Я люблю находить на новостных ресурсах статьи о том, что программисты получают очень много денег. Я сразу пролистываю их до комментариев и с теплом в душе читаю гневные отзывы о том, что программисты ничего не делают и не заслуживают таких денег. Но после прочтения возникает мысль: знают ли они, кто такие программисты? Или они исходят в своих суждениях из неверного знания, даже не подозревая об этом. Например, мало кто знает, почему трава зеленая. Подумайте об этом. Следует ли из ваших объяснений зелености травы именно зеленый цвет?

Почему трава зеленая

Вот представьте, есть у вас маленький ребенок (а у некоторых он действительно есть). И спрашивает у вас ребенок типичный детский вопрос «Почему трава зеленая». У вас есть 4 варианта ответа:
1. «Потому что. У тебя мороженка уже капает»
2. На скорую руку придуманное объяснение (автоматически решает проблему с вопросом про голубое небо). Шаблон для ответов по этому принципу:

Природа так удачно создала наш мир, чтобы все в нем было хорошо и приятно. Поэтому небо голубое, солнце желтое, трава зеленая

3. Хорошее понятное объяснение с точки зрения науки в понятных ребенку терминах.
4. Вывалить на ребенка кучу научной чепухи, чтобы он сам выбрал нужное и погуглил недостающее.

Наверное, лучший все-таки вариант 3. Но есть проблема. Вы не знаете вариант 3.
Ах вы знаете вариант 3? Давайте послушаем:

Отлично. А почему хлорофилл зеленый?

Здорово. Этим ответом ребенок точно удовлетворится.
Ответ «Потому что в ней содержится вещество хлорофилл, которое зеленое» не является ложью и дает ребенку необходимый ответ. Но в нем нет нужного знания. То, что хлорофилл поглощает все, кроме зеленого цвета - это определение зеленого цвета. С такой точки зрения, зеленый кубик зеленый только потому, что отражает зеленый цвет. А не потому, что его покрасили зеленой краской.

Давайте сначала изучим вариант 4, а потом просто упростим его до уровня понимания ребенка. Итак, почему трава зеленая?

Хлорофи́лл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») — зелёный пигмент, обусловливающий окраску хлоропластов растений в зелёный цвет. При его участии осуществляется процесс фотосинтеза. По химическому строению хлорофиллы — магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и структурно близки гему. (Wikipedia )

А теперь давайте по-детскому. Усадите вашего ребенка на стульчик, привяжите его и начинайте объяснять.

Итак, трава зеленая, потому что в ней содержится хлорофилл. Хлорофилл нужен, чтобы обеспечивать процесс фотосинтеза и превращать углекислый газ в кислород, получая при этом энергию для жизни растения. И именно с процессом фотосинтеза связан зеленый цвет хлорофилла.

Белый свет является смесью всех цветов видимой части спектра. Каждому цвету соответствует своя длина световой волны. Энергия обратно пропорциональна длине волны: чем длина больше, тем энергия меньше. Этим можно объяснить, почему хлорофилл поглощает синие цвета, ведь они обладают самой большой энергией.

Поглощение же красных цветов зависит от другой характеристики светового излучения - числа фотонов на единицу энергии. Хлорофиллы активизируются не энергией, а фотонами. То есть чем фотонов больше, тем активнее происходит реакция фотосинтеза. Количество фотонов наоборот, возрастает с увеличением длины волны.

Объединив энергию и количество фотонов, мы получим 5 разных областей:

1. Фотонов настолько мало, что даже много энергии у каждого не позволяет протекать реакции фотосинтеза;
2. Число фотонов увеличивается, и теперь их достаточно для реакции, несмотря на то, что энергия немного снизилась;
3. Энергии стало меньше, а фотонов еще недостаточно, и реакция вновь под угрозой;
4. Фотонов много, они непрерывно бомбардируют лист и даже их маленькая энергия не помеха реакции: она протекает даже лучше, чем в синей области спектра;
5. Фотоны практически теряют свою энергию и их громадное количество уже не спасает.

В результате получаем почти классический график фотосинтеза:

Из этого графика видно, что хлорофиллу гораздо выгоднее поглощать красные и синие цвета, чем цвета в середине спектра, которые дают растению слишком мало энергии. Поэтому хлорофиллы отражают его. А мы воспринимаем отраженный цвет как зеленый.

