Вид сверху Вид сбоку

49.7

49.8

49.9

49.10

Всё познаётся в сравнении, в том числе механический цех чисто машинного производства (илл. 49.9) и современный механический цех, оборудованный станками с индивидуальным электроприводом (и чаще всего не с одним). В современной версии механические трансмиссии уступили место компактным, бесшумным, качественно более надёжным электрическим трансляторам энергии, которые упрятаны в небольшие кабельные короба и не подают чувственно воспринимаемых признаков своей напряжённой работы (илл. 49.10). Без больших и малых силовых кабелей немыслимы как современный механический цех в целом, так и каждый его станок. Без этих безмашинных трансляторов энергии невозможна современная точность металлообрабатывающих станков, невозможно их объединение в поточные линии, невозможно их числовое автоматическое управление.

В левом верхнем углу для сравнения представлен современный пассажирский электровоз российского производства ЭП200 с конструкционной скоростью до 250 км/час. В правом верхнем углу у перрона вокзала в Шанхае изображён головной вагон немецкого поезда на магнитном подвесе «Трансрапид». Два нижних снимка дают представление о работе и об устройстве магистрали для безмашинных поездов с конструкционной скоростью до 500 км/час.

49.11

Илл. 50. Зрелое теоретическое естествознание XIX в. стало выявлять поразительное подобие процессов существенно разной физической природы. Так, протекание электрического тока, распространение тепла в веществе, диффузия подчиняются однотипным законам, описываются практически одинаковыми ура-внениями. В теоретической физике 60-х гг. XIX в. сложившаяся теория теплопроводности Фурье и сложившаяся гидродинамика Навье–Стокса оказали мощную эвристическую поддержку электродинамике, когда она трудами Дж. К. Максвелла принимала форму сложившейся теории. Этот изоморфизм процессов разной физической природы в ХХ в. определил успехи методов физического моделирования в фундаментальных и прикладных исследованиях. Аналоговое моделирование тепловых и нейтронных полей проектируемых ядерных реакторов на настольных макетах из специальной электропроводной бумаги, электродинамических процессов на гидродинамических и т. п. давно стало обыденным явлением, свидетельствующим о высокой научно-теоретической зрелости классического сектора естествознания. Наряду с этим, фундаментальная физика ХХ в. выявила сходное подобие законов и в сугубо неклассической области. В 30– 50-х гг. была выявлена глубокая аналогичность сверхпроводимости металлов и сплавов, с одной стороны, и сверхтекучести жидкого ⁴Не – с другой. Как и во времена Максвелла, гидродинамика в 50-х гг. ХХ в. оказала мощную эвристическую поддержку электродинамике, только теперь это уже была квантовая гидродинамика и феноменальная электродинамика сверхпроводников, противоречащая фарадеевским законам электромагнитной индукции. В 60–70-х гг. выявилось ещё более впечатляющее подобие законов поведения материи вблизи абсолютного нуля температур и в области экстремально больших давлений, характерных для нейтронных звёзд и чёрных дыр. Это позволило в начале 70-х гг. изучить важные детали динамики нейтронных звёзд на их лабораторной модели из вращающегося сверхтекучего ⁴Не. В настоящее время на квантово-ги-дродинамических моделях физики сверхтекучих ⁴Не и ³Не изучаются некоторые принципиальные детали процессов, постигаемых субъядерной микрофизикой.

Илл. 50.1 воочию показывает поразительное подобие структур объектов сугубо разной физической природы – спиральной галактики (слева) и мощного тропического циклона в Саргасовом море у берегов полуострова Флорида (снимок из космоса справа). Оно само бросается в глаза и за ним стои́т нечто большее, чем случайное совпадение. В последние годы учёные с успехом физически моделируют загадочные вращения галактик на их компактных гидродинамических макетах и обнаруживают впечатляющие совпадения в некоторых существенных деталях.

Илл. 50.2 возвращает нас в начало 50-х гг. ХХ в., когда остро встала проблема сложнейшего расчёта диаграмм направленности приёмных антенн первых радиотелескопов. Прямой расчёт, исходя из системы уравнений Максвелла, остаётся труднейшей проблемой даже для науки с её современным компьютерным оснащением, не говоря о 50-х гг., когда электронные компьютеры были огромными, малопроизводительными и остро дефицитными. Но решение было найдено и оно было блестящим по простоте и эффективности. Электромагнитное поле радиодиапазона было смоделировано в оптическом диапазоне на простой настольной установке из источника когерентного света, теневой маски с должным количеством отверстий и нескольких линз (снимок сверху). И эта установка выдала на фотопластинке искомую целостную картину диаграммы направленности антенны проектируемого радиотелескопа (нижний снимок).

превращения чисто естественных элементов и структур в главных агентов технологических процессов. Эту тенденцию ярко демонстрирует переход науки и техники ХХ в. на естественные эталоны основополагающих физических параметров объективного мира. Методологическая проблема квантовых измерений в существенной мере возникла в результате осознания учёными того, что в роли главных звеньев-информаторов субъекта об объекте стали выступать чисто естественные элементы – микрочастицы материи.