Закон мерфи, или почему бутерброд всегда падает маслом вниз. Почему бутерброд падает маслом вниз

Почему бутерброд падает маслом вниз? October 22nd, 2017

Распространено убеждение, что бутерброд практически всегда падает намазанной частью вниз.

Оно не лишено оснований: смещение центра тяжести бутерброда к той стороне на которой лежит масло с сыром. При этом падение бутерброда намазанной стороной вниз вызывает больше негативных эмоций и, следовательно, лучше откладывается в памяти.

Но давайте подойдем к вопросу более внимательно …

Практическая проверка проводилась в американской телепередаче Разрушители легенд, проверяемый миф назывался «Toast — Butter Side Up or Down?».

В результате проверки выяснилось, что, будучи сброшенным идеально вертикально, бутерброд с маслом может равновероятно упасть как на одну, так и на другую сторону (фактически, бутерброды падали чаще на сторону без масла, так как в процессе намазывания маслом приобретали слегка изогнутую форму) . Однако если столкнуть бутерброд с края стола (типичная бытовая ситуация) , то он обычно делает пол-оборота в воздухе и падает именно маслом вниз.

В фильме «QED» (BBC, 1991) были поставлены многочисленные эксперименты, опровергающие распространённое мнение. В ходе опыта было подброшено 300 бутербродов, из которых 148 упали маслом вверх, что приблизительно равняется теоретической вероятности в 50 %.

В 1996 году физик Роберт Мэттьюз из университета Эстона (Англия) получил Шнобелевскую премию за работу «Падающий бутерброд, закон Мэрфи и мировые постоянные» , посвящённую тщательному исследованию закона Мерфи и особенно проверке его следствия: бутерброд чаще падает на землю маслом вниз. Мэттьюз вывел формулу для обоснования своих доводов. ,

Лучший способ исследования в смысле объективности - поставить эксперимент. Нужно ронять на пол бутерброды до тех пор, пока вы не придете к определенному выводу. Но это негигиенично, неэкономично и неэтично. Верный результат можно получить и с помощью мысленного эксперимента. Правда, при условии, что вы умеете доводить мысленный эксперимент до конца.

Представим, что мы роняем бутерброд с достаточно большой высоты, чтобы в воздухе он перевернулся достаточно большое и непредсказуемое число раз. При этом можно считать равными шансы, что он при падении сделает целое число оборотов или на полоборота больше (меньше) . В первом случае он упадет маслом вверх, во втором - вниз (если исходное состояние - вверх) . Оговоримся, что под целым числом n мы понимаем результат округления угла поворота n·360°±Δα, где Δα < 90°, под нецелым - (n + ½)·360°±Δα, иначе мы упустим из рассмотрения все промежуточные случаи, составляющие большинство.

Вторая оговорка. В самóм бутерброде при его падении не возникает никаких сил, которые давали бы предпочтение одной из двух ситуаций: трение воздуха о масло и о хлеб одинаково, плотность хлеба и масла одинакова (хлеб, «намазанный» толстым слоем золота, стремился бы перевернуться золотом вниз) .

Итак, вероятности обеих ситуаций одинаковы и равны 0,5 и 0,5. И примета неверна?

А довели ли вы свой мысленный эксперимент до конца? Давайте понаблюдаем (мысленно) за бутербродом дальше. Ударившись о пол, он имеет намерение подпрыгнуть, так как хлеб упруг. Если он упал маслом на пол, то подпрыгнуть ему не удастся: масло вязкое и липкое. Если же он упал маслом вверх, то обязательно подпрыгивает. Подпрыгивая, он может перевернуться или не перевернуться. Пусть шансы этих событий тоже одинаковы. Если перевернется - прилипнет. Тогда вероятность того, что он после подпрыгивания оказывается маслом вверх, составляет 0,5 от 0,5, т. е. 0,25 (если бы подпрыгиваний было несколько, то шансы остаться маслом вверх были бы еще меньше) . А вероятность того, что он будет лежать маслом вниз, - остальное, т. е. 0,75. Мы пренебрегаем вероятностью того, что бутерброд окажется стоящим на ребре. Кстати, любопытная деталь: ломоть, отрезанный от батона, как правило, имеет вид усеченного конуса, и намазывают маслом обычно его более широкое основание; при падении на ребро у него больше шансов перевернуться вниз меньшим основанием, т. е. маслом вверх, однако этот эффект невелик.