По сравнению с реальной физикой это достаточно упрощенное приближение, но все еще недостаточное для ребенка. Как же преобразовать это все в вариант 3? Зависит от вашей фантазии. Например:

Трава зеленая, потому что при таком цвете она может получать больше тепла от солнышка и лучше расти.

Этот ответ вообще не затрагивает хлорофилльско-фотосинтезирующие штуки. Но на мой взгляд, он вполне приемлем. Во-первых, он правдив. Во-вторых, поясняет именно причину, а не свойство каких-то там абстрактных хлорофиллов. Да, этот ответ подозрительно похож на вариант №2. Но он следует из вашего знания, которое вы упрощаете для детского разума. А не из вашего незнания, которое вы скрываете, чтобы ребенок не подумал, что вы…

- Пап, а почему небо голубое?
- У тебя мороженко капает.

Почему программисты крутые

К чему это все? Из этого примера видно, что знание, которое иногда кажется нам наиболее приближенным к реальной картине вещей, не всегда является таковым. Как же люди понимают профессию программиста?
Если бы я хотел, то легко стал бы программистом
Программисты ничего не делают
Экономисты должны проделывать много расчетов, работать с кучей бумажек, и вообще - знали бы вы, как я устаю после рабочего дня...

Я видел несколько дипломных работ экономистов. На то время я тоже писал диплом и легкие папочки по 20 страниц повергли меня в небольшое изумление, поскольку их содержимое было очень похоже на экономическую часть моего 100-страничного диплома. Знаете ли вы, что делает программист? Программист легко объяснит это. Другому программисту.

Я изобразил взгляд на проблему зеленой травы в виде следующего рисунка. Реальность - это бесконечное объяснение всех аспектов, от столкновений галактик до межъядерных взаимодействий. Ученый - это то, как этот вопрос пояснит эксперт в данной области. Человек - как эту ситуацию объяснит человек, просто знакомый с вопросом. И Ребенок - просто наблюдение явления.

Представим, что Ученый объясняет Ребенку, почему трава зеленая. Чтобы Ребенок это понял, разговор должен вестись в понятиях, знакомых Ребенку, и со значительной степенью упрощения. Если упрощение сделано верно, то при получении Ребенком дальнейших знаний они будут накладываться на имеющуюся картину, раскрывая отдельные понятия, а не замещая их абсолютно новыми. Хлорофиллы и фотосинтез дополняют начальную модель, а не изменяют ее.

Если мы спросим людей, кто такой программист, то получим целый спектр ответов: от «человека, который работает с компьютерами» до «такой бородатый страшный мужик в свитере со злыми глазами»;. Но скорее всего, самым популярным ответом будет «тот, кто пишет программы». А что такое программа? С точки зрения программиста это набор инструкций для компьютера/другой машины/да чего угодно. Но с точки зрения непрограммиста, программа - это то, что запускается двойным щелчком мыши. Из разности этих взглядов вытекает любопытная мысль:

Программисты рисуют

Эта ложная предпосылка возникает у Ребенка, когда он впервые сталкивается с понятием программист. Потом это расширяется до «программисты рисуют игры»(о боже мой, я хочу стать программистом и нарисовать батлфилд) и «программисты рисуют ворд и эксель». Программисту, который является Ученым, сложно объяснить Человеку, чем он занимается, на языке Человека. Тем более если знания Человека основаны на неверной предпосылке Ребенка. Логика, которая является главной составляющей работы программиста, для обычных людей скрыта. Отсюда и мысль, что программирование - это не так уж сложно и этому можно научиться примерно за 21 день. Только тот, кто пробовал программировать и добился в этом успеха может знать степень сложности данной профессии.

А может ли программист знать, насколько сложна профессия экономиста? Да, может. Потому что он не только художник.

Какой должна быть правильная предпосылка? Которую понял бы ребенок и которая бы со временем превратилась бы в правильное осознание профессии программиста. Ребенок еще не знает понятия алгоритм, а если и знает - то не может расширить его на весь окружающий мир.

