khimie.ru

Возможно, сила теоретика в том, что он смотрит на проблему до некоторой степени глазами постороннего − со стороны виднее! Поэтому ему часто удается неожиданно сблизить, казалось бы, далекие явления и понятия.

Но скорее всего, теоретика выручает умение оперировать моделями. Сводить сложное к простому, отбрасывая мешанину частностей, второстепенного и привнесенного. Когда шелуха не относящегося к делу удалена, остается лишь «скелет», остов явления.

Чтобы наши соображения не казались чересчур абстрактными, рассмотрим такую проблему. Расчертим бескрайние земные просторы на клетки вроде шахматной доски. В углах клеток посадим фруктовые деревья − яблони например.

Каждая яблоня вольна заболеть и эту свою хворь передать четырем соседним с ней деревьям. И так далее.

Вопрос такой: возникнет ли в саду эпидемия или нет? Какие должны быть для этого условия? И следовательно, как можно защитить сад?

Эта совсем не академическая задача идет по ведомству особой научной дисциплины, которая родилась в 1957 году: теории  перколяции.

Ответ для нашей задачи таков: если вероятность того, что больное дерево может заразить соседнее (обозначим ее буквой γ) меньше некоторой критической величины γ₀ то эпидемии можно не опасаться, инфекция «захлебнется». Но если γ > γ₀ лавина инфекции станет неудержимой. Каков бы ни был размер сада, хоть засади деревьями весь земной шар, он весь будет охвачен заболеванием.

Конечно, не каждое дерево будет подвержено порче, как не каждый человек обязательно должен заболеть гриппом во времена пандемии. Но процесс сможет распространиться как угодно далеко, вовлекая все новые и новые деревья-жертвы.

Ну а как защитить сад? Очень просто. Надо развести все деревья на достаточно далекое от ближайших соседей расстояние. Ясно: чем больше оно, тем меньше параметр γ, шанс заразиться меньше.

Зачем мы все это рассказываем? А чтобы показать, что, как это углядели теоретики, по существу нет никакой разницы между задачей о фруктовом саде и проблемой просачивания газа сквозь толщу пористого электрода. Вот она цепкость теории, способной сближать далекое и разное!

Как жаль, что под рукой у нас нет доски и мела, и мы не можем нарисовать клеточки нашей условной шахматной доски. Кстати, квадратная решетка, а не кубическая, что было бы ближе к реальности, выбрана просто потому, что так проще рисовать. Мы пометили бы на ней, допустим двойными линиями, поры, доступные для газа, оставив непомеченными «жидкие поры», и все бы стало уже совсем простым и ясным, и можно было бы наглядно объяснить наконец экспериментальные результаты.

Помните? Как при увеличении давления газа скачком возрастал электрический ток? Тогда это было загадкой, теперь же все можно объяснить

Ток, снимаемый с электрода, резко возрастает тогда, когда вместе с ростом давления газа  концентрация γ газовых пор достигнет определенного значения. Иными словами, когда в порах на всю толщину электрода «прорастет» кластер из доступных для газа и заполненных им пор. Когда начнется (вспомним фруктовый сад) «газовая пандемия».

Конечно, теоретики Института электрохимии имени А. Н. Фрумкина АН СССР прояснили не только этот факт. Моделирование, «игры» с ЭВМ открыли перед экспериментаторами как бы новую страну − Королевство Пор с царящими там своеобразными законами и обычаями.

Многое стало ясно и, в частности, то, что система Бэкона − не самое удачное и не самое последнее слово. Расчеты теоретиков обещали большие токи: до 10 ампер с квадратного сантиметра внешней поверхности электродов.