«Четвертая» Картахена расположена за пределами прежних городских стен. Если подняться на гору Попу (так она называется), которая доминирует над городом, взору предстанут уходящие к горизонту фавелы – прибежище беднейших слоев населения. Картахена притягивает к себе людей со всей Колумбии – конечно, не мягким климатом, характерным для северной части страны, а прежде всего наличием достаточно большого порта, который дает возможность найти работу и хоть как-то сводить концы с концами. Нынешнее оживление экономической ситуации в Картахене связано еще и с тем, что город является одним из центров нефтепереработки в Колумбии. Выросшие здесь за последние годы современные районы в очень большой степени обязаны этому обстоятельству. Кроме того, Картахена считается и самым туристическим городом страны. Хотя впечатления, что от туристов здесь шагу негде ступить, у нас, по правде говоря, не сложилось…
А закончить материал, посвященный легендарному колумбийскому городу, хотелось бы стихами, как это было в статье о Картахене-де-Индиас в журнале «Вокруг Света» за 1969 год. Ее автор, Игорь Фесуненко, побродив по картахенским фортам в поисках заброшенных кладов, заключил свой труд стихотворными строками страстного патриота Картахены, поэта Луиса Карлоса Лопеса. Эти строки можно увидеть на одном очень странном картахенском памятнике, неизменно привлекающем всеобщее внимание, – паре огромных старых стоптанных башмаков:
Основавший Картахену конкистадор Дон Педро де Эредиа – сын богатых родителей из Мадрида, умел постоять за себя. Однажды на улицах родного города на него напали 6 убийц, но он отбился, хотя лицо его в драке было изуродовано. А поскольку троих покушавшихся Педро вскоре убил, то причин задерживаться в Мадриде у него не осталось. В 1532 году ему было дано королевское благословение на захват залива Картахены и основание на этом месте города, что спустя год он и сделал, имея в своем распоряжении всего 150 человек и 22 лошади. Твердо помня о том, зачем он приплыл в Новый Свет, Дон Педро занялся грабежом индейских городов и селений, не гнушаясь ничем – даже раскапыванием могил. Эта «неразборчивость» принесла ему груды золота, в том числе и золотого дикобраза весом около 60 килограммов – крупнейший объект из золота, добытый испанцами за все время Конкисты.
С именем жестокого испанца связана и главная легенда Картахены – легенда о великой любви между ним и индианкой, дочерью одного из местных вождей, прекрасной принцессой Каталиной, бывшей при нем переводчицей. Правда это или нет, теперь уже не скажет никто… Но вот хроники свидетельствуют о том, что Каталина по мере сил заступалась за своих соотечественников и свидетельствовала против конкистадора на процессе, на котором он был обвинен в жестокости по отношению к индейцам и беззастенчивых грабежах. Замуж прекрасная индианка якобы вышла за племянника Дона Педро, после чего отбыла в Севилью, где следы ее затерялись. Сам же Дон Педро де Эредиа утонул в море по дороге в Испанию, куда был вызван для расследования его деяний. Так или иначе, но Каталина теперь – один из символов Картахены, а ее трехметровое изваяние украшает одну из городских площадей.
Картахенагород-порт на Карибском море основан 1 июня 1533 года испанским конкистадором Педро де Эредиа на месте индейского поселения в 1811 году первым из колумбийских городов провозгласил независимость от Испании административный центр департамента Боливар
Численность населения 860 тыс. человек
Официальный язык испанский
Въездные правила для получения визы нужно: загранпаспорт, срок действия которого не менее 6 месяцев на момент подачи документов, бронь отеля или приглашение, ксерокопия авиабилета, копия 1-го листа загранпаспорта, заполненная анкета, 3 фотографии. Справка о каких-либо прививках не требуется. В Колумбию запрещен ввоз неконсервированных продуктов питания, оружия и боеприпасов. Без специального разрешения запрещен ввоз и вывоз предметов, представляющих художественную, историческую или археологическую ценность.
Денежная единица 1 песо (равен 100 сентаво). 1 доллар США – около 2 800 песо. Валюту обменивают в обменных пунктах («касас де камбио»). Менять валюту на улице не рекомендуется. Ввоз и вывоз национальной и иностранной валют не ограничен.
