Стакан наполовину пуст или наполовину полон? Как вы полагаете, на самом примитивном уровне мысленное око нашего мозга обращает внимание на опасность и боль, негатив, наполовину пустой стакан? Или стремится к удовольствиям и радости, позитиву, наполовину полному

Слишком умный наполовину Как только я начинаю чувствовать себя очень умным, смотрю на трехлетнего ребенка. Он учится с поразительной скоростью. Как показывают исследования, ребенок дошкольного возраста выучивает одно новое слово каждые два часа, когда бодрствует, и к

). Каждый вторник он отвечает на разные дурацкие вопросы читателей с точки зрения законов физики. Ниже перевод одного из выпусков.

Что, если внезапно стакан станет буквально наполовину пустым?
-Витторио Иаковелла

Считается, что оптимисту стакан кажется наполовину полным, тогда как пессимист находит его наполовину пустым. Эта притча породила целую кучу шутливых вариаций (инженер видит стакан, который спроектирован с двукратным запасом емкости; сюрреалист видит жирафа, жующего галстук и т.п.)
Но что, если пустая половина стакана действительно стала бы пустой - т.е. содержащей вакуум? (Говорят, даже вакуум не является пустым, но мы оставим этот вопрос квантовым физикам).

Вакуум, конечно, не протянет долго. Но что с ним будет происходить, зависит от ответа на вопрос, который обычно забывают задать: какая именно половина стакана пуста?

Для нашего исследования представим три наполовину пустых стакана и проследим, что с ними будет происходить, наносекунда за наносекундой.


По центру стоит классический стакан с водой и воздухом. Справа - вариант, аналогичный первому, только вместо воздуха в стакане вакуум. В стакане же, который находится слева, пуста нижняя половина.

Предположим, вакуум образуется в момент времени t=0.

Первые несколько наносекунд ничего не происходит. На таком отрезке времени даже молекулы воздуха почти неподвижны.

Большую часть времени молекулы воздуха носятся вокруг со скоростью несколько сотен метров в секунду. Но в любой момент времени некоторые из них могут двигаться быстрее остальных. Парочка самых быстрых развивает скорость свыше 1000 м/с. Именно эти молекулы первыми влетят в вакуум стакана справа.

Вакуум в стакане слева со всех сторон окружен преградами, так что молекулам воздуха не так-то просто туда попасть. Вода, будучи жидкостью, не расширяется, чтобы заполнить возникшую пустоту, как это делает воздух. Однако, на границе с вакуумом вода начинает кипеть, постепенно выбрасывая пар в нижнюю часть стакана.

В то время, как вода в обоих стаканах начинает выкипать, в правом стакане проникающий внутрь воздух не дает воде как следует разгуляться. Стакан слева продолжает наполняться легким туманом от кипящей воды.

Через несколько сотен наносекунд воздух, врывающийся в стакан справа, полностью заполняет вакуум и врезается в поверхность воды, посылая ударную волну сквозь жидкость. Стенки стакана слегка сотрясаются, но выдерживают давление и не бьются. Ударная волна отражается от воды обратно в воздух, внося свой вклад в уже возникшие там завихрения.

Ударной волне, образовавшейся от схлопывания вакуума, требуется около 1 мс, чтобы достичь двух других стаканов. Стакан и вода слегка прогибаются по мере того, как волна проходит сквозь них. Еще через несколько миллисекунд волна достигает человеческого уха в виде громкого хлопка.

Примерно в это же время стакан слева начинает заметно подниматься вверх.

Давление воздуха пытается сжать стакан и воду. Это сила, которую мы привыкли воспринимать как всасывание. Вакуум в стакане справа не протянул достаточно долго, чтобы всасывание могло поднять стакан, но поскольку воздух не может проникнуть в вакуум слева, стакан и вода начинают двигаться навстречу друг другу.

Кипящая вода наполнила вакуум очень небольшим количеством водяного пара. По мере того, как пустое пространство сжимается, масса водяного пара постепенно увеличивает давление на поверхности воды. Со временем этот процесс ослабит кипение, как это произошло бы при повышении атмосферного давления.

Однако, к этому времени стакан и вода движутся навстречу друг другу слишком быстро, чтобы пар мог иметь какое-либо значение. Меньше, чем через 10 мс после начала отсчета, они несутся друг навстречу другу со скоростью несколько метров в секунду. В отсутствие смягчающего слоя воздуха между ними – лишь жалких остатков пара – вода врезается в дно стакана, как кувалда.