Опаздывая на работу, вы судорожно перерываете весь шкаф, безуспешно пытаясь разыскать пару одинаковых носков. На кухне бутерброд выпадает из рук на пол, конечно, маслом вниз. Когда вы наконец добираетесь до метро, оказывается, что проездной закончился и надо покупать новый. И, естественно, вам остается только наблюдать, как быстро двигается вперед очередь в соседнюю кассу. Случайное невезение? Закономерность?

Нет, так срабатывает закон Мерфи. У нас это закон носит название закона бутерброда или закона подлости, которые фиксируют неприятные, но просто удивительные закономерности суетной жизни. Но кто же такой был Мерфи?

Капитан Эдвард Алоизиус Мёрфи, 1917 года рождения, выпускник Военной академии сухопутных войск США и в недалёком прошлом лётчик-истребитель, участвовал в 1949 году в первых экспериментах по изучению реакции человеческого организма на сверхускорение.

Добровольцев привязывали ремнями к салазкам, снабженным ракетным двигателем. А врачи при помощи электродов следили за состоянием испытуемых в тот момент, когда салазки внезапно останавливались. Но однажды, после, казалось бы, безупречно проведенного испытания, датчики отказались зафиксировать какие-либо данные о состоянии добровольца.

Капитан Эдвард Мэрфи, один из инженеров-испытателей, обнаружил, что все электроды были подсоединены неверно. При этом у него вырвалось мудрое замечание: "Если что-нибудь можно сделать двумя или более способами, один из которых способен привести к катастрофе, то кто-нибудь не преминет воспользоваться именно им". Инженеры тотчас приняли это замечание в качестве системы мер безопасности в критических ситуациях, назвав его "законом Мэрфи".

В 1977 году в Лос-Анджелесе вышла брошюра под названием "Законы Мёрфи". Писатель Артур Бох, пародируя формулировки технических экспертов, придал им лаконичность и отточенность, классифицировал и сгруппировал по разделам.

Следствия закона:

1 . Все не так легко, как кажется.

2 . Всякая работа требует больше времени, чем вы думаете.

3. Из всех неприятностей произойдет именно та, ущерб от которой больше.

4 . Если четыре причины возможных неприятностей заранее устранимы, то всегда найдется пятая.

5. Предоставленные самим себе события имеют тенденцию развиваться от плохого к худшему.

6. Как только вы принимаетесь делать какую-то работу, находится другая, которую надо сделать еще раньше.

7. Всякое решение плодит новые проблемы.

Этот шутливый философский принцип положил начало ряду многочисленных "законов", который с течением времени пополнялся новыми перлами армейских специалистов. Затем закон перетёк и в другие сферы жизни. Вот некоторые из них.

Законы Паддера

Все, что начинается хорошо, кончается плохо.

Все, что начинается плохо, кончается еще хуже.

Закон Чизхолма

Когда дела идут хорошо, что-то должно случиться в самом ближайшем будущем.

Закон письма

Стоит запечатать конверт, как в голову приходят свежие мысли.

Аксиома Кана

Если ничто другое не помогает, прочтите, наконец, инструкцию!

Создана даже так называемая Мерфология, многочисленные разделы которой зафиксировали весёлые и не совсем наблюдения из нашей жизни.

Вот самые известные из них:

Стоит только вымыть машину, как тут же пойдёт дождь.

Если вам понравился костюм, то вашего размера нет.

Продолжительность брака обратно пропорциональна расходам на свадьбу.

НАУЧНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ: НАСКОЛЬКО СПРАВЕДЛИВЫ ЭТИ ЗАКОНЫ?

Однако научный сотрудник кафедры компьютерных наук Университета Астона в Бирмингеме (Англия) Роберт Мэттьюз при помощи математического анализа подтвердил справедливость популярных в народе утверждений.