Программист - это тот, кто учит компьютер делать необходимые человеку вещи

И вот мы уже перешли от художника к учителю. Из этой предпосылки вполне может развиться «не только компьютер, но и другие механизмы с внутренним компьютером», «компьютер сложнее учить, чем человека», «компьютер думает не так, как человек», «программист должен знать язык компьютера и понятно объяснить ему, что надо сделать». И таким образом добавляем к художнику и учителю еще и переводчика. Добавим обязанность учиться новому, чтобы оставаться на плаву. Добавим переговоры с заказчиком. И вот у нас получился художник-учитель-переводчик-ученик-психолог.

А к этому всему добавляются все профессии, в которых используется компьютер. Если программист пишет программу для экономиста, он должен знать все аспекты работы экономиста. Он должен понять человека, который их объясняет, понять саму специфику работы, научить этому компьютер с помощью переведенной на компьютерный язык программы. И поиграться со шрифтами.

Да, я считаю, что программист - сложная профессия. И разумеется, я не полностью объективен. Но я не хочу, чтобы человек боготворил программиста, жалел и уважал его. Или успокаивал себя на работе тем, что программисту работать сложнее. Я хочу, чтобы человек знал. И исходил в своих суждениях не из скрываемого незнания, а из упрощенного знания. Да, программист не должен знать все. Для написания программы для перевода не нужно знать все слова немецкого языка, чтобы считывать их переводы из базы данных. Но основы грамматики выучить придется. Программист должен подстраиваться под окружающие его проекты, непрерывно получая новые знания и обучая этому глупый компьютер.

Поэтому программисты крутые.

P.S.: Целью данной статьи не является оскорбление экономистов.
P.P.S.: Мнение автора статьи полностью не совпадает с мнением профессора бухгалтерского учета. Просто чтобы вы знали.

А ведь хороший вопрос, почему трава зелёная? Интересовал ли вас ответ на этот вопрос или вы даже не задавались тем, что вам не под силу изменить или предугадать.

Года в три-четыре каждый ребёнок задаёт такой же вопрос свои родителям. В ответ можно услышать всё, что угодно – от «не приставай, мне некогда» до научно-популярной версии о фотосинтезе и зелёном хлорофилле. Но разве это ответ? Можете ли вы объяснить себе, почему трава всё-таки зелёная – а не розовая, оранжевая или цвета индиго? Конечно, вы скажете: потому что в хлоропластах растений содержится хлор – а в кристаллической форме он зелёный. Неплохо. Ну а дальше-то что? Почему в ходе эволюции выбор пал на него, а не на периодический элемент иного цвета? Вот вам и задачка… Но в истории развития жизни на Земле не было случайностей.

Доступным языком о физике

Даже самые далёкие от точных наук люди знают, что жизнь на планете обязана своим существованием солнечным лучам. Глубоко в недрах нашей звезды происходят ядерные реакции синтеза гелия из водорода. В результате распада высвобождаются фотоны (кванты света). Они проявляют свойства волн и частиц одновременно: эти электромагнитные импульсы излучаются «порциями», однако не имеют ни массы, ни заряда. Их роль в нашей жизни куда важнее: они обеспечивают взаимодействие между электрическими зарядами элементарных частиц, составляющих атомы, затем молекулы и, наконец, клетки живого организма.

Фотоны могут жить только в движении со скоростью света в вакууме. Рождаясь в солнечном ядре, они сперва несут в себе колоссальный импульс. Но чтобы сквозь солнечную мантию пробиться к поверхности звезды, эти частицы тратят почти миллион лет! Поэтому не смотря на то, что с этого момента свет преодолевает расстояние до Земли всего за 8,3 минуты, мы наслаждаемся тёплыми лучами, которые ждали встречи с нами ещё в середины Плейстоцена.

Так вот: в целом импульс фотонов капитально уменьшается ещё до прощания с родной звездой, а при прохождении земной атмосферы кванты света уже ожидают новые препятствия. В озоновом слое фотоны сталкиваются с молекулами, из-за чего изменяются импульс и длина волн – то есть, свет разделяется на спектр (дисперсия). Самые опасные для земных обитателей длины волн озоновый слой не пропускает - включая большую часть ультрафиолета. Поэтому мы различаем цвета радуги начиная от фиолетового и заканчивая красным. Иинфракрасную длину волны мы всё ещё ощущаем как тепло, а слабое микроволновое и другие излучения нас и вовсе не беспокоят.

