В предишна статия говорих за митовете около българския електронен калкулатор “Елка”.

Днес ще разровим друг едни мит за друго “българско” изобретение.
Доста често се чува, че “Ксероксът” е българско изобретение. Включително наскоро четох и една руска статия по въпроса.

Всъщност това е вярно… Ама почти.
Ще кажете “Ч’ай ся! Българско ли е или не? К’ви са тия почтита?”
Да, копирната машина си е американско изобретение (в крайна сметка).
Сега ще се спра по-подробно на “почти-то”.

И в този мит, както в предишния има доза истина. Всъщност в този даже и повече.

Като начало, в барабана на копирните машини (айде, за по-кратко ще ги наричам с разговорното им название “ксероксите”), както и на лазерните принтери се използват така наречените фотоелектрети. Материали, които когато са под напрежение и се облъчат със светлина променят поляризацията си, като я запазват след това, докато не се приложи отново напрежение и цялостно осветяване, за да я премахне. Знаем нататък, върху поляризираните места на барабана залепва тонер, който после се прехвърля върху хартията.

Именно фотоелекретите са открити от Георги Наджаков. Откритието е публикувано през 1937-а година, макар че Наджаков работи по него от доста по-рано.
През 1938-а пък, Честър Карлсон, американец използвал същия фотоелектрет, с който е работил Наджаков – поликристална сяра и успява да копира изображение.

Ще кажете, ясно – материалът и принципът са българско откритие, а самото приложение – американско. Какво повече има да се рови.

Ммм, ами крушката си има опашка, ламята – крила, а историята – продължение.

В изобретението на Карлсон се използва така нареченият трибоелектрически ефект (най-просто казано, наелектризиране, чрез триене). В съвременните ксерокси се ползва електрически разряд. По-точно коронен разряд. Както и други фотоелектретни материали.

Интересно е, че първият ксерокс, работещ с коронен разряд е сглобен всъщност… в Москва. Е, още не бил с барабан, а с плоча от фотоелектретен материал, но това са подробности. Дело е на Владимир Фридкин, по-късно професор, но през 1952-а година, когато е направил ксерокса е работел в малък заводски институт. Освен това в модела на Карлсон образът е достъпен за няколко секунди, ако не се прехвърли на хартия през това време изчезва, а при модела на Фридкин е можел да бъде запазван и с дни, преди да се прехвърли на хартия.

Фридкин е работил с Наджаков, така че би могло ксероксът да се създаде и в България, или едновременно да се разработва и в Москва и тук, съответно да се продава по света, но не се е получило. Ксероксът на Фридкин си остава в един единствен екземпляр. Защо ли – по същите причини, както и в случая с “Елката” – особености на “икономиката” от социалистически тип. Нещо повече, когато в СССР се появява т.нар. “самиздат” и хората започват да преписват и разпространяват книги на Солженицин и други неудобни за режима автори, партията нарежда машината на Фридкин да бъде унищожена. Не помагат аргументите, че това е първият ксерокс от съвсем нов тип. Машината е разглобена, частите разграбени. Има легенда, че понеже фотоелектретната пластина имала слаби огледални свойства е била закачена в кенефа на института, вместо огледало. Предполагам, че е само легенда.

Да отворя една скоба. През осемдесетте години на 20-и век копирните машини се появиха в България, имаше копирни центрове, където обаче беше забранено да се копират текстове на чужд език (не помня, дали руският минаваше към чуждите). За да не се разпространява “диверсионна” литература… Затварям скобата.

Така че, заради чудесата на социализма, всякакъв предприемачески дух е бил унищожаван в зародиш, нищо че и към БАН и към Съветската АН имаше институти за “внедряване и развитие” и едно потенциално много успешно изобретение не е могло да тръгне към света от там, където се е зародило.

В крайна сметка ксероксът не е нито българско, нито руско, а американско изобретение, всичко останало са щрихи към историята.

И така, следва ли да се гордеем, че българин ала-бала и така-онака… Не, не следва. Има смисъл да се гордеем само от неща, които сами сме постигнали.
Следва обаче да отдадем необходимата почит и уважение на Георги Наджаков и да не забравяме постиженията му.
Когато следващия път ползваме ксерокса или лазерния принтер, да се сетим, че тези толкова удобни изобретения дължим и на него.

Каква е целта на този пост. От ровене по разни форуми свързани с физиката стигнах до извода, че на много хора принципите на относителността са им малко неясни. Не говоря за разните антирелативистки “гурута’, които с апломб “обясняват” колко е погрешна Теорията на относителността и отказват да приемат всякакви разумни аргументи.

“Таргета” както казваме по български на поста са хората, които не са зомбирани от фикс идеи, че те знаят по-добре от учените нещата. Постът е насочен към тези, които имат някаква любознателност и поне лек интерес към релативистките проблеми, но са объркани от многото не твърде ясни обяснения и относителността на времето им се вижда като магия, или мантра, която физиците повтарят, без да е много ясно, с какво съдържание е изпълнена.
А всъщност нещата са (относително) прости.

Първо, от форумите разбирам, че много хора не са наясно, че времето в две отправни системи трябва да се мери с независими часовници за всяка от тях, ще опитам тук да разсея малко мъглата.

Всъщност това го писах в един форум, тук го давам малко променено.

