Физика и химия в романах: «Таинственный остров», «Марсианин» и другие
Многие писатели проверяли свои сюжеты у учёных или сами были инженерами. Поэтому в романах, которые читают ради приключений, спрятана настоящая наука. Мы выбрали книги, где физика и химия играют важную роль, и для каждой нашли место, которое стоит прочитать внимательно. Есть и пара задач.
Для 7–11 классов.
«Таинственный остров», Жюль Верн
Пятеро беглецов на воздушном шаре попадают на необитаемый остров почти без вещей. Инженер Сайрес Смит знает химию и физику, и за несколько лет они строят на острове целую цивилизацию.
- Чтобы разжечь огонь без спичек, Смит делает линзу из двух часовых стёкол, заполнив промежуток водой. Вода преломляет свет, и стёкла работают как увеличительное стекло.
- Из руды и угля герои выплавляют железо, а потом сталь.
- Из колчедана получают серную кислоту, а с её помощью нитроглицерин.
Повторять опыты с кислотами и взрывчаткой дома нельзя. Безопасные опыты собраны в статье про 10 опытов дома.
«Марсианин», Энди Вейер
Астронавт Марк Уотни остаётся на Марсе один и должен продержаться годы до прихода помощи. Вейер, программист по профессии, тщательно рассчитал почти всё, что делает герой.
- Чтобы получить воду, Уотни разлагает ракетное топливо гидразин и сжигает полученный водород в кислороде: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Процесс опасен, и в книге он чуть не взрывается.
- Он выращивает картошку в марсианском грунте, удобряя его отходами.
- Он считает, сколько калорий, кислорода и воды нужно на день, и это хорошая задача на пропорции.
У того же автора есть «Проект «Аве Мария»»: учитель биологии просыпается на космическом корабле и решает научные задачи, чтобы спасти Землю. Там много физики и биологии, которую можно проверить.
«Человек-невидимка», Герберт Уэллс
Учёный Гриффин делает своё тело прозрачным. Яков Перельман в «Занимательной физике» указал на интересную ошибку: если хрусталик и сетчатка глаза прозрачны и не поглощают свет, человек ничего не увидит. Чтобы видеть, глазу нужно поглощать свет. Невидимка был бы слепым.
Хороший пример того, как одна научная деталь меняет сюжет. О Перельмане подробнее в статье «Два Перельмана».
Ещё книги
| Книга | Автор | Наука в ней |
|---|---|---|
| «451° по Фаренгейту» | Рэй Брэдбери | температура горения бумаги и шкалы температуры |
| «Человек-амфибия» | Александр Беляев | может ли человек дышать под водой, жабры и растворённый кислород |
| «Гиперболоид инженера Гарина» | Алексей Толстой | луч, который режет металл, похож на будущий лазер |
| «Задача трёх тел» | Лю Цысинь | почему движение трёх звёзд, притягивающих друг друга, нельзя предсказать надолго |
| «Я, робот» | Айзек Азимов | три закона робототехники и логические ловушки в них |
Задачи по книгам
Задача
Переведите 451 °F в градусы Цельсия по формуле t°C = (t°F − 32) · 5/9.
451 − 32 = 419.
419 · 5/9 ≈ 232,8.
Ответ: около 233 °C. На самом деле разная бумага загорается при разной температуре, примерно от 220 до 250 °C, но Брэдбери попал близко.
Задача
Уотни нужно получить 1 кг воды. Какая масса водорода для этого понадобится? M(H₂) = 2 г/моль, M(H₂O) = 18 г/моль.
n(H₂O) = 1000 / 18 ≈ 55,6 моль.
По уравнению 2H₂ + O₂ → 2H₂O водорода нужно столько же моль, сколько воды: 55,6 моль.
m(H₂) = 55,6 · 2 ≈ 111 г.
Ответ: около 111 г водорода.
Разберём на занятии
Прочитанное лучше запоминается, когда о нём можно поговорить: на живых занятиях преподаватели помогают разобрать книгу и взять из неё примеры для сочинения и устной части экзамена.
Первое занятие бесплатное: можно посмотреть формат вместе с ребёнком и решить, подходит ли он.
Частые вопросы
С какой книги начать?
В 7–8 классе с «Таинственного острова» или «Человека-амфибии», в 9–11 с «Марсианина».
Всё ли в «Марсианине» научно правильно?
Почти. Главную натяжку признал сам автор: марсианская буря в начале книги не могла бы опрокинуть ракету, потому что атмосфера Марса очень разреженная.
Можно ли брать эти книги на итоговое сочинение?
Да, особенно на темы о человеке и природе, науке и ответственности, выживании. «Марсианин» хороший пример стойкости и находчивости.