Вода практически не умеет сжиматься, так что столкновение не растянуто во времени – оно происходит как один резкий удар. Стекло не выдерживает огромного давления и лопается.

Этот эффект «водяного молота» (также приводящий к возникновению глухого стука в старом водопроводе при закрытии крана) можно наблюдать в хорошо известном розыгрыше (воспроизведенном Разрушителями Легенд, изученном на занятиях физикой, продемонстрированном на бесчисленных вечеринках), когда резкий удар по горлышку бутылки выбивает у нее дно .
Когда ударяют по бутылке, ее резко толкают вниз. Жидкость внутри не может среагировать на возросшее давление воздуха моментально – как и в нашем случае – и на короткое время возникает разрыв. Это очень тонкий разрыв – толщиной лишь в долю сантиметра – но когда он схлопывается, удар выбивает дно у бутылки.

В нашем случае, силы будет достаточно, чтобы разбить даже самый прочный стакан.

Вода тянет дно стакана вниз и впечатывает его в поверхность стола. Вода разливается по столу, разбрызгивая капли и кусочки стекла во все стороны.

А в это время, оставшаяся в одиночестве верхняя часть стакана продолжает взлетать.

Через пол-секунды наблюдатели, услышав хлопок, вздрагивают. Их головы непроизвольно поднимаются, вслед за взлетающим стаканом.

Стакану хватает скорости, чтобы разбиться о потолок, разлетаясь на осколки…

… которые теперь возвращаются на стол.

Вывод: если оптимист заявляет, что стакан наполовину полон, а пессимист – что наполовину пуст, физик прячется под стол.

Что будет, если стакан воды внезапно станет наполовину пуст?

Витторио Иаковелла

Пессимисты, возможно, более правы, чем оптимисты. Когда люди говорят «стакан наполовину пуст», они обычно имеют в виду, что стакан содержит равные доли воды и воздуха:

Обычно оптимисты видят стакан наполовину полным, когда пессимисты видят его наполовину пустым. Это породило кучу шуток, например: инженер видит стакан размером в два раза больше, чем нужно; сюрреалист видит жирафа, поедающего галстук и т. д.

Но что, если пустая половина будет действительно пустой - вакуумом. (Хотя даже вакуум не пуст по-настоящему, но это вопрос к квантовой физике.)

Вакуум определённо не продержится долго. Но что именно будет происходить, зависит от ответа на вопрос, которым обычно никто не задается: «Какая половина пуста?»

Представим три разных полупустых стакана и проследим микросекунда за микросекундой, что будет с ними происходить.

Посередине традиционный стакан с воздухом и водой. Справа стакан подобный обычному, только вместо воздуха - вакуум. Стакан слева наполовину полон водой и наполовину пуст, но пуста нижняя часть.

Ну, представим вакуум в начале отсчёта, t=0 .

За первые несколько наносекунд ничего не произойдёт. За это время даже молекулы почти не сдвинутся.

Молекулы воздуха колеблются на скорости в пару сотен метров в секунду. Тем не менее, некоторые из них двигаются быстрее, чем другие. Быстрейшие двигаются со скоростью около 1000 метров в секунду. Они первыми проникнут в вакуум в стакане справа.

Вакуум в стакане слева окружён барьерами, так что молекулы воздуха не смогут быстро пробраться внутрь. Вода в жидком состоянии не стремится занять доступный объём, как это делает воздух. Тем не менее из-за вакуума в стакане вода начинает закипать, и водяной пар медленно начинает проникать в пустое пространство.

Пока поверхность воды в обоих стаканах начинает закипать, в стакане справа воздух прорывается внутрь. Стакан слева продолжает заполняться небольшими капельками воды.

Через пару микросекунд в стакане справа воздух, прорывающийся внутрь, полностью заполнит вакуум и создаст в жидкости ударную волну. Стенки стакана начнут слегка вибрировать, но они достаточно прочные и не разобьются, выдержав вибрации. Ударная волна отразится от воды и пойдёт обратно вверх, внося свой вклад в возникшие там потоки турбулентности.

Действие ударной волны от вакуумного коллапса будет продолжаться около миллисекунды, этого достаточно, чтобы она распространилась на другие два стакана слева. Стакан и вода слегка прогибаются по мере того, как волна проходит сквозь них. Ещё через пару миллисекунд волна достигнет человеческого уха, и мы услышим громкий хлопок.

В это же время стакан слева начинает заметно приподниматься в воздух.

