Страница:
Объяснение (б) обладает рядом достоинств, но все же не отвечает на основной вопрос. Где бы вы ни были: в номере отеля в Лас-Вегасе, где зеркало расположено на потолке, в эскимосском иглу, юрте кочевников, зеркальном зале во время карнавала и вообще в самых непривычных для западного человека помещениях или интерьерах, которые только можно выдумать, — вы
все равноне сможете прочитать отражение газетного текста в зеркале, потому что оно «перевернуто справа налево». Почему?
Давайте поставим вопрос прямо: почему изображение переворачивается в зеркале? На этот раз давайте будем тщательно подбирать термины и формулировки и дадим обобщенное определение того, что это значит — зеркало «переворачивает изображение».
Объяснение (а) верно в том смысле, что зеркала не обязательно меняют местами именно правое и левое. Было бы странно, если бы так происходило: ведь «правое» и «левое» определяется по отношению к наблюдателю. Каким образом глупый кусок стекла может «догадаться» о том, что кто-то на него смотрит, да еще и определить, как ориентирован наблюдатель? Но для того чтобы последовательноменять местами именно правое и левое, это нужно знать.
Гораздо более вероятно (и верно), что направление, в котором изменяется ориентация отражения в зеркале, зависит от положения в пространстве самого зеркала. Именно это суть объяснения (б). Меняя ориентацию зеркала в пространстве, вы можете его заставить «переворачивать» изображения в любом направлении.
Но как именно это происходит? Эксперимент со стрелкой показал, что, если стрелка расположена параллельно поверхности зеркала, ее отражение не «переворачивается» и указывает в том же направлении, что и сама стрелка. Можно ли расположить стрелку так, что ее отражение будет указывать в другом направлении, чем сама стрелка? Да. Так произойдет, если стрелка будет нацелена прямо на зеркало (направление «от вас»). Тогда ее отражение будет указывать на вас, а не в глубину зеркала. Или наоборот: сделайте так, чтобы стрелка указывала на вас (от зеркала). Отражение стрелки будет указывать не на вас, а в глубину зеркала.
Несколько многословное, но точное определение того, что происходит с отражением в зеркале, будет таким: в зеркале меняется направление «к зеркалу» (или «в зеркало») на «от (или „из“) зеркала» и наоборот. Когда вы смотрите в зеркало, то те предметы, которые в нем оказываются расположенными перед вами, на самом деле находятся позади вас. В то же время направления, параллельные поверхности зеркала, такие как правое и левое, верх и низ, не «переворачиваются», не меняются местами в отражении.
Это настолько очевидное явление, что мы обычно не обращаем на него внимания. В большинстве случаев вы не воспринимаете зеркальное отражение как «зазеркальный мир». Вы знаете, что видите в зеркале ваше собственное лицо, находясь в вашей собственной комнате. Наш мозг учитывает перемену направления в зеркало/из зеркала и интерпретирует перевернутое в зеркале изображение как реальный мир.
Эта полезная иллюзия подводит нас только тогда, когда мы имеем дело с некоторыми асимметричными объектами и действиями. Резьба на винтах, раковины улиток, узлы, ножницы существуют в двух зеркально симметричных формах. Самый знакомый для нас из подобных объектов — это наши собственные руки. Левая рука похожа на правую во всех деталях и в то же время не похожа.
Ваши правая и левая рука — «зеркальные отражения» друг друга. Соедините кончики пальцев правой руки с кончиками пальцев левой — впечатление будет таким, будто ваши руки разделяет поверхность зеркала. Кажется, что левая рука — это отражение в зеркале правой, и наоборот.
Вот где возникает путаница. В английском языке, как и во многих других языках, принято называть две зеркально симметричных формы одного и того же явления «правой» и «левой». Это просто риторическое выражение. Оно не имеет ничего общего с правым и левым направлением.Мы с таким же успехом могли бы назвать правую и левую резьбу резьбой «А» и резьбой «Б», или «плюс» и «минус», или «нормальной» и «обратной».
Одно из свойств зеркальной симметрии заключается в том, что любой из асимметричных объектов, отраженный в зеркале, трансформируется в свой зеркально симметричный аналог. Очевидно, что нашему мозгу трудно корректно воспринимать зеркальные аналоги привычных асимметричных объектов. Поскольку большинство печатных текстов абсолютно асимметричны, их зеркальные отражения выглядят странно, и мы не можем их прочитать. Асимметричные действия, такие как стрижка ножницами, могут стать чрезвычайно трудными, если вы смотрите на свое зеркальное отражение.
Нам достаточно трудно описать подобные затруднения словами. Если постараться найти наиболее точную формулировку, можно сказать, что в зеркальном отражении левоасимметричные объекты становятся правоасимметричными. В обыденной речи эта формулировка упрощается, и говорят, что в зеркале «правое» становится «левым» — хотя это уже иное и по существу неверное заключение. Мы часто соглашаемся с различными утверждениями и повторяем их, не особенно задумываясь о сути того, что мы слышим. Это как раз такой случай.
Вот краткое резюме приведенного выше анализа. Зеркало не делает правое левым, а верх низом. Оно «перевертывает» только два направления: к зеркалу и от зеркала. Это изменяет так называемые «правые» и «левые» формы асимметричных объектов, так что «правосимметричная» форма становится «левосимметричной», и в итоге отражение текста в зеркале становится нечитаемым.
Для ответа на этот вопрос требуется изменение парадигмы анализа. Вас спрашивают о том, почему в зеркале правое становится левым, хотя на самом деле этого не происходит.Многие кандидаты во время интервью так и не могут выпутаться из этой ловушки. Этот вопрос тестирует готовность кандидата оспаривать общепринятые утверждения, даже если их высказывает «начальник».
Мартин Гарднер упоминал этот вопрос в 1950-х годах, и, по-видимому, именно он сформулировал его как логическую задачу. Он написал целую книгу The ambidextrous Universe («Вселенная-амбидекстр [*]»), в которой анализируется проблема зеркальной симметрии и асимметрии, а также ее разнообразные и многочисленные следствия. [132]
В какую сторону должен поворачиваться ключ в замке дверцы автомобиля, когда автомобиль отпирают?
