы никогда не задумывались, почему плавают и ползают ужи? У них ведь нет ни рыбьего хвоста, ни плавников, они просто изгибаются, но при этом двигаются вперед.

Эта проблема привлекает к себе многочисленных исследователей вот уже в течение 40-50 лет. Заинтересовавшись ею, я предложил один чисто механический принцип, дающий возможность качественно и количественно объяснить механизм, с помощью которого изгибные усилия рыбы могут трансформироваться в тягу.

Лучше всего начать знакомство с этим принципом на конкретной механической задаче: твердая трубка с круглым сечением постоянного радиуса свернута в плоскую спираль. В трубку вставлен упругий стержень с круглым сечением, в точности равным сечению трубки. Как вы думаете, если трение между стержнем и трубкой отсутствует, останется ли стержень неподвижным или будет двигаться? И если движение начнется, то в какую сторону?

Помню, занимаясь этой задачей, я задавал эти вопросы всем, кто попадался мне на глаза, - и докторам наук, и студентам, но мало кто мог уверенно на него ответить. Между тем для ответа достаточно вспомнить общий закон механики, установленный еще в XVIII веке: если тело, способное менять свою форму и положение, обладает потенциальной энергией и на него не действуют внешние силы, то оно стремится изменить свою форму и положение так, чтобы его потенциальная энергия уменьшилась.

Засовывая стержень в трубку и сгибая его, мы его как бы зарядили упругой энергией, он должен теперь быть как взведенная пружина, которая при определенных условиях способна распрямиться. Но куда? Стержень вставлен в трубку, согнутую по спирали, а кривизна спирали непостоянна, она возрастает от наружных ее витков к внутренним. В какую сторону двинется стержень?

Предположим для начала, что стержень сдвинется в сторону увеличения кривизны, ближе к середине спирали. Но при этом ему нужно будет еще сильнее изогнуться, а для этого нужно приложить дополнительную энергию. Значит, эта посылка неверна.

Теперь предположим, что он сдвинется в сторону уменьшения кривизны - в наружные витки спирали. В этом случае каждый элемент стержня выпрямится, то есть потеряет потенциальную энергию, которая при отсутствии трения целиком перейдет в кинетическую энергию движения стержня. Вследствие этого упругий стержень, двигаясь в сторону убывания кривизны, распрямляясь, непрерывно ускоряется до тех пор, пока полностью не вылетит из трубки. В этот момент вся его потенциальная энергия перейдет в кинетическую.

Этот простой принцип позволяет хорошо объяснить некоторые факты. Например, известно, что змеи, в частности ужи, могут легко перемещаться в синусоидально изогнутых трубках, диаметр которых близок к диаметру их тела. Предположив, что уж может стремиться только выпрямиться или изогнуться, попытаемся выяснить, где и какие усилия он должен совершать. Из предложенного принципа ясно, что на участках канала, где кривизна убывает, уж должен стремиться выпрямить тело, а на участках, где кривизна возрастает, он должен стремиться изогнуться еще больше. Короче говоря, ужу надо приспосабливать элементы своего тела к профилю того участка канала, куда этот элемент должен передвинуться.

Очевидно, вместо трубки можно взять извилистую траншею с вертикальными стенками, а траншею заменить достаточно часто вбитыми по синусоиде колышками или, приближаясь к условиям жизни ужа, травинками. При своем движении в траве уж головой делает извилистый проход между травинками и, создавая во всех элементах своего тела необходимые усилия, передвигается в траве, как в канале.

Можно ли этот принцип применить и для объяснения движения ужа и некоторых рыб, например угрей, в воде? Ведь для перемещения ужа в синусоидальной трубке необходимо, чтобы она сопротивлялась изгибным усилиям. На очень гладкой стеклянной пластине с ничтожным трением уж или угорь перемещаться не может.

Оказывается, этот принцип применим и для движения в воде. Правда, расчет здесь значительно сложнее и требует большой математики. Я все же попробую объяснить существо дела без формул.

Всем известно, что при одном и том же мышечном усилии выше всего можно прыгнуть с твердой опоры.

Чем податливее опора, тем слабее прыжок. И все-таки прыжок, пусть ослабленный, возможен даже с жидкой опоры. Если сплюснутый мяч положить в воду и дать ему выпрямиться, он подпрыгнет вверх. Энергия сжатого мяча перейдет в кинетическую энергию движения и мяча и некоторой массы воды. В каком соотношении распределится энергия? Это будет зависеть от соотношения между массой мяча и массой жидкости, расположенной вблизи мяча.

А теперь вернемся к основной задаче. Тело ужа или угря - в первом приближении изгибающийся цилиндр - целиком погружено в воду и изогнуто по синусоиде. Сможет ли уж приобрести поступательную скорость?

Мгновенно создавая в своем теле изгибные напряжения, точно такие же, какие нужны для перемещения в изогнутой трубке, уж приводит в движение близлежащие массы воды. Правда, в начальный момент они ускоряются в направлении, перпендикулярном направлению движения. При этом первоначальная синусоидальная форма начинает меняться, волнистость становится более крутой. Отбрасываемые массы воды создают силы, действующие на тело ужа подобно стенкам твердого канала. Под действием этих сил каждый элемент тела ужа приобретает скорость в направлении своей оси, и оно начинает двигаться вперед...

О зарождении новых проблем, новых направлений в науке написано немало статей и книг. Классической стала история или легенда о создании теории тяготения И.Ньютоном, утверждающая, что источником теории явилось упавшее с дерева яблоко. Неисчерпаемый запас загадок и проблем таит природа, окружающий нас мир. Но познание одних явлений скрывает еще больше других, пока необъяснимых. Есть немало явлений, над расшифровкой которых люди безуспешно бьются не одно столетие, например явление шаровой молнии.

Бурное развитие новой техники, ускорение процесса познания ставят множество проблем, количество которых намного превосходит возможности ученых. Нужда в исследователях, способных видеть задачи, ставить и решать их, с годами не только не убывает, но стремительно возрастает.

Опыт говорит, что при одинаковых природных данных чем раньше юноша или девушка, даже мальчик или девочка, начнут приучать свой интеллект к поискам интересного в окружающем мире, к попыткам объяснить различные явления природы, к решению трудных задач, тем больше надежд на успех, тем больше шансов, что этот успех придет раньше и будет значительнее. У юности есть одно огромное преимущество - свежесть взгляда, благодаря чему студенту иногда удается найти решение задачи, которая ставила в тупик немало зрелых ученых. Поэтому мой совет молодежи: не теряйте времени, воспитывайте в себе способность удивляться окружающим вас явлениям, искать и находить ответы на загадки природы и техники.

Много сотен лет известен следующий факт: легкий шар, помещенный в вертикальную или даже слегка наклонную струю воды, держится в ней устойчиво. Объяснение этому дано сравнительно недавно. Я хотел бы, чтобы где-нибудь был сооружен фонтан, на вершине которого плясал бы сверкающий шар, возбуждая удивление и вызывая в умах и взрослых и детей вопрос: почему он не падает?

Вопрос «почему» - один из самых плодотворных. Задавайтесь им почаще!