Атмосферное давление давит и на стакан и на воду одинаково. Это та сила, которую мы считаем силой всасывания. Вакуум справа не держится долго, так что эффекта всасывания недостаточно, чтобы поднять стакан, но поскольку воздух не может проникнуть в вакуум в левом стакане, вода и стакан начинают наползать навстречу друг к другу.

Кипящая вода заполняет вакуум очень небольшим количеством водяного пара. Вакуумного пространства становится всё меньше, увеличившийся в количестве водяной пар медленно усиливает давление на поверхности воды. В конце концов это остановит процесс кипения, точно также, как это сделает более высокое атмосферное давление.

Стакан и вода сейчас двигаются слишком быстро для образования пара. Менее чем через 10 миллисекунд после начала отсчёта, они летят навстречу друг друга со скоростью в пару метров в секунду. Без воздушной амортизации между ними - ведь там только пара капелек водяного пара - вода ударяется в дно стакана как молот.

Вода действительно плохо сжимается, так что после столкновения она не выплеснется наружу, а создаст ударную волну. Сила удара будет такой большой, что стакан разорвёт.

Подобный гидравлический удар (той же природы, что и глухой стук, который можно услышать в старом водопроводе при закрытии крана) часто используют в трюке для вечеринок: воспроизведённый в «Разрушителях легенд», изученный на уроках физики и продемонстрированный в бесчисленном количестве студенческих общаг, - когда бьют по горлышку бутылки, чтобы взорвать её снизу .

Когда бьют по бутылке, она очень быстро опускается. Жидкость внутри не реагирует на возросшее давление моментально, точно как в нашем случае, и возникает разрыв между водой и дном. Это очень тонкий разрыв в долю дюйма, но когда он схлопывается, удар выбивает донышко бутылки.

В нашем случае эти силы будут достаточно велики, чтобы разбить даже самые прочные стаканы.

«Стакан наполовину полон», - говорят оптимисты. «Нет, он наполовину пуст»,- утверждают пессимисты. Этот известный анекдот прекрасно демонстрирует значение термина концептуализация . Одну и ту же объективную ситуацию можно охарактеризовать с разных точек зрения, которые обусловлены личным опытом и той информацией, которую мы хотим передать собеседнику. Мы описываем окружающий нас мир в терминах концептов, создавая понятие для каждого объекта или явления. Каждый раз для выражения нужного нам значения мы используем операции концептуализации, т.е. осмысления поступающей к нам информации и образования концептов, концептуальных структур и всей концептуальной системы в мозгу (психике) человека.

По мнению одного из пионеров когнитивной лингвистики, Рональда Лангакера, семантическое значение выражения не происходит исключительно из присущих свойств ситуации, а скорее из того, что мы думаем об этой ситуации (Langacker, 1987, с.138). Таким образом, каждое высказывание отражает определенную концепцию, которую выбирает говорящий. В зависимости от типа информации, которую мы хотим выразить в сообщении, мы можем выбирать между различными типами концептуализации, чтобы подчеркнуть нюансы смысла.

Когнитивный подход к семантике рассматривает значение слова, как то, что базируется на воплощении , то есть на нашем телесном, физическом, социальном и культурном опыте. Мы всегда наполняем слова значением, которое отражает наш опыт. Мы способны не только концептуализировать мир и его явления различными способами, но и лингвистически выразить это по-разному благодаря вариантам, предлагаемым нашим языком.

Говорящий концептуализирует опыт, который хочет сообщить, так, чтобы слушатель мог его понять. В зависимости от того, как мы видим ситуацию, мы передаем различные точки зрения на нее и используем различные способы концептуализации. Концептуализация включает в себя семантические явления, а также все аспекты грамматики, в том числе морфологию. Когда мы произносим фразу, мы пытаемся сконструировать её таким образом, чтобы лучше всего выразить ту информацию, которую мы хотим передать.

Роль концептуализации наглядно демонстрируется, когда в одном и том же языке существуют альтернативные выражения для того, чтобы описать объективно одинаковые ситуации (Croft y Cruse, 2008, с.65). Мы можем сказать: «Он остался один дома», а можем описать ситуацию по-другому - «Он остался дома совсем один», либо - «Его оставили дома одного ». Ситуация одна и та же, но каждая фраза передает различные оттенки смысла, которые мы хотим донести до слушающего в данный момент.

Еще отчетливее видна разница в способах концептуализации, например, в обсуждении какой-либо ситуации, когда собеседники имели противоположный опыт в данной области. Например, можно прокомментировать спортивную тренировку, как «Нас целый час заставляли растягиваться» , а можно сказать «Мы смогли целый час посвятить растяжке» . Даже без дополнительных эмоционально окрашенных эпитетов, таких как «ужасно, отлично, восхитительно и т.д.», мы прекрасно понимаем о чем идет речь.