Загадки дзэн-буддистов обычно строились на абсурдных дилеммах, чтобы подчеркнуть, что в мире нет жестких противоположностей и границ. Можно ли сказать, что Будда и собака тождественны по свой природе? Можно ли назвать короткий посох коротким или нельзя? Загадка Microsoftоб автомобильном замке относится к тому же типу.
Некоторые кандидаты, проходящие интервью, думают, что неважно, что выбрать — правое или левое. Настоящая цель вопроса — проверить, можете ли вы сделать выбор между альтернативами А и В, которые на первый взгляд ничем не отличаются друг от друга, и не «застрять» на стадии принятия решений. (В компьютерном бизнесе также приходится принимать подобные решения. Если вас примут на работу, вам придется участвовать в совещаниях и объяснять и отстаивать там собственные решения, не всегда бесспорные и обоснованные.)
На самом деле на данный вопрос есть более обоснованный и более удачный ответ. И вот почему: вам нужно вытянуть вперед правую руку, как будто вы держите в ней ключ (если вы левша, притворитесь на время правшой). Вам нужно сжать руку в кулак ладонью вниз так, как вы делаете, зажимая ключ между большим пальцем и средним суставом указательного пальца.
Теперь поворачивайте кисть руки по часовой стрелке настолько, насколько сможете. Скорее всего вы без труда повернете кисть на 180 градусов, теперь ладонь уже смотрит вверх, а не вниз.
Попробуйте сделать то же самое, но поворачивайте кисть против часовой стрелки. Окажется, что даже на 90 градусов кисть повернуть трудно: для большинства людей поворот на 90 градусов в этом направлении — предел.
Анатомия нашей руки, запястья и кисти такова, что для правшей поворачивать ключ по часовой стрелке(так, что бородка ключа поворачивается направо)легче. Вот она — асимметрия. Естественно, у левшей все наоборот. Но левшей среди людей гораздо меньше, чем правшей, именно поэтому и можно утверждать, что существует предпочтительное направление поворота ключа.
Похоже, мы нашли обоснование ответа. Но так ли это? Ведь, если говорить о длительных промежутках времени, мы запираем машину ровно столько же раз, сколько отпираем ее. Одно из этих двух движений более «легкое», а другое — «трудное». Но ведь шесть раз — это ровно столько же, сколько полдюжины. Похоже, говорить об асимметрии нет смысла.
Однако интервьюеры Microsoft,насколько мне известно, всегда спрашивают только об отпирании двери и никогда о запирании.Учитывая, что для большинства людей поворачивать ключ в замке по часовой стрелке легче, можно привести несколько доводов в пользу того, что более легкое и «естественное» движение стоит использовать именно при отпирании двери:
— если вы отпираете незнакомую машину, то, вероятно, попробуете сначала более естественное движение. Для большинства людей это поворот по часовой стрелке. Более удобно конструировать замок так, чтобы именно то направление поворота ключа, которое, вероятно, предпочтет большинство людей, оказалось верным;
— водители, оставляя машины на парковке, обычно запирают их. Перед поездкой нужно снова отпереть дверцу, если это сделать легко, то машина будет представляться владельцу «более дружелюбной», удобной для пользователя. Разработчики программного обеспечения знают, как важно, чтобы программа загружалась как можно быстрее, если же этого не происходит, то люди менее склонны использовать данную программу или данный элемент программы;
— после широкого распространения электронных автомобильных замков с дистанционным пультом управления ключи используются теперь в основном только если села батарейка или вышла из строя электроника. Поскольку ключи используются редко, скорее всего большинство людей не помнит, в какую сторону нужно поворачивать ключ. В таком случае приводившиеся выше доводы верны: нужно сделать так, чтобы замок открылся после того, как владелец машины испробует первое же наиболее естественное направление поворота ключа. Вы чаще всего обнаружите, что батарейка села, именно когда попытаетесь открыть запертую машину. В этой ситуации опять-таки более выгодно, чтобы машину было легко открыть, особенно если есть проблемы;
— бывают такие ситуации, когда быстро открыть машину — это вопрос жизни и смерти. Допустим, если вы попали в снежный буран в Каскадных горах, то возможность быстро укрыться в машине может спасти вам жизнь. Если за вами гоняется по пятам маньяк с топором, вам также нужно будет как можно быстрее оказаться в вашей машине, чтобы спастись от него. Иногда замки заедает, а некоторые люди страдают артритом или получают травму, и им трудно повернуть ключ в замке. Можно представить себе такую ситуацию, когда жизнь человека зависит от того, сумеет ли он открыть дверцу автомобиля, и сил уже почти не осталось — вот когда вам наверняка захочется, чтобы замок отрывался в «легкую сторону». Сравните это с ситуацией, когда нужно запереть дверцу машины снаружи (только в этом случае вам понадобится ключ) — здесь речь идет не о спасении жизни, а просто о защите собственности.
Ни одна из приведенных причин не является абсолютно неоспоримой — речь идет или о маловероятных ситуациях, или о не слишком важных удобствах. Подобно вопросу о том, с какой стороны располагать сливное отверстие в круглой ванне, — некоторые проблемы дизайна решаются на основе «микроаргументов» в пользу того или иного решения.
В реальности замок дверцы большинства автомобилей отпирается поворотом ключа по часовой стрелке со стороны водителя,а вот со стороны пассажира дверца обычно открывается при помощи поворота ключа против часовой стрелки. Другими словами, вы открываете дверцу, поворачивая ключ в сторону ближайшего к замку края дверцы. Это обычная практика и для замков, запирающих двери квартир. Большинство людей подсознательно усваивают это правило, даже если не подозревают о нем. Это еще один довод в пользу того, что водитель, который впервые пробует открыть дверцу незнакомого автомобиля, скорее всего попробует повернуть ключ по часовой стрелке. [133]
Короче говоря, и традиции, и эргономика подсказывают, что ключ должен отпирать замок дверцы со стороны водителя, поворачиваясь по часовой стрелке (направо). Люди из Microsoftпросто помешаны на эргономике и еще больше любят, чтобы все следовали одинаковым стандартам.
Почему так происходит: когда вы включаете горячую воду в отеле, горячая вода из крана течет сразу же?..
