Грег Иган – Амальгама (страница 32)

– Если я прав, – ответил Зак, – то суть веса заключается в движении, а суть движения – в геометрии. Вот откуда берется простота.

Его таинственные слова повисли в воздухе, и Зак провел Рои вдоль проволоки вглубь нулевой пещеры. Она изо всех сил пыталась сохранять спокойствие; невесомость и сама по себе была нелегким испытанием, но в туннелях ее, по крайней мере, окружали камни, которые сглаживали ощущение непрекращающегося падения. Здесь же, посреди пещеры, где единственной опорой служила хлипкая паутина Зака, замешательство и парадоксальность ситуации ощущались куда острее. На самом деле Рои без особого труда удерживалась на месте при помощи самого слабого захвата одной клешней, и даже случайно потеряв хватку, легко бы успела ее восстановить. Cейчас опасность падения ей, пожалуй, грозила меньше, чем когда-либо в ее жизни. Так почему же отсутствие веса, которое и служило гарантией ее безопасности, в то же самое время заставляло ее чувствовать себя в постоянной опасности разбиться о стены пещеры?

– Как движутся предметы здесь, на нулевой линии, когда нас не сбивают с толку ветер или вес? – Зак извлек из своего щитка камень и легонько бросил его вдаль. – Что ты видишь?

– Насколько я могу судить, – осторожно ответила Рои, – камень равномерно двигался по прямой линии, пока не ударился о стену.

– Отлично. Я не ожидаю, что один грубый эксперимент сможет тебя в чем-либо убедить, но для определенности давай предположим, что это действительно так: невесомые тела движутся равномерно и прямолинейно. Из своего опыта я могу добавить к этому еще одно наблюдение, в котором ты сможешь убедиться сама, как только почувствуешь себя более уверенной: стоит мне придать своему телу импульс и начать двигаться по пещере, скорость движения перестает играть какую бы то ни было роль; если не считать легкого касания воздуха, то никакой разницы я не замечу. Невесомость есть невесомость до тех пор, пока твое движение остается равномерным, а единственное, что может помешать твоему равномерному движению, – это столкновение со стеной или проволокой.

Зак подвел ее к небольшому устройству, прикрепленному к проволоке, которая отмечала местонахождение нулевой линии. Оно представляло собой трубку из кутикулы суска, внутри которой находилась пружина, одним концом соединенная с камнем, и довольно сильно напоминало прибор, который Рои использовала для измерения веса. Здесь пружина, понятное дело, оставалась нерастянутой, и камень находился у метки, означавшей отсутствие веса.

Конец трубки, расположенный напротив камня, соединялся с проволокой при помощи небольшого кольца, благодаря которому устройство могло вращаться. Зак отрывистым движением привел трубку во вращение; ее свободный конец описал окружность, в то время как другой оставался неподвижным. – Что ты видишь?

– Теперь пружина растянулась, – заметила Рои. – Как будто у камня появился вес.

– Именно. – Еще один резкий толчок, и трубка стала вращаться быстрее. – А сейчас?

– Она растянулась еще сильнее. Как будто вес груза увеличился.

– Хорошо. А теперь попробуем описать это численно.

Зак достал из своего щитка лист высушенной кожи, и попросил Рои считать во время вращения трубки, чтобы оценить время, необходимое на один полный оборот. Раскрутив трубку шесть раз, они записали время, которое требовалось, чтобы описать полный круг, и вес, определяемый растяжением пружины. Благодаря специальному указателю, который под давлением камня мог двигаться лишь в одну сторону, вес со шкалы прибора можно было считать даже после его остановки; при сжатии указатель становился уже, и его можно было сдвинуть обратно, сбросив вес к нулю.

– Умножь вес на время, а затем еще раз на время, – сказал Зак.

Рои пристально посмотрела на лист, будто надеясь, что ответы могут просто перепрыгнуть ей в голову, но ничего не произошло. – Я не могу, – призналась она. Она понимала общую идею, но в том, что касалось выкладок с конкретными числами, ее обучали лишь складывать и вычитать. – Ни одной из моих команд не требовалось перемножать числа.

– Ладно, не переживай, потом я тебя научу. – Зак пробежался по списку измерений, быстро начеркав результаты. Несмотря на то, что по отдельности время и вес менялись довольно сильно, числа, полученные в ходе вычислений – вес, дважды умноженный на время, – были очень похожи и примерно равнялись двумстам семидесяти.

Рои была озадачена. – Двести семьдесят? Что это значит?