Климат Тропический. Среднемесячная температура от +26 до + 29°С.
ВремяОтстает от московского зимой на 8, летом на 9 часов.
Телефонный код 57 – код страны, 5 – код города
Основные достопримечательности: городские стены и укрепления (1532—1796 годы), крепость Сан-Фелипе-де-Барахас, монастыри Санто-Доминго, Сан-Франсиско, Дворец инквизиции (1706—1770 годы), дома XVIII века.
Текст Андрея Фатющенко | Фото Андрея Семашко
Жемчужиной Печоро-Илычского заповедника являются каменные столбы «Болваноиз». Уральские горы – одна из старейший горных систем мира. Различные виды горных пород под воздействием влаги и перепадов температур разрушаются с разной скоростью. Эти живописные останцы, отдаленно похожие на мегалитические скульптуры с острова Пасхи, – все, что осталось от некогда величественных гольцов Северного Урала.
Урал – это не только символическая граница Европы и Азии. Это водораздел двух огромных речных систем – Оби и Печоры, причем истоки многих текущих в них рек здесь столь близки друг к другу, что можно волоком перетаскивать лодки из одной части света в другую. Здесь выбивается и тот голубой ручеек, который дает начало Печоре. Исток Печоры – еще одна достопримечательность Печоро-Илычского заповедника.
Жители печорского края исстари росли на рыбе, поскольку он малопригоден для сельского хозяйства. А чистая, не оскверненная промышленными стоками Печора для рыбы – истинный рай. Серой, или простой, рыбой здесь считают щуку, налима, окуня. Можно встретить также нельму, омуля, сига, ряпушку, пелядь, чира, хариуса. Но подлинной царицей печорских вод, конечно, остается семга. Она идет на нерест в конце лета, и в прежние времена ее лов начинали после Ильина дня. Сейчас стадо печорской семги находится под строжайшей охраной, и редко кому из местных жителей удается добыть эту царскую рыбу.
Здешние цветы и травы скромны и неброски, но своего очарования они от этого не теряют. И хотя северное лето не слишком щедрое, оно успевает одарить жителей этого края и долгожданным теплом, и разнообразными красками.
Много ласковых прозвищ у Печоры – Печора-матушка, Печора-кормилица, Печора-труженица, мать Печора Океановна, Печора-золотые берега. Резвым подростком сбегает она по западному склону Урала, величаво замедляет бег в таежных дебрях, а потом на километр-полтора разливается на просторах Большеземельской тундры. По полноводности Печора – вторая после Волги река европейской части России, а по запасам ценных промысловых рыб, возможно, и первая.
Как только сходит снег, согревается земля, чуть одевается молодой листвой лес, в тайге просыпается самый страшный зверь – гнус – мелкие кровососущие насекомые, комары и знаменитая северная мошка. Летом тайга недос-
тупна для человека, зверь тоже уходит из этих мест на обдув – на открытые берега рек или в горы. И до самой осени, когда охолодевшая вода уже не сможет дать жизнь новым поколениям насекомых, гнус будет царить в зарослях, петь боевые песни и золотым облаком нависать над опушками.
Одно из самых примечательных растительных сообществ в тайге – ягодники на сфагновых болотах. Белый мох яркими красками расписывают морошка, клюква, голубика, на прибрежьях пестрит черная и красная смородина. Особенно хороша северная морошка. Недозрелые ее ягоды кораллового цвета, по мере созревания они светлеют, приобретая медово-прозрачную окраску и ни с чем не сравнимые нежный вкус и запах. Морошка – любимая ягода северян, ее едят свежей, пареной, моченой, с ней пекут пироги и шанежки.
Печоро-Илычский заповедник – единственное место в мире, где уже около 70 лет ведутся опыты по одомашниванию лосей. Эти огромные, выносливые, неприхотливые животные, идеально приспособленные к жизни в тайге, привлекли к себе внимание в первую очередь как возможное транспортное средство. С появлением снегоходов это направление работы утратило значение, однако выяснилось, что молоко лося обладает целым рядом целебных качеств и может использоваться как лечебное средство. Исследования по доместикации лося и его практическому использованию составляют одну из главных научных задач Печоро-Илычского заповедника.