Дело в том, что в домах большинства людей бойлер, нагревающий воду, отделяет от крана, из которого вытекает горячая вода, не один десяток метров труб. Трубы для горячей воды, конечно, никто не нагревает. Если кран для горячей воды в вашем доме какое-то время не открывается, вода в трубах остывает до температуры окружающей среды, поэтому, когда вы включаете горячую воду, сначала должна протечь остывшая в трубах вода, и только затем пойдет вода горячая.
Можно придумать несколько способов, чтобы из крана мгновенно текла горячая вода. Вы можете установить специальный нагреватель для каждого крана горячей воды как можно ближе к нему. Можно также установить систему подогрева труб. Это приемлемые (хотя и неверные) ответы во время интервью.
Вот как решается проблема в реальности: в отелях и некоторых жилых домах установлена система циркуляции горячей воды. Это насос, подсоединенный к специальной дополнительной трубе, по которой вода течет «назад» к бойлеру. «Обратная» труба проходит от самого дальнего от бойлера крана мимо всех остальных к бойлеру. Насос медленно прокачивает горячую воду через систему, чтобы она никогда не остывала. Именно поэтому, когда вы включаете кран, из трубы сразу течет горячая вода.
Основное преимущество этой системы по сравнению с приведенными выше предложениями заключается в том, что ее легко и дешево эксплуатировать. «Обратная» труба может быть достаточно тонкой — обычно это гибкая пластмассовая трубка, которую очень легко подсоединить.
Как делают конфеты M&M's?
Основной вопрос: как удается изготавливать абсолютно гладкие многослойные конфеты дисковидной формы в огромных количествах на полностью автоматизированных линиях — человеческая рука впервые прикасается к этим конфетам только после того, как открывается пакет. Просто обмакнуть шоколад в расплавленную сахарную глазурь — это плохое решение. Вам ведь придется куда-то поместить конфеты, пока глазурь будет затвердевать. Если сделать так, одна сторона конфеты окажется плоской, как у обычных шоколадных конфет. Один из изобретательных (но неверных ответов) был таким: «У них есть противень с горячим кипящим шоколадом, арахис специально замораживают и „простреливают“ через горячий шоколад, который мгновенно затвердевает на конфете еще до того, как она коснется конвейера». [134]
Реальный метод, используемый компанией Mars,и прост, и остроумен. К несчастью, догадаться, как он работает, очень трудно, если только вы не эксперт по технологиям изготовления конфет. Шоколадные сердцевины «обычных» конфет M&M'sсначала отливаются в небольших формах. Затем эти шоколадные эллипсоиды помещают в большой вращающийся барабан, похожий на бетономешалку. Пока конфеты «трясутся» в этом барабане, на них напыляют сахарную глазурь, которая затвердевает и становится белой твердой оболочкой конфеты. Поскольку конфеты постоянно двигаются и перемешиваются, они не слипаются в комок. Кроме того, благодаря постоянному движению и соударениям конфеты становятся гладкими и все неровности удаляются. Тот же принцип вращающегося барабана используется для шлифовки драгоценных камней.
Потом конфеты еще раз опрыскивают, но уже цветной сахарной глазурью, которая застывает поверх белой глазури.
Еще одна тайна: как им удается печатать маленькие буквы «m» на-конфетах — очевидно, это делается не вручную. Причем эти буквы всегда находятся в середине одной из двух плоских сторон конфеты. Это значит, что каждая из конфеток должна быть проштампована клише с красителем. Вот в чем секрет: конфетки попадают на конвейер, на котором тысячи углублений по форме конфеток M&M's.Каждая конфетка попадает в одно из этих углублений. Затем к каждой из них очень легко и осторожно прикасается резиновый штамп с белым съедобным красителем — и на конфетах появляются знакомые буквы «m».
Это одна из нескольких головоломок Microsoft,время и место появления которой я смог установить. Джон Сполски, работавший в команде, разрабатывавшей электронные таблицы Excel,придумал ее примерно в 1990 году. «Все, что я помню, — мы болтали с другими менеджерами программ в Microsoftи спрашивали друг друга: «А какие вопросы ты используешь?». Я сказал: "Вы знаете, а я вот подумал про M&M's.Я буду спрашивать про M&M's".Мне сказали: «Вряд ли это будет хорошим вопросом. Очень трудно догадаться. Нужно много знать про шоколад»».
Сполски рассказывал, что он использовал этот вопрос всего несколько раз. Сейчас он считает, что есть более удачные вопросы. Так же, как и вопрос о форме крышки люка, вопрос о M&M'sполучил широкую известность и используется другими фирмами.
Интервьеры не шутят, когда говорят, что тому, кто задает вопрос, не обязательно знать «правильный ответ». Сполски признал, что даже он сам не знает, как делаются M&M's.Это не обязательно знать, чтобы оценивать ответы кандидатов на работу. Цель этого вопроса, как и большинства других, — проверить, может ли кандидат сказать по этому поводу что-то убедительное и, напротив, не давать глупых ответов.
Вы плывете в лодке и выбрасываете за борт чемодан — поднимется или опустится уровень воды?
Это простой вопрос, если вы знаете, что плавающие в воде предметы вытесняют равное им по весу количеству воды. В этом весь трюк. Наверное, большинство кандидатов на работу в корпорации Microsoft,получивших техническое образование, когда-то слышали об этом, хотя многие из них не вполне уверены, о чем именно шла речь (гммм… Что же это было — вес или объем воды, которые вытесняет предмет?). В конце концов для создания компьютерных программ это помнить необязательно.
Вот способ решения этой задачи, для использования которого практически не нужны математические и физические знания. Давайте начнем с самых основ. Каждый раз, когда вы выбрасываете что-то из лодки, она становится легче и поэтому всплывает. Правильно?
К несчастью, вопрос не об этом. Вас спрашивают, повысится или понизится уровень воды,а не всплывает ли лодка.
Обычно, если вы плаваете в достаточно большом водоеме, вы не обращаете внимания на уровень воды, если он достаточен, чтобы лодка не села на мель. Когда вы выбрасываете из лодки чемодан, то заметного на глаз изменения уровня воды не произойдет. Вопрос в том, изменится ли в принципе уровень воды и как.