Каждому из видимых цветов соответствует длина волны света, которую отражают материальные объекты (все остальные им поглощаются). Казалось бы, ничего загадочного: растения используют хлорофилл, который поглощает все цвета кроме зелёного. Но всё наоборот: сначала растения сознательно выбрали цвет, а потом подобрали к нему нужный «наполнитель». Здесь нам придётся обратиться к богатому опыту агрономов и ботаников. Многочисленные опыты и исследования раскрывают некоторые секреты растений, о которых почему-то не рассказывают в школе на уроках биологии.

Фотоны и растения

Вообще для фотосинтеза подходят волны любой длины, включая невидимые нашему глазу. Современные растения приспособились использовать излучение в диапазоне от 400 (фиолетовый) до 700 нм (красный). Причём для нормального функционирования растений (рост, цветение, плодоношение, запасание полезных веществ) необходимо присутствие в спектре всех этих цветов в определённых пропорциях. Это объясняется тем, что некоторые химические реакции могут начаться при облучении вещества светом низкой или средней частоты (тёплые цвета радуги), а другим для инициирования реакции требуется свет с частотой выше определённого порогового значения (холодные цвета).

Если зелёный свет может передать достаточно большие импульсы – какой же смысл растениям от него отказываться? Однако факт есть факт: 80-90% энергии растения вырабатывают за счёт поглощения синих и красных фотонов. Синие при этом более интенсивные, зато красных – подавляющее большинство. Остальные 10-20% приходятся на другие цвета, а сам зелёный в качестве «основного наряда» был выбран, очевидно, за свою высокую проникающую способность: в то время как синий и красный почти полностью поглощаются верхними ярусами листьев, зелёный способен проникать сквозь них и «вдыхать жизнь» в нижние ярусы, какими бы густыми они ни были. Это значит, что первые водоросли, которые только выбирались на сушу, уже планировали своё дальнейшее завоевание континентов и превращение в многоярусные леса – от мхов и трав до кустарников и деревьев.

Где же гарантия, что растения просто отражают или пропускают сквозь себя большую часть зелёного света? – Её и не будет, ведь и это не совсем правда. Это всё человеческое зрение, которое нельзя назвать самым надёжным (в сравнении с некоторыми животными), даёт нам «зелёную картинку». Этот цвет мы видим однородным из-за несовершенства своего зрительного анализатора. На самом же деле это наложение световых волн разной длины – преимущественно жёлтых и синих. А как же иначе? Часть цветных пигментов (каротин, антохлор, ксантофилл) специализируются на поглощении синих фотонов, отражая преломлённые лучи в красновато-жёлтом «формате». Другие пигменты (хлорофил и антоцианы) поглощают красноватые фотоны, отражая лучи приблизительно цвета морской волны. Накладываясь, они образуют изумрудный (по крайней мере, так его видят люди).

По мере сокращения светового дня и изменения угла освещённости (что влияет на преломление света ещё в слоях атмосферы), фотонов с большой частотой (и маленькой длиной волны) становится всё меньше. Некоторое время растения пытаются приспособиться к этому и переключают внимание исключительно на сбор «высококалорийных» порций света. Поглощая синие и зелёные фотоны, листья растений начинают отражать соответственно жёлтый или красный цвета. Когда синих фотонов становится критически мало, растения сбрасывают листву.

Какими могут быть растения с других планет?

Как вы догадываетесь, всё зависит от особенностей светового спектра, который формируется во время прохождения атмосферы или жидкой среды. Если кислорода и озонового слоя на планете нет, то от жгучего ультрафиолета растения может спасти только толща воды – они, очевидно, будут поглощать максимум инфракрасного излучения, а сами приобретут тёмно-красный цвет (на нашей планете так поступает пурпурная аноксигенная бактерия). Обитаемый спутник яркой звезды класса F должен получать очень много света, поэтому растения на нём отражали бы синий цвет - во избежание перегрева. А планета, освещаемая тусклой звездой класса М («красный карлик»), должна испытывать дефицит света – и, чтобы максимально использовать его, растения наверняка сделают выбор в пользу чёрной окраски. Да вы представьте только себе эти три фиолетовых глаза, полных надежды: «Мама-мама, а почему трава чёрная?»

Нашу планету принято называть голубой, так как из космоса она видится именно в таком цвете. Это и понятно – большую часть земной поверхности занимают океаны. Но преобладающий цвет на суше – всё же зелёный. Тайга, тропические леса, луга, степи, пампасы, прерии, саванны – их сочная изумрудная зелень говорит о процветании жизни на планете, обилии живительного кислорода и о наличии потребляющих этот кислород высокоорганизованных существ, называющих себя разумными.