В истории развития физики было немало революций, кардинально изменявших научную парадигму и взгляды ученых на методы познания и устройство мира. Однако то, что произошло с естествознанием в первой четверти XX века, не было очередной сменой основных законов. Если раньше все в окружающем нас мире было предсказуемо, то с появлением квантовой механики он стал случайным.
В классической физике Ньютона, Галилея и даже Эйнштейна было одно замечательное свойство – все физические величины можно было не только измерить, но и с любой степенью точности вычислить их последующие изменения во времени. Поведение любой, сколь угодно сложной, системы и движение тел любой массы и размера были в принципе предсказуемы. Квантовая механика предложила принципиально иную систему законов, управляющих миром. Первые изученные ею микрообъекты – атомы, электроны и фотоны, категорически не желавшие вести себя как классические, заставили физиков кардинально изменить методы описания природных явлений.
К началу XX века в классическом естествознании возникли большие трудности с объяснением целого ряда явлений, начиная от дискретного характера оптических спектров и устройства атома и заканчивая тепловым излучением тел и внешним фотоэффектом. Понимание того, что микромир живет по особым законам, формировалось постепенно и происходило с большим трудом, поскольку очень уж необычными были эти законы.
Классическая физика оперировала величинами, которые могли изменяться равномерно и непрерывно, принимая любые сколь угодно близкие значения. Попытка такого классического подхода к миру атомов и элементарных частиц потерпела неудачу, и ученым пришлось построить новую – квантовую механику, адекватно описывающую особый мир микроскопических частиц и изменений энергий. В новой теории много необычного, и одна из особенностей квантового мира состоит в том, что его характеристики могут изменяться лишь дискретным способом, принимая ряд фиксированных значений.
Одной из первых проблем, для решения которой понадобилось введение кванта энергии, было рассмотрение сосуществования частиц и полей и построение теории теплового излучения. Это излучение можно почувствовать не только под ярким летним солнцем, но и поднеся руку к обычной лампочке или горячему утюгу. Однако попытки объяснить такие обыденные явления в рамках классической теории оказались несостоятельными.
В 1900 году Джон Рэлей и Джеймс Джинс, используя классическую теорию, рассмотрели нагретое тело, в котором электромагнитное поле (волны) находилось в тепловом равновесии с частицами. Оказалось, что в этом случае поле забирает у частиц всю их энергию. Тем самым классическая теория приводила к бессмысленному результату: нагретое тело, непрерывно теряя энергию из-за излучения волн, должно охладиться до абсолютного нуля. Этот физически абсурдный результат получил название «ультрафиолетовой катастрофы». В действительности ничего подобного, естественно, не происходит. Наблюдения показали, что на высоких частотах энергия излучения не возрастает бесконечно, а убывает до нуля. Максимальное излучение при фиксированной температуре приходится на определенную частоту или цвет.
Примерами этого могут служить красный цвет раскаленной кочерги (температура около 1 000 К) или желто-белый цвет Солнца (около 6 000 К).
Частный, казалось бы, вопрос об излучении электромагнитных волн нагретыми телами приобрел принципиальное значение. Классическая теория приводила к результатам, резко противоречащим опыту. В 1900 году, чтобы добиться согласования теории с опытом, Максу Планку пришлось отступить от классического подхода лишь в одном пункте. Он использовал гипотезу, согласно которой излучение электромагнитного поля может происходить только отдельными порциями – квантами. Принятая Планком гипотеза противоречила классической физике, однако построенная им теория теплового излучения превосходно согласовывалась с экспериментом.
Вещество может не только излучать, но и поглощать электромагнитные волны. Процесс поглощения, исходя из классических представлений, также оказался не совсем понятным. В начале прошлого века уже умели изготавливать электровакуумные лампы и знали, что при освещении катода светом такой лампы происходит испускание электронов. Это явление назвали внешним фотоэффектом. Все попытки описать его на основе классической теории, в которой свет рассматривался как электромагнитная волна, оказались безрезультатными. Не удавалось объяснить основное свойство фотоэффекта – тот факт, что энергия вылетающих электронов определяется только частотой падающего света и не зависит от его интенсивности.
