Знаменитый закон Мерфи гласит: "Все, что может произойти плохого, обязательно произойдет". Частным случаем из этого закона является "закон бутерброда" - бутерброд всегда падает маслом вниз. Соответствует ли это утверждение законам физики и математики? Этот вопрос уже давно задают ученые. И по разному отвечают на него. В 1991 году на ВВС в цикле фильмов под названием 'QED' была проведена серия опытов, которые, как тогда казалось, опровергали закон Мерфи в применении к бутерброду. Из 300 кусков хлеба с маслом 148 упали маслом вверх, а 152 - маслом вниз. Примерно 50 на 50 - среднее распределение, такое же, как если бы подбрасывали не бутерброды, а монетку. Но в реальной жизни все происходит ведь не так. Бутерброды никто не подбрасывает в воздух, а они падают со стола. То есть они не свободно вращаются в воздухе, падая с вполне определенной высоты на пол. Самым подробным анализом закона Мерфи занялся журналист и физик Роберт Маттеус. Вес масла в экспериментах Маттеуса составлял не более 10 процентов от общего веса бутерброда, и оно сосредоточено в его центре.
Согласно формулам Маттеуса, решающую роль в том, окажется бутерброд маслом вниз или нет, играет "критический параметр нависания" - того расстояния на которое надо сдвинуть бутерброд со стола, чтобы он начал падать. Для того чтобы бутерброд в воздухе совершил оборот на 360 градусов и упал маслом вверх - этот параметр должен быть больше 6 процентов. Но в простой жизни никто не кладет на стол бутерброд, чтобы он сразу начала падать. Обычно он просто сдвигается на край стола, нависает и падает. И ему не хватает расстояния до пола, чтобы совершить полный оборот и шлепнуться маслом вверх.
Для того чтобы закон Мерфи не выполнялся и бутерброд падал только маслом вверх, стол должен быть трехметровой высоты.
Но математики или физики не были бы таковыми, если бы не задали самый главный вопрос - а всегда ли будет падать бутерброд маслом вниз? Если во Вселенной существуют существа, подобные нам, и они тоже едят бутерброды с маслом - будет ли у них падать этот бутерброд тоже маслом вниз?
В 1980 году Вильям Пресс из Гарварда доказал, что рост живого организма, передвигающегося на двух ногах, зависит от гравитационного поля, в котором он существует. Максимальный рост его должен быть таков, чтобы, упав с такой высоты, он бы не расшибся насмерть. Очевидно, что удобная для еды высота стола не должна превышать половины роста. А сам стол трехметровый, значит существо, у которого бутерброд падал бы аккуратно и маслом вверх, должно быть шестиметрового роста. Может ли такой счастливчик существовать где-нибудь на далеких планетах?
Маттеус вывел очень сложную и длинную формулу, из которой следует, что для условий нашей Вселенной максимальный рост двуногого существа может достигать 2,98704 метров. Напомню, что самый высокий человек планеты Земля Роберт Вадлоу имеет рост в 2,47 метра. Значит, во Вселенной существа, у которого был бы такой стол, с которого бутерброд падал бы маслом вверх.
Что можно придумать, чтобы бутерброды не падали маслом вниз? Отъесть сразу кусочек от него, и тогда он сможет совершить достаточное количество переворотов, чтобы упасть маслом вверх. Построить трехметровый стол и есть на такой высоте. Или просто намазать обе стороны хлеба маслом. Есть еще один вариант, предложенный читателем журнала Omni: Если кошка всегда приземляется при падении на лапы, а бутерброд всегда падает маслом вниз, то может быть, стоит прилепить бутерброд маслом вверх на спину кошки.
Если физик Роберт Маттеус выводил свои формулы из научного любопытства, то профессор Бронек Веджич (Bronek Wedzicha) из университета Лидса (University of Leeds) получил 10 тысяч фунтов за вывод формулы оптимальной толщины масла на бутерброде. Три месяца специалисты резали и жарили хлеб, намазывали на него масло и измеряли полученный результат с помощью разнообразных приборов. Оказалось, что слой масла в идеальном бутерброде должен быть равен, примерно, одной семнадцатой от толщины хлеба. То есть, при толщине в один сантиметр - слой масла должен быть 0,6 миллиметра. А для того, чтобы поджарить идеальный тост, масло нужно доставать прямо из холодильника, быстро его мазать в течение двух минут на поджаренный хлеб при температуре не менее 120 градусов. Как отмерить слой в полмиллиметра с помощью столового ножа и без десятка тысяч фунтов английские ученые не сообщают.
(Оригинал: Tumbling toast, Murphy's Law and the Fundamental Constants, European Journal of Physics 16 172-176 1995; Wedzicha, B. and Roberts C. Modelling: a new solution to old problems in the food industry. New Food., 2001, 4, 55-58.)