ЗАГАДКА БРОНЗОВОГО ТАЗА
А. КАЛИНИН.
Скотт Моррис много лет вел раздел "Игры и головоломки" в американском журнале "ОМНИ". Он-то мне и рассказал на одной из встреч международного клуба любителей головоломок об удивитель ном китайском "Рыбном тазе". Показал его в действии и раскрыл секрет. Но лучше я приведу здесь рассказ самого Морриса.
Скотт МОРРИС: Показанный на фотографии бронзовый таз - удивительный предмет, пришедший к нам из Древнего Китая. Это современная копия "Рыбного таза-фонтана", редкости из времен правления династии Мин (1368-1644). Бронзовая чаша таза украшена барельефами рыб, испускающих фонтаны воды.
Если наполнить таз водой и мокрыми руками медленно и ритмично тереть ручки, то он начинает гудеть. После небольшой практики можно научить этот перевернутый колокол гудеть в определенном тоне. Точно так же звучит бокал для шампанского, если водить мокрым пальцем по ободу.
Когда таз резонирует, поверхность воды покрывается рябью, которая концентрируется в четырех точках по окружности чаши. Затем вода начинает как бы кипеть, разбрызгивая сотни маленьких капель над поверхностью . Я измерил, что высота некоторых фонтанчиков превышает 20 дюймов (50,8 см). Четыре точки на поверхности, где вибрация и фонтаны самые сильные, находятся точно над головами рыб, изображенных на дне таза, создавая впечатление, что фонтаны над поверхностью воды рождают рыбы.
Джозеф Нидхам первым описал эти тазы в 1962 году в книге "Наука и цивилизация Китая". Он предположил, что эффект бьющих струй появляется благодаря рисунку на дне чаши, где струи изо ртов рыб, рельефно изображенных на дне, продолжаются и по бокам чаши. Мы теперь знаем, что он ошибался так же, как, скорее всего, ошибались в объяснении и древние искусные мастера китайской бронзы, изготовившие первые тазы. Они делали тазы так, что каждый имел четыре "особые точки", даже если на дне не было рисунка. Рыбы служат приманкой для ложных гипотез о том, что какое-либо изображение может в некоторых случаях обладать свойствами реальности.
Впервые я увидел чашу на фотографии, полученной от Джеймса Далгети, коллекционера головоломок из графства Сомерсет в Англии, который экспериментировал с подобным тазом из Китая уже 12 лет. Он сообщил, что, хотя большинство тазов бьют струями в четырех точках, можно наблюдать фонтаны в шести или восьми местах, если вы трете ручки сильнее и под разными углами.
"Пытаясь воспроизвести это явление, - пишет Далгети, - я нашел, что перевернутая алюминиевая крышка от бака работает лучше, хотя она ничуть не похожа на эффектный бронзовый таз".
Далгети помогает снабжать своими тазами различные научные и образовательные центры в Англии. Он передал два таких таза в Космический центр Р. Х. Флита в Сан-Диего, и теперь посетители музея центра встают в очередь, чтобы испытать резонансную чашу из Китая.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ЧИТАТЕЛЕЙ
В начале статьи Скотт Моррис упоминает о звучащем бокале для шампанского. Вы сможете легко воспроизвести этот опыт у себя дома. Нужно взять бокал с тонкими стенками и тщательно вымыть горячей водой с мылом сам бокал и ваши руки, чтобы обезжирить их. Самый чистый, красивый звук получится, если мокрым пальцем с легким нажимом скользить по верхней кромке бокала, совершая вращательные движения рукой. Не поленитесь научиться этому опыту, и у вас всегда будет возможность развлечь сидящих за столом, пока хозяин открывает следующую бутылку.
Способность стеклянных бокалов петь известна много сотен лет, чуть ли не столько же, сколько их мелодичный звон. Множество людей знали и знают этот фокус с бокалом, но только один человек захотел превратить его в полезную вещь. Он заказал стеклодуву шестнадцать чаш разных размеров с отверстиями в дне чаш и укрепил их на общей горизонтальной оси так, чтобы ее можно было вращать. Получился оригинальный музыкальный инструмент, на котором играли мокрыми пальцами. Это было в 1763 году, а затем в течение трех лет одна музыкантша, по фамилии Дэвис, объехала с новой музыкой Америку, Англию, Францию и Германию, после чего уникальный музыкальный инструмент исчез бесследно.
Человек, решивший создать новый музыкальный инструмент, до этого изобрел громоотвод, назвал Гольфстримом течение, идущее от берегов Америки к северной Европе, участвовал в создании Декларации независимости США, ввел знаки "+" и "_" для обозначения полярности электричества. Да, звали его, конечно же, Бенджамин Франклин (1706-1790).
А теперь налейте в бокал воды и потрите его снова, нажимая не на обод, а на стенки бокала. После нескольких попыток можно увидеть, что поверхность воды покрывается рябью. Рябь рождается в четырех точках у стенок бокала. Это маленькая модель того, что происходит в китайском тазу.
Когда вы трете ручки таза, возникают колебания его стенок. Волны этих колебаний передаются по воде от одной стенки таза к другой. Дойдя до противоположной стенки, они отражаются от нее и идут обратно, навстречу колебаниям от другой стенки. В результате прямые и обратные волны складываются. Амплитуды колебаний в определенных точках многократно возрастают. Появляются так называемые стоячие волны. Точки, где вода остается неподвижной, в физике называются узлами стоячих волн. А места, где появляются фонтанчики, соответствуют пучностям этих волн.
Таким образом, необычное поведение воды в тазу объясняется эффектом стоячих волн.
Существует еще один способ увидеть стоячие волны, вернее, результат их действия. Если насыпать на тонкую металлическую пластинку мелкий песок и проводить по ее краю скрипичным смычком, то пластинка зазвучит, подобно бокалу в предыдущем опыте. В ней возникнут стоячие волны, как на поверхности воды китайского таза.
На песке начнет появляться узор, так как отдельные песчинки будут перемещаться по пластинке. С мест пучностей стоячих волн (колебания максимальны) песчинки от ударов одна о другую и о пластинку постепенно перемещаются в те места, где поверхность неподвижна, то есть в узлы стоячих волн.
Возникающие на песке узоры называются фигурами Хладни, по имени немецкого физика, изучавшего их в 1787 году. Примеры фигур Хладни приведены на рисунке. Первая слева фигура в точности соответствует колебаниям, возникающим в китайском тазу. Но картинка получается обратной тому, что мы видим на воде. Там, где вода сильно колеблется и появляются фонтанчики, у фигур Хладни чистая поверхность, а места, где вода спокойна, соответствуют холмикам песка.
Интересно было бы получить эффект китайского таза в других сосудах, которые доступны читателям журнала. Вспомните: у Далгети прекрасно работала алюминиевая крышка от бака.
Если кому-нибудь удастся создать подобные удивительные фонтаны в домашних условиях, просим написать от этом в редакцию, и рассказ о предмете, имеющем возраст 500 лет, может быть продолжен.
А все-таки жаль, что тайна китайского таза-фонтана разгадана и утрачена еще одна причина удивляться. Жаль, что мы не верим в способность изображений рыб рождать живые фонтаны воды.
Поэтому в одном из следующих номеров журнала будет рассказано еще об одном удивительном предмете, но с сохранением его тайны. Речь пойдет о волшебном зеркале. Наподобие того, что принесло несчастье царевне из сказки А. С. Пушкина о спящей царевне и семи богатырях.
Читайте в любое время