– Ничего. Не обращай внимания на конкретное число, это просто мера скорости твоего счета и единиц, в которых мы измеряем вес. Важно то, что мы всегда получаем одно и то же значение, независимо от скорости движения камня. Здесь действует какое-то правило, закономерность.

– Но не такая уж и простая, – возразила Рои.

– Терпение.

Зак изменил условия эксперимента, отодвинув пружину с камнем от неподвижного конца трубки, так, чтобы расстояние от оси вращения стало вдвое больше. Они раскрутили трубку еще шесть раз. Когда Зак снова рассчитал ту же самую величину, она оказалось равной уже не двумстам семидесяти, а пятистам сорока, увеличившись в два раза.

Он повторил эксперимент еще дважды, каждый раз увеличивая расстояние между пружиной и осью вращения.

– Теперь мы будем делить на расстояние. Дважды умножаем вес на время и делим на расстояние. – Все числа, которые получались в результате этих новых расчетов, оказались более или менее одинаковыми, независимо от расстояния до оси вращения. Скомбинировав переменные таким образом, они снова получили постоянную величину.

Рои не могла понять, почему так происходит. – Я понимаю, что вращение трубки придает камню вес, – сказала она. – Но эти числа.

– А почему камень приобретает вес? – спросил Зак.

Вглядевшись в устройство, Рои попыталась объяснить, почему это явление не вызвало у нее особого удивления. – Невесомый камень движется по прямой линии. Этот камень движется по окружности, значит невесомым он быть никак не может.

– Хорошо, в этом есть логика. Но что именно заставило камень двигаться по окружности, когда я его толкнул? Чем он отличается от камня, который летал по пещере?

– Это камень прикреплен к пружине. Пружина не дает ему двигаться свободно.

– Именно, – ответил Зак. – Пружина не дает камню лететь по прямой, заставляя его двигаться по кругу. И та нагрузка, то усилие, которое для этого требуется пружине, выражается в ее растяжении. Точно также проявляется и усилие, которое необходимо пружине, чтобы удержать от падения камень, находящийся вдали от нулевой линии.

Рои не понимала, как такое сравнение могло хоть как-то объяснить происходящее. – Движение камня по прямой линии – это просто, не спорю. Получается, что пружина вынуждена сопротивляться, усложняя это движение и заставляя камень перемещаться по окружности. Но какая простота может стоять за самыми разными вариантами падения камней по всему Осколку? Лично мне более простым видится решение, когда все камни лежат неподвижно и сопротивляются падению.

Зак одобрительно защебетал. – Разумное замечание. Все, что я могу – это попросить тебя проявить еще немного терпения. – Он поднял кожаный листок. – Как раз здесь числа и начнут нам помогать. Ты утверждаешь, что пружина вынуждена сопротивляться, усложняя движение камня и заставляя его отклоняться от предпочтительной траектории в виде прямой линии. Но как нам придать этой гипотезе точный смысл? – Он набросал схематичный рисунок пружины с камнем, затем дорисовал окружность – реальную траекторию, по которой двигался камень – и прямую линию, по которой он бы двигался, если бы не был прикреплен к пружине.

– Где бы оказался камень на счет «раз», если бы ему не мешала пружина? – Зак отметил небольшой отрезок прямой траектории. – И где он оказался на самом деле? – Он отметил аналогичный отрезок окружности. – Какова разница между ними? – Он соединил две точки третьей линией, определяющей величину отклонения. – Длина и направление этой линии служит мерой усилий, которые должна затратить пружина, чтобы отклонить камень от его естественной траектории и заставить двигаться так, как мы наблюдаем в действительности. Я называю ее весовой линией, потому что измеряемая ею величина – это и есть вес. Я считаю, что вес – это не более, чем разница между предпочтительным и реальным движением.

– Так откуда же берется числовая закономерность? – потребовала ответа Рои.

– Подумай о том, как весовая линия будет меняться в зависимости от двух величин, которые мы можем варьировать в нашем эксперименте. Если мы увеличим расстояние от камня до оси вращения, то весь мой рисунок, включая весовую линию, просто увеличится пропорционально этому расстоянию. Если же мы увеличим время, которое требуется камню для совершения полного оборота, то расстояние, которое камень проделает или проделал бы за единицу времени, станет меньше. При этом уменьшается не только длина траекторий, но и угол между ними. Поэтому в общем и целом разница между их конечными точками – весовая линия – укорачивается пропорционально периоду вращения, помноженному на самого себя.

– Эта гипотеза подтверждается закономерностью, которую мы видим в наших измерениях. В своей формуле я обращаю влияние этих двух показателей на вес, что сводит суммарный эффект на нет и дает в результате постоянное значение.