В 1905 году, через 5 лет после опубликования работы Макса Планка, для объяснения фотоэффекта была применена гипотеза квантов. Из того, что свет, как показал Планк, излучается порциями (квантами), еще не следует дискретная (порционная) структура самого света. Альберт Эйнштейн предположил, что дискретность (разделенность на порции) излучения должна проявляться не только при излучении, но и при поглощении и распространении электромагнитных волн.
Под напором экспериментальных фактов ученые были вынуждены ввести представление о свете как о потоке частиц. Однако еще в начале ХIХ века Томас Юнг экспериментально доказал волновую природу света, а в конце XIX века Джеймс Максвелл теоретически обосновал, что свет представляет собой волны, то есть колебания электромагнитного поля. Каким же образом свет может быть одновременно и частицами, и волнами? Ведь и частица, и волна представляются совершенно не похожими друг на друга. Тем не менее одни экспериментальные факты явно указывают на то, что свет – это поток частиц, а другие на то, что свет – это волны. Возникло логическое противоречие: для объяснения одних явлений свет необходимо было описывать как волны, а для объяснения других – как частицы.
Таким образом, выяснилось, что представления о «частице» и «волне» лишь в какой-то степени отражают реальность. Открытие двойственности (дуализма) свойств света в период формирования новой физики имело огромное значение. Именно попытки объяснить этот дуализм и породили современную квантовую теорию.
Окончательное доказательство существования квантов света было получено в 1922 году американским физиком Артуром Комптоном. Его эксперимент показал, что рассеяние света свободными электронами происходит по законам упругого столкновения двух частиц – фотона и электрона. Теперь это явление называется эффектом Комптона.
Про то, что существуют минимальные, далее неделимые, частицы материи, говорили еще древние греки. К концу XIX века уже почти никто из ученых не сомневался в реальности атомов, но было непонятно, как они устроены и из чего состоят. Существовало много разных гипотез, но только в 1911 году, после опытов английского физика Эрнеста Резерфорда по обстрелу атомов золота а-частицами, родилась планетарная модель атома. Согласно этой модели в центре атома, подобно маленькому солнцу, располагалось ядро. Вокруг ядра, сходно планетам, обращались электроны, удерживаемые электромагнитными силами. Планетарная модель позволила объяснить результаты опытов, но оставался непонятным факт существования атома. Согласно классической теории электрон, вращающийся в атоме, должен излучать электромагнитные волны. Излучение сопровождается потерей энергии. Теряя энергию, электрон должен в конце концов упасть на ядро, а атом – прекратить свое существование.
Выход из этого «тупика» был предложен в 1913 году датским физиком Нильсом Бором. В своей модели Бор рассматривал электроны как классические частицы, движущиеся вокруг маленького массивного ядра под влиянием электрического поля. Однако вопреки законам классической физики Бор предположил существование в атоме стационарных (не меняющихся во времени) состояний, каждому из которых соответствует определенная энергия. В стационарных состояниях электрон не излучает. Излучение и поглощение света происходят лишь в том случае, когда атом переходит из одного состояния в другое.
Сначала только свету приписывалось такое странное свойство – быть одновременно и волной, и частицей. Вещество же рассматривалось как система обычных точечных частиц. В 1923 году Луи де Бройль выдвинул гипотезу об универсальности дуализма волна—частица. Согласно этому предположению не только фотоны, но и электроны, а также любые другие частицы обладают волновыми свойствами. И это касается как микроскопически малых атомов и молекул, так и любых других окружающих нас макроскопических объектов.
Основным признаком волн является их способность интерферировать, то есть складываться и вычитаться. Другими словами, если вещество обладает волновыми свойствами, то для него должны наблюдаться явления дифракции (огибание волнами встречающихся на пути препятствий) и интерференции (сложения и вычитания волн).
Прямое экспериментальное доказательство того, что электроны могут дифрагировать и интерферировать, было получено в 1927 году в опытах Клинтона Дэвиссона и Лестера Джемера, а также, независимо от них, в экспериментах Джорджа Томсона. В настоящее время экспериментаторы наблюдают интерференцию и других частиц, вплоть до молекул. Так, в 2003 году в Институте экспериментальной физики Венского университета была впервые обнаружена квантовая интерференция органических молекул биологического происхождения C4444H3 0N4, содержащих 44 атома углерода, 30 атомов водорода и 4 атома азота. В связи с этими экспериментами возникает вопрос: возможна ли квантовая интерференция живых существ?