Понеже в литературата по въпроса се говори предимно за влакове – когато са създавани Теорията на относителността, Лоренцовите трансформации и т.н. аероплани почти е нямало, а за космически кораби и най-смелите фантасти не са се били сетили още. За това и аз ще говоря за влак и гара. Все пак влак, перон и гаров часовник е най-лесно да си представим.

Нека нашият влак да се движи с потресаващата скорост от половин светлинна секунда в секунда (!!!) спрямо дадена гара.

Нека когато вагонът премине покрай гарововия часовник, той да показва 00 секунди. Нека да е 12:00:00, за по-лесно и даден пътник го погледне в този момент (то как ще го види си е негов проблем де).
След една секунда, диспечерът с червената шапка и “слънчогледа” на перона ще види, че стрелката на часовника ще мръдне с едно деление. Или, нека часовникът да е модерен, със светодиоди, ще покаже 12:00:01. Хубаво, ама светлината от диодите ще тръгне след влака, но за тази секунда влакът ще се е придвижил на половин светлинна секунда напред. Тоест светлината трябва да се движи половин секунда, за да стигне до очите на пътника. Да де, ама за тая половин секунда, влакът ще се е отдалечил на още половин от половината светлинна секунда. Така че ще стигне до пътника не след 1 секунда, а след близо 2. Тоест пътникът ще види, че показанието на часовника се сменя малко по-късно. Следващата секунда това ще стане още по-късно, защото влакът ще се е отдалечил още. Може би първата секунда пътникът няма да забележи закъснението, ама с напредване на времето ще стане осезателно. Виж, ако си има свой часовник и го погледне, ще види разминаването в показанията и ще каже, баси, тези не могат да си сверят часовника.
Ако в края на влака има закачен часовник, диспечерът с червената шапка ще види същото разминаване, между него и часовника, висящ над главата му, но в обратна посока.

Надявам се това до тук да внесе яснота, защо трябва да има независими часовници във всяка отправна система и защо от влака не можем да мерим времето с часовника на перона.

Забавен е въпросът, какво ще стане с двамата наблюдатели, ако влакът стигне до някъде, примерно на един светлинен час от гарата и започне да се връща.
По-наблюдателните ще кажат – ама то нали симетрично, требе като се върне влакът, нещата да се изравнят. От къде тогава идва Парадоксът на близнаците?

Такаа. При ускорителни движения, каквото е също и движението по окръжност, тоест, когато влакът прави завой, нещата са по-различни. Там излизаме от обхвата на Специалната теория на относителността (или СТО), но ще пренебрегнем това движение.

За улеснение да пренебрегнем времето за забавяне и обратно ускорение, нека влакът е направил “примка” за пренебрежимо малко време и се приближава. Тоест не разглеждаме моментите, в които има ускорения и постановката престава да е предмет на СТО.

Да разгледаме само първата секунда от този час.
Светлината от часовника на перона казахме, ще стигне до влака след 2 секунди. Обаче в първата секунда, от часовника в края на влака тръгва светлината към гарата. Казахме, влакът в това време се е отдалечил на половин светлинна секунда. Или гарата се е отдалечила от него на толкова. Тоест, светлината от влака, от първата секунда на отдалечаването му от гарата, ще дойде на перона след секунда и половина. Ето още в първата секунда имаме разминаване между часовниците, което все повече ще се увеличава и в крайна сметка, когато се влакът се озове в началната точка, показанията им ще са различни, като този на влака ще е по-назад от гаровия.

Разбира се хората, които са наясно с нещата ще кажат, че това обяснение е по-скоро от класическата физика, а не от релативистката. Така е. Целта му е да даде най-базова представа за относителността на времето в различните отправни системи и че тя не се дължи на магия, а на съвсем естествени причини. Каквито са крайната скорост на светлината и невъзможността да се движим по-бързо от нея, нито пък с нейната скорост.

В един от коментарите на въпросния форум участник протестираше, че такова обяснение може да се направи и със звукови вълни.
Не, никой не ни забранява да се движим много по-бързо от звука. Докато скоростта на светлината е постоянна и не можем нито да я достигнем, нито да я надминем. Това е и ключовият момент! И причината, когато се движим да изоставаме спрямо неподвижната отправна система.(как звучи само 🙂 )

Разбира се, това за скоростта на светлината е постулат в релативистката физика, не теорема. Но до сега не е бил опровергаван от наблюденията. За съжаление и измерванията в ЦЕРН, на неутриното, за което имаше съмнения че изпреварва светлината се оказаха погрешни. А би било много интересно, ако бяха верни. Това щеше да е революция във физиката, но уви. Революцията се отлага.

Още нещо, за да са по-правилни горните разсъждения, нещата трабва да се случват във вакуум, но все пак разглеждаме една абстракция.

И накрая, за по-любознателните:
Тук има много добра статия, в която нещата са обяснени по-подробно, вече са намесени и Лоренцовите трансформации, а не само моето елементарно обяснение. Моята цел беше да дам най-просто обяснение, с възможно най-малко математика, за да не подплаша някого, който може да се заинтересува от проблема и да продължи напред. Статията, която давам е много добра стъпка към по-доброто разбиране на нещата. Има и много добри анимации, която нагледно показват разминаването на часовниците и относителността на времето.