Соседняя очередь всегда движется быстрее

Научное доказательство. В действительности в среднем все очереди в магазине или в банке продвигаются с более или менее одинаковой скоростью. В каждой очереди в равной мере могут возникнуть непредвиденные задержки, которые происходят, например, когда компьютер не прочитывает штрих-код товара. И кассирше приходится поднимать документацию, чтобы выяснить цену. Но в конкретном единичном случае вероятность того, что ваша очередь будет продвигаться без задержек по сравнению с двумя соседними, - всего лишь одна к трем. Другими словами, две трети времени либо левая, либо правая очереди будут обгонять вашу.

Если появятся хотя бы одни непарные носки, то их количество будет расти

Научное доказательство. Пропажу парных носков списывают на кого угодно - от домового до черных дыр. Между тем можно попытаться разгадать тайну возникновения непарных носков, даже не зная, куда же они исчезают.

Представьте, что у вас на полке в шкафу находятся только полные пары носков. Теперь предположите, что один из носков исчез. Затем пропадет еще один носок. По теории вероятности это скорее будет носок из другой полной пары, что приведет к возникновению на полке двух непарных носков. И так далее.

Случайная потеря носков неминуемо приведет к возникновению максимально возможного количества разбитых пар. Если, например, у вас изначально было десять полных пар, вероятность того, что в конце концов у вас на полке останутся лишь непарные носки, в четыре раза выше, чем та, что там будут только полные пары. Неудивительно, что по утрам бывает так трудно разыскать два одинаковых носка.

Физик Александр Раевский рассказывает про эффект Паули и Закон бутерброда. Автор - Мария Раевская.

Наука – вещь серьезная, даже суровая. А вот ее творцы любят пошутить, и не только накануне Дня смеха.

Одна из самых популярных околонаучных шуток – так называемый «Закон Мерфи». В оригинале он звучит как «If anything can go wrong, it will», а переводится обычно: «Если какая-нибудь неприятность может случиться, она случается», «Если беде быть, то ее не миновать». В 1977 г. в Лос-Анджелесе вышла книга журналиста Артура Блоха «Закон Мерфи и другие причины, по которым все идет наперекосяк».

– «Законы Мерфи» задумывались как пародия на научную систематику, а стали популярной философией жизни, – говорит специалист по крылатым словам Константин Душенко. – Мерфи многими считался фигурой легендарной. Но это не так. Речь шла о вполне реальном авиационном инженере Эдуарде Мерфи‑младшем (1918-1990). В 1949 г. он участвовал в испытаниях на авиабазе в Калифорнии. Однажды его ассистент подключил датчик неправильно; испытание сорвалось, а Мерфи в сердцах произнес: «Если можно что-нибудь сделать не так, этот парень именно так и сделает». Выражение «закон Мерфи» пустил в ход Джордж Николс, руководитель проекта, а окончательную форму этот закон принял к 1956 г.

Константин Душенко обнаружил, что подобные фразы произносились задолго до этого. В общем-то, и закон стар как мир. В 1908 г. в лондонском журнале «Новости магии» в одной статье встретилась фраза: «В любом особо значимом случае, таком как первая публичная демонстрация магического эффекта, все, что может пойти не так, непременно пойдет не так. Чем бы это ни объяснялось – зловредностью материи, или испорченностью неодушевленных предметов, или просто спешкой и волнением, или же чем-то еще, - факт остается фактом». А еще раньше, в 1877 г., ливерпульский морской инженер Алфред Холт заявил: «Все, что в море может пойти не так, вообще говоря, рано или поздно пойдет не так», поэтому «при проектировании машин нельзя пренебрегать человеческим фактором».

В фольклоре физиков есть другое название этого «закона подлости»: «Эффект Паули». Он связан с именем великого швейцарского физика Вольфганга Паули (1900 – 1958), лауреат Нобелевской премии 1945 г. В его присутствии постоянно выходили из строя лабораторные приборы и прочая техника для экспериментов. Это объясняли тем, что Паули в науке был ярко выраженным теоретиком. Шутки шутками, но в современной науке все больше усиливается разделение на экспериментальную и теоретическую отрасли. А столкновение двух миров всегда чревато катастрофой.