Единственный фактор, который может изменить уровень воды, это объем погруженных в нее объектов. Замысловатый термин, который придумали для этого ученые, — «водоизмещение». Представьте себе игрушечный кораблик, плавающий в ванне. Погруженный в воду корпус кораблика занимает определенный объем, который соответственно не может занимать вода. Этот объем и называется водоизмещением кораблика. Это не полный объем кораблика, а только та его часть, которая находится ниже ватерлинии.
Уровень воды в ванне зависит от суммы водоизмещении всех игрушечных корабликов, резиновых уточек и других объектов, которые плавают в ванне или «утонули» в ней. Добавьте еще несколько корабликов, и количество вытесненной воды увеличится. Вытесненная вода должна где-то находиться, поэтому уровень воды повысится. Если вы, наоборот, вынете из воды несколько корабликов, количество вытесненной воды уменьшится, и уровень воды понизится.
Все это относится и к озерам, и к морям. Дело только в том, что у естественных водоемов сложный рельеф дна, поэтому труднее представить изменения уровня воды визуально, но если речь идет об океане, очевидно, что изменения в любом случае микроскопические.
Следовательно, вопрос можно переформулировать таким образом: «Если выбросить из лодки чемодан, изменится ли количество вытесненной воды?» Мы знаем, что лодка после этого станет легче. Это уменьшит ее осадку в воде, и, следовательно, уменьшится количество воды, вытесненное лодкой, но когда чемодан плюхнется в воду, он также вытеснит какое-то количество воды. Каким же будет суммарный эффект: позитивным, негативным или нулевым?
Для ответа на этой вопрос мы должны установить соотношение между весом и объемом вытесненной воды. Вот «умственный физический эксперимент», решающий эту задачу.
Представьте себе надувной мяч (вроде тех, которыми играют на пляже), который плавает в ванне. Такой мяч обычно очень легкий — его оболочка сделана из тонкого пластика, а внутри — воздух, поэтому он будет плавать на поверхности воды, практически не погружаясь в нее и не вытесняя воды — правильно? Вывод: если вес объекта очень мал, он практически не вытесняет воду и не изменяет уровень воды.
Теперь представьте, что у вас есть такой же пляжный мяч, но вам каким-то образом удалось засунуть внутрь этого мяча двухкилограммовый кирпич. Этот дополнительный вес приведет к тому, что мяч глубже погрузится в воду и вытеснит больше воды. Два килограмма дополнительного веса увеличат (мы не знаем точно насколько) количество вытесненной воды.
Теперь представьте себе третий пляжный мяч, внутри которого ровно два килограмма воды. У него тоже будет более низкая осадка по сравнению с первым мячом. Ваша «умственная физическая модель», надеюсь, достаточно точна, чтобы подсказать, что мяч будет погружаться в воду до тех пор, пока уровень воды внутримяча не будет почти таким же, как снаружи.(Если бы мяч был сделан из сверхпрочного и сверхтонкого пластика, изготовленного при помощи нанотехнологий, внутренний и внешний уровни воды оказались бы абсолютно одинаковыми. Мяч был бы просто пузырем на поверхности воды, как пузыри на воде во время дождя.)
Это значит, что два килограмма воды вытесняют ровно два килограмма воды. И вода в этом отношении ничем не отличается от других веществ и материалов. Мы могли бы поместить внутрь мяча четыре килограмма и 500 граммов воды или любое другое количество воды, которое может поместиться внутри мяча, — принципиально ничего не меняется. Мяч вытеснит ровно столько воды, чтобы внутренний и внешний уровень воды уравнялись.
При этом даже совершенно не важно, какова форма мяча. Это может быть и детский плавательный круг, на котором сверху голова лошадки, — налейте внутрь этого круга два килограмма воды, и он также погрузится ровно настолько, чтобы вытеснить два килограмма воды. Или пластиковая игрушка в форме лодки или чемодана — ничего не изменится. Единственный параметр, который играет роль, — вес воды, налитой внутрь этого предмета.
Давайте вернемся к пляжным мячам: у нас есть мяч, внутри которого два килограмма воды, и мяч, внутри которого двухкилограммовый кирпич. Повлияет ли как-то «начинка» мячей на количество вытесненной воды? Вы, наверное, согласитесь, что нет. Если вы простите мне антропоморфизм — «леди Гравитация» слепа. Она не видит, что внутри одного мяча кирпич, а внутри другого — вода. Она просто ощущает два килограмма груза внутри объекта какой-то формы. Только этот вес определяет физические характеристики плавающих объектов.
Вывод: для плавающих в воде объектов вытеснение воды зависит только от их веса — и точка. Если вам все-таки не совсем понятно, о чем идет речь, проделайте еще один умственный эксперимент. Допустим, у вас есть надувная игрушка для пляжа той же формы, что и лодка, внутри которой два килограмма воды. Теперь перелейте один килограмм воды в другую плавающую в бассейне игрушку, форма которой — точная копия чемодана фирмы Samsonite.Вес вытесненной воды до этой операции был два килограмма, а после, поскольку 1 + 1 = 2, также остался неизменным.
Итак, то, что чемодан оказался за бортом, не меняет общий вес вытесненной воды (или уровень воды), если предположить, что чемодан будет плавать в воде.
Последняя деталь очень важна. Как известно каждому носильщику на вокзале, чемодан одного и того же размера может оказаться и очень легким, и очень тяжелым. Обычный чемодан, внутри которого сложена одежда и есть много воздуха, скорее всего будет плавать на поверхностности, а вот чемодан, заполненный свинцовыми грузилами или хрустальной посудой, немедленно утонет.
Представим, что мы выбросили за борт такой тяжелый чемодан, предварительно привязав его прочной леской к лодке. Сначала, лодка всплывет, но, когда чемодан погрузится на глубину, определяемую длиной лески, и леска натянется, лодка снова погрузится, потому что ее потянет вниз груз подвешенного к ней тяжелого чемодана. Суммарное водоизмещение (вес вытесненной воды) лодки и чемодана останется неизменным. Общий вес системы лодка — чемодан не изменился, следовательно, и вес вытесненной воды не изменится до тех пор, пока и лодка, и чемодан как единое целое плавают в воде. А вот если вы перережете леску, чемодан утонет и окажется на дне, а лодка немного всплывет. Очевидно, что общее количество вытесненной воды при этом уменьшится, а уровень воды в водоеме понизится.