Существует множество классификаций операций концептуализации, которые можно найти в специализированной литературе, мы приведем здесь лишь некоторые и проанализируем их.

Первая из них – внимание - включает в себя категории выбора, окружения, сферы внимания и шкалы измерений.

Самый простой пример, фраза «Я тебя люблю»

Мы можем акцентировать внимание на разных частях фразы, изменяя таким образом оттенки значения:

Я тебя люблю.

Я люблю тебя.

Люблю я тебя.

В сочетании с интонацией и невербальными средствами общения мы создаем множество вариантов одного и того же высказывания, и каждый из них будет передавать свои нюансы смысла.

Важный аспект данной операции концептуализации – это сфера внимания. Например, вы говорите мужу, как найти соль на кухне. Какая из нижеперечисленных фраз звучит привычно, какая странно, а какая вовсе не имеет смысла?

Соль на кухне, в правом верхнем шкафчике, на второй полке слева, там, где стоит мука, в банке с надписью «сахар».

Соль в баночке с надписью «сахар», стоит на второй полке в верхнем правом шкафчике на кухне, там, где мука.

На второй полке, на кухне, слева, в верхнем шкафчике справа, в банке с надписью «сахар», там, где мука.

Первая фраза понятна и естественна, вторая немного непривычна, но тем не менее кажется нам немного странной, а третья и вовсе лишена смысла, хотя ни одно слово во фразе не изменено, только порядок. Почему так происходит? В данном случает работает принцип внимания как когнитивного механизма. Нашему мозгу гораздо легче идти от большого к меньшему, т.е. мы вначале локализуем кухню, потом шкафчик, затем полку, место, банку. Вторая фраза составлена наоборот, поэтому при определенном усилии мы можем восстановить логику событий, повернув их наоборот. В третьей фразе все размеры перепутаны, поэтому мы не успеваем сориентироваться и расположить их в правильном порядке. Согласитесь, ведь в обычной жизни мы об этом не задумываемся, а тем не менее, даже самые простые фразы продиктованы особенностями функционирования нашего мозга. Мы так говорим просто потому что, не можем по-другому.

Или, другой пример.

Листва деревьев стала желтой. Какая картинка у Вас перед глазами? Правильно, дерево в желтом облаке листвы, как обычно ее рисуют дети, одним сплошным пятном. А теперь другая фраза.

Листья на деревьях стали желтыми.

Не правда ли, Вы сразу «увидели» отдельные листочки на каждом дереве?

Ситуация объективно одна и та же, но вот наше внимание обращено на разные аспекты. В первом мы концентрируемся на общности, листве, во втором, наше внимание переходит на частные детали, листья.

Еще одна из операций - это схема расположения предметов в пространстве объект-фон . Обычно объект выступает как более активный деятель, а фон остается пассивным. Очень важно также то, что фон обычно больше, чем объект.

Кот (объект) на столе (фон). Все хорошо, всё правильно.

Стол (объект) на коте (фон). Стол становится объектом, принимает более активную роль. Это может быть странно, если мы вообразим маленький стол на большом коте. А может быть трагично, потому что второй вариант интерпретации – маленький кот придавлен большим столом.

Оля вошла в дом. Всё отлично.

Дом вошел в Олю. Здесь уже попахивает фантасмагорией, или образными выражениями.

Велосипед рядом с домом. Привычная картина.

Дом рядом с велосипедом. Автоматически мы представляем игрушечный дом рядом с огромным велосипедом.

В данных примерах нет никаких ловушек, только законы функционирования нашего мозга. При «выпадении» из этих законов с помощью языковых средств создаются высказывания, которые используются для создания комического или фантастического эффекта.

Это всего лишь несколько простых примеров, и если Вы немного задумаетесь, то сможете найти другие в Вашей ежедневной речи. На самом деле, это очень забавное занятие - осознавать, как отражаются законы нашего мышления в языке, и как меняется восприятие информации, если мы их нарушаем.

Также интересно наблюдать, как одно и то же явление по-разному концептуализируется в разных языках. Но об этом мы поговорим в одой из следующих статей.

Источники

Cruse, D.A., y Croft, W. (2008). Lingüística cognitiva. Madrid, España: Ediciones Akal, S.A.

Langacker, R. W. (1987). Foundations of Cognitive Grammar . Vol I: Theoretical Prerequisites. Stanford, Cal.: Stanford University Press.