– Однажды в лаборатории немецкого физика Джеймса Франка в Геттингене готовили сложный опыт, и в самый ответственный момент один из приборов взорвался, – рассказывает кандидат физико-математических наук Александр Раевский, доцент Московского физико-технического института. – Оказалось, в тот самый миг поезд, в котором ехал Паули, совершал кратковременную остановку в этом городе.

Ну, а еще раньше сформулировали «закон бутерброда». Еще в 1830 г. в немецком городке Ильменау вышла книга Иоганна Шмидта «Общедоступное изложение физики». Шмидт утверждал: «То, что бутерброды обычно падают маслом вниз, конечно, не более чем предрассудок; но тот, кто захотел бы заняться исследованием положения центра тяжести (...) бутербродов, нашел бы прекрасный случай применить свою ученость без всякой пользы».

Однако современные физики находят и этому научное объяснение:

– Масло тяжелее хлеба, и если вы намажете его толстым слоем, центр тяжести поднимается, бутерброд делается неустойчивым, – объясняет Александр Раевский. – К тому же бутерброд обычно выскальзывает из рук, когда мы его намазываем. Нож в этот момент наклоняет хлеб и придает ему вращение.

Из книги Артура Блоха «Законы Мерфи»:

Закон Букера

Даже маленькая практика стоит большой теории.

Закон Сегала

Человек, имеющий одни часы, твердо знает, который час. Человек, имеющий несколько часов, ни в чем не уверен.

Правила взаимозависимости Ричарда

То, что вы храните достаточно долго, можно выбросить. Как только вы что-то выбросите, оно вам понадобится.

Следствие Этвуда

«Зачитывают» только те книги, которыми вы особенно дорожите.

Третий закон Джонсона

Потерянный вами номер журнала содержит именно ту статью, рассказ или отрывок романа, который вы срочно хотели бы прочитать.

Следствие

У всех ваших друзей этого номера либо не было, либо он утерян, либо выброшен.

Закон журнала «Харперс Мэгэзин»

Вещь нельзя найти, пока не купишь взамен ее другую.

Закон самолета

Когда ваш самолет опаздывает, самолет, на который вы хотели пересесть, улетает вовремя.

Закон кошачьей безысходности

Как только кошка растянулась и начала засыпать на ваших коленях, вам срочно понадобилось встать и идти, ну, скажем, в ванную комнату.

Наблюдение Этторе

Соседняя очередь всегда движется быстрее.

Закон Шмидта

Если долго портить машину, она сломается.

Аксиома Кана

Если ничто другое не помогает, прочтите, наконец, инструкцию!

Закон Хелдейна

Вселенная не только необычнее, чем мы воображаем, она необычнее, чем мы можем вообразить.

Физик Александр Раевский рассказывает про эффект Паули и Закон бутерброда. Автор - Мария Раевская.

Наука – вещь серьезная, даже суровая. А вот ее творцы любят пошутить, и не только накануне Дня смеха.

Одна из самых популярных околонаучных шуток – так называемый «Закон Мерфи». В оригинале он звучит как «If anything can go wrong, it will», а переводится обычно: «Если какая-нибудь неприятность может случиться, она случается», «Если беде быть, то ее не миновать». В 1977 г. в Лос-Анджелесе вышла книга журналиста Артура Блоха «Закон Мерфи и другие причины, по которым все идет наперекосяк».

– «Законы Мерфи» задумывались как пародия на научную систематику, а стали популярной философией жизни, – говорит специалист по крылатым словам Константин Душенко. – Мерфи многими считался фигурой легендарной. Но это не так. Речь шла о вполне реальном авиационном инженере Эдуарде Мерфи‑младшем (1918-1990). В 1949 г. он участвовал в испытаниях на авиабазе в Калифорнии. Однажды его ассистент подключил датчик неправильно; испытание сорвалось, а Мерфи в сердцах произнес: «Если можно что-нибудь сделать не так, этот парень именно так и сделает». Выражение «закон Мерфи» пустил в ход Джордж Николс, руководитель проекта, а окончательную форму этот закон принял к 1956 г.