После выдвижения де Бройлем гипотезы об универсальности дуализма волна—частица и экспериментального подтверждения наличия у частиц вещества волновых свойств возникли новые принципиальные проблемы. Стало необходимым совместить волновую природу частиц с привычными представлениями о размещении (локализации) частиц в пространстве.
Как уже говорилось, квантовые объекты существенно отличаются от классических. Достаточно ярко это отличие видно при прохождении пучка частиц через экран с двумя щелями. Когда на щели налетают классические частицы, то каждая проходит заведомо лишь через какую-то одну щель и на экране четко видны две независимые области попадания пролетевших частиц. Применительно к квантовым объектам положение оказывается иным. Квантовые частицы (например, электроны) одновременно проходят через обе щели, причем этот процесс описывается вероятностными методами. Явление интерференции электронов приводит к тому, что на экране наблюдается картина, характерная для прохождения волн, – с большим количеством максимумов и минимумов интенсивности. Квантовые частицы (каждая из них) как бы «чувствуют» наличие обеих щелей. Происходит не сложение волн различных квантовых частиц, прошедших через разные щели, а интерференция волны каждой из квантовых частиц на обеих щелях.
Для того чтобы рассчитывать такие явления, квантовую частицу стали характеризовать не точными значениями координат и импульсов, а некоторой пси-функцией – эта комплексная волновая функция позволяет описывать свойства частиц и определять вероятности тех или иных событий. Уравнение Шредингера, которому подчиняется эта функция, является линейным дифференциальным уравнением, и в этом плане поведение самой пси-функции вполне вычислимо и предсказуемо в отличие от поведения описываемых ею квантовых объектов.
Одной из основ квантовой механики является так называемый принцип суперпозиции (наложения). Согласно этому принципу если есть несколько состояний, отвечающих различным волновым функциям, то существуют состояния, описываемые линейными комбинациями этих функций.
Рассмотрим умозрительный эксперимент с так называемым «котом Шредингера», проясняющий принцип суперпозиции. Кота помещают в коробку. В ней, кроме кота, находится капсула с ядовитым газом (или бомба), которая может взорваться с 50-процентной вероятностью благодаря радиоактивному распаду атома плутония или случайно залетевшему кванту света. Через некоторое время коробка открывается и выясняется, жив кот или нет. До тех пор пока коробка не открыта (не произведено измерение), кот пребывает в суперпозиции двух состояний: «живой» и «мертвый». Описывая с помощью волновых функций всю систему (коробку), включая кота, Эрвин Шредингер в 1935 году пришел к парадоксальному выводу. Состоял он в том, что наряду с состояниями, отвечающими живому или мертвому коту, согласно квантовой механике, существует и суперпозиция этих состояний. Другими словами, должно существовать состояние, когда кот «ни жив, ни мертв» (или, если хотите, – жив и мертв одновременно). Применительно к окружающим нас объектам такая ситуация выглядит странновато. Однако для элементарных частиц нахождение одновременно в двух, казалось бы, взаимоисключающих состояниях совершенно естественно.
Недавно группа Джонатана Фридмана из Нью-Йоркского университета получила одно из доказательств того, что законам квантовой теории подвластны не только элементарные частицы, но и макроскопические объекты. Ученые показали, что примерно так же, как кот Шредингера, может вести себя электрический ток в сверхпроводящем кольце. Исследователи добились такого состояния сверхпроводящего кольца, при котором ток по нему тек одновременно и по часовой, и против часовой стрелки.
Одним из важнейших понятий квантовой теории поля является представление о вакууме. Физический вакуум не пустое место. Если полю, находящемуся в вакуумном состоянии, сообщить достаточную энергию, то происходит его возбуждение и рождение частиц – квантов этого поля.
Открытие универсальности дуализма волна—частица для всего микромира привело к пониманию того, что противопоставление понятий «частица» и «волна» не совсем оправданно. Квантовые объекты должны описываться более фундаментальными понятиями, а представления о «частице» и «волне» лишь в некоторой степени отражают объективную реальность окружающего нас мира.