Давайте поставим вопрос прямо: почему изображение переворачивается в зеркале? На этот раз давайте будем тщательно подбирать термины и формулировки и дадим обобщенное определение того, что это значит — зеркало «переворачивает изображение».
Объяснение (а) верно в том смысле, что зеркала не обязательно меняют местами именно правое и левое. Было бы странно, если бы так происходило: ведь «правое» и «левое» определяется по отношению к наблюдателю. Каким образом глупый кусок стекла может «догадаться» о том, что кто-то на него смотрит, да еще и определить, как ориентирован наблюдатель? Но для того чтобы последовательноменять местами именно правое и левое, это нужно знать.
Гораздо более вероятно (и верно), что направление, в котором изменяется ориентация отражения в зеркале, зависит от положения в пространстве самого зеркала. Именно это суть объяснения (б). Меняя ориентацию зеркала в пространстве, вы можете его заставить «переворачивать» изображения в любом направлении.
Но как именно это происходит? Эксперимент со стрелкой показал, что, если стрелка расположена параллельно поверхности зеркала, ее отражение не «переворачивается» и указывает в том же направлении, что и сама стрелка. Можно ли расположить стрелку так, что ее отражение будет указывать в другом направлении, чем сама стрелка? Да. Так произойдет, если стрелка будет нацелена прямо на зеркало (направление «от вас»). Тогда ее отражение будет указывать на вас, а не в глубину зеркала. Или наоборот: сделайте так, чтобы стрелка указывала на вас (от зеркала). Отражение стрелки будет указывать не на вас, а в глубину зеркала.
Несколько многословное, но точное определение того, что происходит с отражением в зеркале, будет таким: в зеркале меняется направление «к зеркалу» (или «в зеркало») на «от (или „из“) зеркала» и наоборот. Когда вы смотрите в зеркало, то те предметы, которые в нем оказываются расположенными перед вами, на самом деле находятся позади вас. В то же время направления, параллельные поверхности зеркала, такие как правое и левое, верх и низ, не «переворачиваются», не меняются местами в отражении.
Это настолько очевидное явление, что мы обычно не обращаем на него внимания. В большинстве случаев вы не воспринимаете зеркальное отражение как «зазеркальный мир». Вы знаете, что видите в зеркале ваше собственное лицо, находясь в вашей собственной комнате. Наш мозг учитывает перемену направления в зеркало/из зеркала и интерпретирует перевернутое в зеркале изображение как реальный мир.
Эта полезная иллюзия подводит нас только тогда, когда мы имеем дело с некоторыми асимметричными объектами и действиями. Резьба на винтах, раковины улиток, узлы, ножницы существуют в двух зеркально симметричных формах. Самый знакомый для нас из подобных объектов — это наши собственные руки. Левая рука похожа на правую во всех деталях и в то же время не похожа.
Ваши правая и левая рука — «зеркальные отражения» друг друга. Соедините кончики пальцев правой руки с кончиками пальцев левой — впечатление будет таким, будто ваши руки разделяет поверхность зеркала. Кажется, что левая рука — это отражение в зеркале правой, и наоборот.
Вот где возникает путаница. В английском языке, как и во многих других языках, принято называть две зеркально симметричных формы одного и того же явления «правой» и «левой». Это просто риторическое выражение. Оно не имеет ничего общего с правым и левым направлением.Мы с таким же успехом могли бы назвать правую и левую резьбу резьбой «А» и резьбой «Б», или «плюс» и «минус», или «нормальной» и «обратной».
Одно из свойств зеркальной симметрии заключается в том, что любой из асимметричных объектов, отраженный в зеркале, трансформируется в свой зеркально симметричный аналог. Очевидно, что нашему мозгу трудно корректно воспринимать зеркальные аналоги привычных асимметричных объектов. Поскольку большинство печатных текстов абсолютно асимметричны, их зеркальные отражения выглядят странно, и мы не можем их прочитать. Асимметричные действия, такие как стрижка ножницами, могут стать чрезвычайно трудными, если вы смотрите на свое зеркальное отражение.
Нам достаточно трудно описать подобные затруднения словами. Если постараться найти наиболее точную формулировку, можно сказать, что в зеркальном отражении левоасимметричные объекты становятся правоасимметричными. В обыденной речи эта формулировка упрощается, и говорят, что в зеркале «правое» становится «левым» — хотя это уже иное и по существу неверное заключение. Мы часто соглашаемся с различными утверждениями и повторяем их, не особенно задумываясь о сути того, что мы слышим. Это как раз такой случай.
Вот краткое резюме приведенного выше анализа. Зеркало не делает правое левым, а верх низом. Оно «перевертывает» только два направления: к зеркалу и от зеркала. Это изменяет так называемые «правые» и «левые» формы асимметричных объектов, так что «правосимметричная» форма становится «левосимметричной», и в итоге отражение текста в зеркале становится нечитаемым.
Для ответа на этот вопрос требуется изменение парадигмы анализа. Вас спрашивают о том, почему в зеркале правое становится левым, хотя на самом деле этого не происходит.Многие кандидаты во время интервью так и не могут выпутаться из этой ловушки. Этот вопрос тестирует готовность кандидата оспаривать общепринятые утверждения, даже если их высказывает «начальник».
Мартин Гарднер упоминал этот вопрос в 1950-х годах, и, по-видимому, именно он сформулировал его как логическую задачу. Он написал целую книгу The ambidextrous Universe («Вселенная-амбидекстр [*]»), в которой анализируется проблема зеркальной симметрии и асимметрии, а также ее разнообразные и многочисленные следствия. [132]
В какую сторону должен поворачиваться ключ в замке дверцы автомобиля, когда автомобиль отпирают?
Загадки дзэн-буддистов обычно строились на абсурдных дилеммах, чтобы подчеркнуть, что в мире нет жестких противоположностей и границ. Можно ли сказать, что Будда и собака тождественны по свой природе? Можно ли назвать короткий посох коротким или нельзя? Загадка Microsoftоб автомобильном замке относится к тому же типу.