Константин Душенко обнаружил, что подобные фразы произносились задолго до этого. В общем-то, и закон стар как мир. В 1908 г. в лондонском журнале «Новости магии» в одной статье встретилась фраза: «В любом особо значимом случае, таком как первая публичная демонстрация магического эффекта, все, что может пойти не так, непременно пойдет не так. Чем бы это ни объяснялось – зловредностью материи, или испорченностью неодушевленных предметов, или просто спешкой и волнением, или же чем-то еще, - факт остается фактом». А еще раньше, в 1877 г., ливерпульский морской инженер Алфред Холт заявил: «Все, что в море может пойти не так, вообще говоря, рано или поздно пойдет не так», поэтому «при проектировании машин нельзя пренебрегать человеческим фактором».

В фольклоре физиков есть другое название этого «закона подлости»: «Эффект Паули». Он связан с именем великого швейцарского физика Вольфганга Паули (1900 – 1958), лауреат Нобелевской премии 1945 г. В его присутствии постоянно выходили из строя лабораторные приборы и прочая техника для экспериментов. Это объясняли тем, что Паули в науке был ярко выраженным теоретиком. Шутки шутками, но в современной науке все больше усиливается разделение на экспериментальную и теоретическую отрасли. А столкновение двух миров всегда чревато катастрофой.

– Однажды в лаборатории немецкого физика Джеймса Франка в Геттингене готовили сложный опыт, и в самый ответственный момент один из приборов взорвался, – рассказывает кандидат физико-математических наук Александр Раевский, доцент Московского физико-технического института. – Оказалось, в тот самый миг поезд, в котором ехал Паули, совершал кратковременную остановку в этом городе.

Ну, а еще раньше сформулировали «закон бутерброда». Еще в 1830 г. в немецком городке Ильменау вышла книга Иоганна Шмидта «Общедоступное изложение физики». Шмидт утверждал: «То, что бутерброды обычно падают маслом вниз, конечно, не более чем предрассудок; но тот, кто захотел бы заняться исследованием положения центра тяжести (...) бутербродов, нашел бы прекрасный случай применить свою ученость без всякой пользы».

Однако современные физики находят и этому научное объяснение:

– Масло тяжелее хлеба, и если вы намажете его толстым слоем, центр тяжести поднимается, бутерброд делается неустойчивым, – объясняет Александр Раевский. – К тому же бутерброд обычно выскальзывает из рук, когда мы его намазываем. Нож в этот момент наклоняет хлеб и придает ему вращение.

Из книги Артура Блоха «Законы Мерфи»:

Закон Букера

Даже маленькая практика стоит большой теории.

Закон Сегала

Человек, имеющий одни часы, твердо знает, который час. Человек, имеющий несколько часов, ни в чем не уверен.

Правила взаимозависимости Ричарда

То, что вы храните достаточно долго, можно выбросить. Как только вы что-то выбросите, оно вам понадобится.

Следствие Этвуда

«Зачитывают» только те книги, которыми вы особенно дорожите.

Третий закон Джонсона

Потерянный вами номер журнала содержит именно ту статью, рассказ или отрывок романа, который вы срочно хотели бы прочитать.

Следствие

У всех ваших друзей этого номера либо не было, либо он утерян, либо выброшен.

Закон журнала «Харперс Мэгэзин»

Вещь нельзя найти, пока не купишь взамен ее другую.

Закон самолета

Когда ваш самолет опаздывает, самолет, на который вы хотели пересесть, улетает вовремя.

Закон кошачьей безысходности

Как только кошка растянулась и начала засыпать на ваших коленях, вам срочно понадобилось встать и идти, ну, скажем, в ванную комнату.

Наблюдение Этторе

Соседняя очередь всегда движется быстрее.

Закон Шмидта

Если долго портить машину, она сломается.

Аксиома Кана

Если ничто другое не помогает, прочтите, наконец, инструкцию!

Закон Хелдейна

Вселенная не только необычнее, чем мы воображаем, она необычнее, чем мы можем вообразить.