Аристотелевая муха и парадокс Мпембы

Начало книги в "О простоте и парадоксах": http://proza.ru/2026/01/15/1353


"Аристотелевая муха" - это научное заблуждение, которое существует как знание только благодаря авторитету его автора. То есть как бы кто ни пытался устранить недоразумение научного авторитета, ему это сделать, скорее всего, не удастся. Поэтому аристотелевые мухи очень живучи, как, впрочем, и парадоксы, часто ими порожденные.

Сам Аристотель в своё время был таким Учителем, считаться учеником которого было почётным даже для Александра Македонского.  Но "На всякого мудреца довольно простоты". В одной из своих "Книг" Аристотель сказал учёным, что у мухи 4 пары ножек. Каждый, кто хоть раз видел муху, мог заметить, что у мухи с каждой стороны по три ноги.  Однако только примерно через 2000 лет великий шведский естествоиспытатель Карл фон Линней (опять же только благодаря своему авторитету), убедил учёных в том, что у мухи 3 пары ног. 

Хоть Аристотель и насмешил вечность, но это совсем не смешно. И, догадайтесь, у кого сейчас больше всего аристотелевые мух?.. Правильно, у Эйнштейна. Это знал и он сам: "Чтобы покарать меня за отвращение к авторитетам, судьба сделала авторитетом меня самого".

Отвращение или неприязнь к конкретному научному авторитету может быть только у того, кто видит его вред для науки, то есть видит в его научных трудах эти самые пресловутые "аристотелевые мухи", но ничего не может с ними сделать.

Этот же Аристотель как-то сказал, что единажды нагретая вода меняет свои свойства, поэтому, например, горячая вода охлаждается быстрее и может замерзнуть раньше холодной, находящейся с ней в равных условиях. Сам Аристотель лёд и снег видел только на вершинах далёких гор, а в качестве доказательства он предлагал следующий эксперимент: мол, вынесете и поставьте на солнце горячую воду, и она даже на  солнце станет холодной, тогда как обычная вода на солнце только нагревается... Вот так и появляются чудесные свойства у простой воды.

Мы уже знаем ответ на вопрос "Почему тонкое медицинское покрывало фольгировано и сверху, и снизу?", то есть имеем представление о встречном индуктивном теплообмене. Холод - это та же теплота и тоже существует только в виде индукционных атомных квантов.  Верхний блестящий слой покрывала отражает "холодные" кванты обратно, не позволяя им проникать под покрывало; а нижний блестящий слой возвращает "тёплые" кванты пациенту. Колба термоса тоже делается зеркальной как снаружи, так и изнутри. А также знаем главный закон термодинамики:  "То, что долго нагревается, долго остывает; а то, что быстро нагревается, быстро остывает". Но мысль Аристотеля о более быстром замерзании горячей воды тоже оказалась живучей.

В настоящее время эта аристотелевая муха известна как парадокс (или эффект) Аристотеля-Мпембы. Его суть та же: горячая вода при прочих равных условиях может замерзнуть раньше холодной. 

В 2011 году Королевское химическое общество (Британии) даже объявило конкурс на лучшее доказательство существования этого эффекта. Но ни одного доказательства более раннего замерзания горячей воды представлено не было.

Это мне известно из личной переписки с организаторами конкурса. Дело в том, что я принимал в нём участие и являюсь автором единственного опыта, в котором тёплая вода действительно может замерзнуть быстрее холодной.

Суть опыта: берём два одинаковых высоких бумажных сканчика для напитков, на высоте 2 см и 4 см от дна делаем риски, в стаканчик с надписью "гор" наливаем до нижней риски воду комнатной температуры, а с надписью "хол" - такое же количество воды из-под крана, ставим оба стаканчика в морозилку холодильника. В чём тут фокус?

Горячая вода испаряется интенсивнее холодной. Это раз. Во-вторых, если вынести на мороз небольшое количество горячей воды в высоком стакане, то он не парит, то есть весь пар остаётся как бы запертым в стакане.

В-третьих, испарившиеся частицы на морозе быстро охлаждаются, укрупняются (конденсируются), падают обратно в воду и охлаждают её. Это происходит в обоих стаканчиках, но в стаканчике с надписью "гор" таких частиц значительно больше. Следовательно, вода  в стаканчике с надписью  "гор" охлаждается интенсивнее (то есть опережающими темпами) по двум причинам: первая причина - большой перепад температур на границе сред (вода в стаканчиках в морозилке охлаждается со всех сторон) ; вторая причина - большее количество вернувшихся в воду частиц.

Охлаждение воды за счёт вернувшихся частиц, я назвал "ретурнинговым" (возвратным) теплообменом. Опережающее появление льда на поверхности воды в стаканчике с надписью "гор" может быть обусловлено как раз падением в воду большого количества замёрзший частиц. Более того, лёд в стаканчике с надписью "гор" может появиться при плюсовой температуре воды, так как и в естественных водоёмах сразу подо льдом вода имеет положительные температуры.

В моём опыте весь иней в обоих стаканчиках находился ниже отметки 4 см при высоте стаканчиков 12 см.  Но зафиксировать опережающее замерзание тёплой воды мне на моей кухне не удалось.

Тем не менее я отправил описание опытов и их объяснение организаторам конкурса. Британские учёные сочли их разумными, интересными и попросили прислать видео-отчёт... А вскоре изменили условия конкурса. Теперь, согласно новым условиям, испарение воды должно быть исключено из опытов и объяснений эффекта Мпембы...

Однако сам танзаниец Мпемба вообще не уточнял, в закрытых или в открытых стаканчиках он ставил в морозилку свои смеси для приготовления мороженного.  Так что с эффектом Мпембы не всё так чисто, как должно быть в науке. Но, повторяюсь, опытов, подтверждающих правоту Аристотеля и Мпембы, в настоящее время не существует.