Некоторые кандидаты, проходящие интервью, думают, что неважно, что выбрать — правое или левое. Настоящая цель вопроса — проверить, можете ли вы сделать выбор между альтернативами А и В, которые на первый взгляд ничем не отличаются друг от друга, и не «застрять» на стадии принятия решений. (В компьютерном бизнесе также приходится принимать подобные решения. Если вас примут на работу, вам придется участвовать в совещаниях и объяснять и отстаивать там собственные решения, не всегда бесспорные и обоснованные.)
На самом деле на данный вопрос есть более обоснованный и более удачный ответ. И вот почему: вам нужно вытянуть вперед правую руку, как будто вы держите в ней ключ (если вы левша, притворитесь на время правшой). Вам нужно сжать руку в кулак ладонью вниз так, как вы делаете, зажимая ключ между большим пальцем и средним суставом указательного пальца.
Теперь поворачивайте кисть руки по часовой стрелке настолько, насколько сможете. Скорее всего вы без труда повернете кисть на 180 градусов, теперь ладонь уже смотрит вверх, а не вниз.
Попробуйте сделать то же самое, но поворачивайте кисть против часовой стрелки. Окажется, что даже на 90 градусов кисть повернуть трудно: для большинства людей поворот на 90 градусов в этом направлении — предел.
Анатомия нашей руки, запястья и кисти такова, что для правшей поворачивать ключ по часовой стрелке(так, что бородка ключа поворачивается направо)легче. Вот она — асимметрия. Естественно, у левшей все наоборот. Но левшей среди людей гораздо меньше, чем правшей, именно поэтому и можно утверждать, что существует предпочтительное направление поворота ключа.
Похоже, мы нашли обоснование ответа. Но так ли это? Ведь, если говорить о длительных промежутках времени, мы запираем машину ровно столько же раз, сколько отпираем ее. Одно из этих двух движений более «легкое», а другое — «трудное». Но ведь шесть раз — это ровно столько же, сколько полдюжины. Похоже, говорить об асимметрии нет смысла.
Однако интервьюеры Microsoft,насколько мне известно, всегда спрашивают только об отпирании двери и никогда о запирании.Учитывая, что для большинства людей поворачивать ключ в замке по часовой стрелке легче, можно привести несколько доводов в пользу того, что более легкое и «естественное» движение стоит использовать именно при отпирании двери:
— если вы отпираете незнакомую машину, то, вероятно, попробуете сначала более естественное движение. Для большинства людей это поворот по часовой стрелке. Более удобно конструировать замок так, чтобы именно то направление поворота ключа, которое, вероятно, предпочтет большинство людей, оказалось верным;
— водители, оставляя машины на парковке, обычно запирают их. Перед поездкой нужно снова отпереть дверцу, если это сделать легко, то машина будет представляться владельцу «более дружелюбной», удобной для пользователя. Разработчики программного обеспечения знают, как важно, чтобы программа загружалась как можно быстрее, если же этого не происходит, то люди менее склонны использовать данную программу или данный элемент программы;
— после широкого распространения электронных автомобильных замков с дистанционным пультом управления ключи используются теперь в основном только если села батарейка или вышла из строя электроника. Поскольку ключи используются редко, скорее всего большинство людей не помнит, в какую сторону нужно поворачивать ключ. В таком случае приводившиеся выше доводы верны: нужно сделать так, чтобы замок открылся после того, как владелец машины испробует первое же наиболее естественное направление поворота ключа. Вы чаще всего обнаружите, что батарейка села, именно когда попытаетесь открыть запертую машину. В этой ситуации опять-таки более выгодно, чтобы машину было легко открыть, особенно если есть проблемы;
— бывают такие ситуации, когда быстро открыть машину — это вопрос жизни и смерти. Допустим, если вы попали в снежный буран в Каскадных горах, то возможность быстро укрыться в машине может спасти вам жизнь. Если за вами гоняется по пятам маньяк с топором, вам также нужно будет как можно быстрее оказаться в вашей машине, чтобы спастись от него. Иногда замки заедает, а некоторые люди страдают артритом или получают травму, и им трудно повернуть ключ в замке. Можно представить себе такую ситуацию, когда жизнь человека зависит от того, сумеет ли он открыть дверцу автомобиля, и сил уже почти не осталось — вот когда вам наверняка захочется, чтобы замок отрывался в «легкую сторону». Сравните это с ситуацией, когда нужно запереть дверцу машины снаружи (только в этом случае вам понадобится ключ) — здесь речь идет не о спасении жизни, а просто о защите собственности.
Ни одна из приведенных причин не является абсолютно неоспоримой — речь идет или о маловероятных ситуациях, или о не слишком важных удобствах. Подобно вопросу о том, с какой стороны располагать сливное отверстие в круглой ванне, — некоторые проблемы дизайна решаются на основе «микроаргументов» в пользу того или иного решения.
В реальности замок дверцы большинства автомобилей отпирается поворотом ключа по часовой стрелке со стороны водителя,а вот со стороны пассажира дверца обычно открывается при помощи поворота ключа против часовой стрелки. Другими словами, вы открываете дверцу, поворачивая ключ в сторону ближайшего к замку края дверцы. Это обычная практика и для замков, запирающих двери квартир. Большинство людей подсознательно усваивают это правило, даже если не подозревают о нем. Это еще один довод в пользу того, что водитель, который впервые пробует открыть дверцу незнакомого автомобиля, скорее всего попробует повернуть ключ по часовой стрелке. [133]
Короче говоря, и традиции, и эргономика подсказывают, что ключ должен отпирать замок дверцы со стороны водителя, поворачиваясь по часовой стрелке (направо). Люди из Microsoftпросто помешаны на эргономике и еще больше любят, чтобы все следовали одинаковым стандартам.
Почему так происходит: когда вы включаете горячую воду в отеле, горячая вода из крана течет сразу же?..
Дело в том, что в домах большинства людей бойлер, нагревающий воду, отделяет от крана, из которого вытекает горячая вода, не один десяток метров труб. Трубы для горячей воды, конечно, никто не нагревает. Если кран для горячей воды в вашем доме какое-то время не открывается, вода в трубах остывает до температуры окружающей среды, поэтому, когда вы включаете горячую воду, сначала должна протечь остывшая в трубах вода, и только затем пойдет вода горячая.
Можно придумать несколько способов, чтобы из крана мгновенно текла горячая вода. Вы можете установить специальный нагреватель для каждого крана горячей воды как можно ближе к нему. Можно также установить систему подогрева труб. Это приемлемые (хотя и неверные) ответы во время интервью.
Вот как решается проблема в реальности: в отелях и некоторых жилых домах установлена система циркуляции горячей воды. Это насос, подсоединенный к специальной дополнительной трубе, по которой вода течет «назад» к бойлеру. «Обратная» труба проходит от самого дальнего от бойлера крана мимо всех остальных к бойлеру. Насос медленно прокачивает горячую воду через систему, чтобы она никогда не остывала. Именно поэтому, когда вы включаете кран, из трубы сразу течет горячая вода.
Основное преимущество этой системы по сравнению с приведенными выше предложениями заключается в том, что ее легко и дешево эксплуатировать. «Обратная» труба может быть достаточно тонкой — обычно это гибкая пластмассовая трубка, которую очень легко подсоединить.
Как делают конфеты M&M's?
Основной вопрос: как удается изготавливать абсолютно гладкие многослойные конфеты дисковидной формы в огромных количествах на полностью автоматизированных линиях — человеческая рука впервые прикасается к этим конфетам только после того, как открывается пакет. Просто обмакнуть шоколад в расплавленную сахарную глазурь — это плохое решение. Вам ведь придется куда-то поместить конфеты, пока глазурь будет затвердевать. Если сделать так, одна сторона конфеты окажется плоской, как у обычных шоколадных конфет. Один из изобретательных (но неверных ответов) был таким: «У них есть противень с горячим кипящим шоколадом, арахис специально замораживают и „простреливают“ через горячий шоколад, который мгновенно затвердевает на конфете еще до того, как она коснется конвейера». [134]
Реальный метод, используемый компанией Mars,и прост, и остроумен. К несчастью, догадаться, как он работает, очень трудно, если только вы не эксперт по технологиям изготовления конфет. Шоколадные сердцевины «обычных» конфет M&M'sсначала отливаются в небольших формах. Затем эти шоколадные эллипсоиды помещают в большой вращающийся барабан, похожий на бетономешалку. Пока конфеты «трясутся» в этом барабане, на них напыляют сахарную глазурь, которая затвердевает и становится белой твердой оболочкой конфеты. Поскольку конфеты постоянно двигаются и перемешиваются, они не слипаются в комок. Кроме того, благодаря постоянному движению и соударениям конфеты становятся гладкими и все неровности удаляются. Тот же принцип вращающегося барабана используется для шлифовки драгоценных камней.
Потом конфеты еще раз опрыскивают, но уже цветной сахарной глазурью, которая застывает поверх белой глазури.
Еще одна тайна: как им удается печатать маленькие буквы «m» на-конфетах — очевидно, это делается не вручную. Причем эти буквы всегда находятся в середине одной из двух плоских сторон конфеты. Это значит, что каждая из конфеток должна быть проштампована клише с красителем. Вот в чем секрет: конфетки попадают на конвейер, на котором тысячи углублений по форме конфеток M&M's.Каждая конфетка попадает в одно из этих углублений. Затем к каждой из них очень легко и осторожно прикасается резиновый штамп с белым съедобным красителем — и на конфетах появляются знакомые буквы «m».
Это одна из нескольких головоломок Microsoft,время и место появления которой я смог установить. Джон Сполски, работавший в команде, разрабатывавшей электронные таблицы Excel,придумал ее примерно в 1990 году. «Все, что я помню, — мы болтали с другими менеджерами программ в Microsoftи спрашивали друг друга: «А какие вопросы ты используешь?». Я сказал: "Вы знаете, а я вот подумал про M&M's.Я буду спрашивать про M&M's".Мне сказали: «Вряд ли это будет хорошим вопросом. Очень трудно догадаться. Нужно много знать про шоколад»».
Сполски рассказывал, что он использовал этот вопрос всего несколько раз. Сейчас он считает, что есть более удачные вопросы. Так же, как и вопрос о форме крышки люка, вопрос о M&M'sполучил широкую известность и используется другими фирмами.
Интервьеры не шутят, когда говорят, что тому, кто задает вопрос, не обязательно знать «правильный ответ». Сполски признал, что даже он сам не знает, как делаются M&M's.Это не обязательно знать, чтобы оценивать ответы кандидатов на работу. Цель этого вопроса, как и большинства других, — проверить, может ли кандидат сказать по этому поводу что-то убедительное и, напротив, не давать глупых ответов.
Вы плывете в лодке и выбрасываете за борт чемодан — поднимется или опустится уровень воды?
Это простой вопрос, если вы знаете, что плавающие в воде предметы вытесняют равное им по весу количеству воды. В этом весь трюк. Наверное, большинство кандидатов на работу в корпорации Microsoft,получивших техническое образование, когда-то слышали об этом, хотя многие из них не вполне уверены, о чем именно шла речь (гммм… Что же это было — вес или объем воды, которые вытесняет предмет?). В конце концов для создания компьютерных программ это помнить необязательно.
Вот способ решения этой задачи, для использования которого практически не нужны математические и физические знания. Давайте начнем с самых основ. Каждый раз, когда вы выбрасываете что-то из лодки, она становится легче и поэтому всплывает. Правильно?
К несчастью, вопрос не об этом. Вас спрашивают, повысится или понизится уровень воды,а не всплывает ли лодка.
Обычно, если вы плаваете в достаточно большом водоеме, вы не обращаете внимания на уровень воды, если он достаточен, чтобы лодка не села на мель. Когда вы выбрасываете из лодки чемодан, то заметного на глаз изменения уровня воды не произойдет. Вопрос в том, изменится ли в принципе уровень воды и как.
Единственный фактор, который может изменить уровень воды, это объем погруженных в нее объектов. Замысловатый термин, который придумали для этого ученые, — «водоизмещение». Представьте себе игрушечный кораблик, плавающий в ванне. Погруженный в воду корпус кораблика занимает определенный объем, который соответственно не может занимать вода. Этот объем и называется водоизмещением кораблика. Это не полный объем кораблика, а только та его часть, которая находится ниже ватерлинии.
Уровень воды в ванне зависит от суммы водоизмещении всех игрушечных корабликов, резиновых уточек и других объектов, которые плавают в ванне или «утонули» в ней. Добавьте еще несколько корабликов, и количество вытесненной воды увеличится. Вытесненная вода должна где-то находиться, поэтому уровень воды повысится. Если вы, наоборот, вынете из воды несколько корабликов, количество вытесненной воды уменьшится, и уровень воды понизится.
Все это относится и к озерам, и к морям. Дело только в том, что у естественных водоемов сложный рельеф дна, поэтому труднее представить изменения уровня воды визуально, но если речь идет об океане, очевидно, что изменения в любом случае микроскопические.
Следовательно, вопрос можно переформулировать таким образом: «Если выбросить из лодки чемодан, изменится ли количество вытесненной воды?» Мы знаем, что лодка после этого станет легче. Это уменьшит ее осадку в воде, и, следовательно, уменьшится количество воды, вытесненное лодкой, но когда чемодан плюхнется в воду, он также вытеснит какое-то количество воды. Каким же будет суммарный эффект: позитивным, негативным или нулевым?
Для ответа на этой вопрос мы должны установить соотношение между весом и объемом вытесненной воды. Вот «умственный физический эксперимент», решающий эту задачу.
Представьте себе надувной мяч (вроде тех, которыми играют на пляже), который плавает в ванне. Такой мяч обычно очень легкий — его оболочка сделана из тонкого пластика, а внутри — воздух, поэтому он будет плавать на поверхности воды, практически не погружаясь в нее и не вытесняя воды — правильно? Вывод: если вес объекта очень мал, он практически не вытесняет воду и не изменяет уровень воды.
Теперь представьте, что у вас есть такой же пляжный мяч, но вам каким-то образом удалось засунуть внутрь этого мяча двухкилограммовый кирпич. Этот дополнительный вес приведет к тому, что мяч глубже погрузится в воду и вытеснит больше воды. Два килограмма дополнительного веса увеличат (мы не знаем точно насколько) количество вытесненной воды.
Теперь представьте себе третий пляжный мяч, внутри которого ровно два килограмма воды. У него тоже будет более низкая осадка по сравнению с первым мячом. Ваша «умственная физическая модель», надеюсь, достаточно точна, чтобы подсказать, что мяч будет погружаться в воду до тех пор, пока уровень воды внутримяча не будет почти таким же, как снаружи.(Если бы мяч был сделан из сверхпрочного и сверхтонкого пластика, изготовленного при помощи нанотехнологий, внутренний и внешний уровни воды оказались бы абсолютно одинаковыми. Мяч был бы просто пузырем на поверхности воды, как пузыри на воде во время дождя.)
Это значит, что два килограмма воды вытесняют ровно два килограмма воды. И вода в этом отношении ничем не отличается от других веществ и материалов. Мы могли бы поместить внутрь мяча четыре килограмма и 500 граммов воды или любое другое количество воды, которое может поместиться внутри мяча, — принципиально ничего не меняется. Мяч вытеснит ровно столько воды, чтобы внутренний и внешний уровень воды уравнялись.
При этом даже совершенно не важно, какова форма мяча. Это может быть и детский плавательный круг, на котором сверху голова лошадки, — налейте внутрь этого круга два килограмма воды, и он также погрузится ровно настолько, чтобы вытеснить два килограмма воды. Или пластиковая игрушка в форме лодки или чемодана — ничего не изменится. Единственный параметр, который играет роль, — вес воды, налитой внутрь этого предмета.
Давайте вернемся к пляжным мячам: у нас есть мяч, внутри которого два килограмма воды, и мяч, внутри которого двухкилограммовый кирпич. Повлияет ли как-то «начинка» мячей на количество вытесненной воды? Вы, наверное, согласитесь, что нет. Если вы простите мне антропоморфизм — «леди Гравитация» слепа. Она не видит, что внутри одного мяча кирпич, а внутри другого — вода. Она просто ощущает два килограмма груза внутри объекта какой-то формы. Только этот вес определяет физические характеристики плавающих объектов.
Вывод: для плавающих в воде объектов вытеснение воды зависит только от их веса — и точка. Если вам все-таки не совсем понятно, о чем идет речь, проделайте еще один умственный эксперимент. Допустим, у вас есть надувная игрушка для пляжа той же формы, что и лодка, внутри которой два килограмма воды. Теперь перелейте один килограмм воды в другую плавающую в бассейне игрушку, форма которой — точная копия чемодана фирмы Samsonite.Вес вытесненной воды до этой операции был два килограмма, а после, поскольку 1 + 1 = 2, также остался неизменным.
Итак, то, что чемодан оказался за бортом, не меняет общий вес вытесненной воды (или уровень воды), если предположить, что чемодан будет плавать в воде.
Последняя деталь очень важна. Как известно каждому носильщику на вокзале, чемодан одного и того же размера может оказаться и очень легким, и очень тяжелым. Обычный чемодан, внутри которого сложена одежда и есть много воздуха, скорее всего будет плавать на поверхностности, а вот чемодан, заполненный свинцовыми грузилами или хрустальной посудой, немедленно утонет.
Представим, что мы выбросили за борт такой тяжелый чемодан, предварительно привязав его прочной леской к лодке. Сначала, лодка всплывет, но, когда чемодан погрузится на глубину, определяемую длиной лески, и леска натянется, лодка снова погрузится, потому что ее потянет вниз груз подвешенного к ней тяжелого чемодана. Суммарное водоизмещение (вес вытесненной воды) лодки и чемодана останется неизменным. Общий вес системы лодка — чемодан не изменился, следовательно, и вес вытесненной воды не изменится до тех пор, пока и лодка, и чемодан как единое целое плавают в воде. А вот если вы перережете леску, чемодан утонет и окажется на дне, а лодка немного всплывет. Очевидно, что общее количество вытесненной воды при этом уменьшится, а уровень воды в водоеме понизится.