Растительность нуждается в защите

На самом деле вряд ли можно назвать разумными тех, кто планомерно вырубает леса ради сиюминутной выгоды, тем самым лишая своих потомков чистого свежего воздуха. Растительности становится всё меньше, атмосфера в урбанизированных местностях уже сейчас вредна для здоровья. Если уничтожение лесов будет продолжаться такими же темпами, то очень скоро (по геологическим меркам) Земля может превратиться в безжизненную пустыню.

Хлорофилл – удивительное вещество

Зелёные растения представляют собой настоящие химические фабрики. Листья и травинки содержат сложное органическое вещество – пигмент под названием хлорофилл. Под воздействием фотонов (квантов света), попадающих на листву и траву, зелень поглощает из окружающей атмосферы углекислый газ и выделяет чистейший кислород, благодаря которому на планете возможно существование животных и людей.

В результате фотосинтеза хлорофилл поглощает свет только синего и красного спектров, а зелёного отражает, поэтому мы видим растения зелёными.

Но как вообще возможно это чудо, в своё время изумившее Христа? Знаменитый библейский персонаж как-то привёл пример мельчайшего горчичного зёрнышка, из которого произрастает большое ветвистое дерево. Откуда растения берут питательные вещества? Из чего строят самих себя? Эти вопросы часто задают дети, но не все взрослые могут исчерпывающе на них ответить. А зря, потому что эта информация помогает в какой-то мере приблизиться к постижению величия Творения и гармоничности мироздания.

Из чего и как строит себя растение?

Органическая жизнь на Земле строится на основе углерода. Во всех живых тканях – человека, животных и растений, в натуральных и искусственных материалах органического происхождения, равно как изготовленных из нефти, содержится углерод.

Человек и животные получают углерод (входящий в состав аминокислот, белков и углеводов) с питанием, а растения всё это синтезируют сами с помощью хлорофилла.

Под воздействием света из углекислого газа (CO2 ), взятого из воздуха, а также благодаря воде и энергии солнечного света трудолюбивый хлорофилл синтезирует белок, из которого строятся новые отростки, ствол, ветви, листья, цветы и все остальные части растения. При этом в атмосферу выделяется освободившийся из молекул воды животворный кислород. Именно поэтому за городом так легко и приятно дышится и вот почему горожане так любят выезжать в выходные на природу.

Такие вот удивительные и сложные процессы происходят в привычной глазу листве за окном, в обыденной траве, по которой мы шагаем, не задумываясь о чудесных метаморфозах, происходящих в этих крошечных зелёных лабораториях.

Но это ещё не всё. Растения способны аккумулировать энергию солнечного света и отдавать её, например, при сгорании. А травоядные животные, поедая зелень, усваивают накопленные питательные вещества, получают энергию, растут, крепнут и, в свою очередь, становятся пищей для людей.

Зелень лугов и цепочка питания

Сказочно красивый, пёстрый от цветов, зелёный луг даёт пристанище и питание огромному множеству существ. Речь идёт о мириадах насекомых, которые собирают пыльцу и питаются сладким цветочным нектаром. При этом насекомые не только кормятся, но и попутно выполняют очень важную работу – опыляют цветы, способствуя тем самым размножению растений.

В свою очередь насекомые служат пищей для птиц, лягушек и мелких животных. Птицы также участвуют в размножении растений – они питаются ягодами, косточки которых не перевариваются, а извергаются наружу. Хищные животные охотятся на птиц и мелких зверей, кормясь ими и тем самым имея возможность продолжить свой род. Человек замыкает эту пищевую цепь.

Таким образом, в природе, живущей по законам гармонии, всё взаимосвязано, и если выпадет хотя бы одно звено цепочки, то рухнет вся экосистема планеты. А ведь начинается всё с зелёного разнотравья и лесных угодий.

Как приятно теплым летним днем наслаждаясь игривыми лучами солнца пройтись босиком по сочной зеленой траве. Получая удовольствие от солнышка и прогулки босиком, рано или поздно возникает вопрос – а почему трава зеленая?

Как формируется цвет предмета?

Что бы ответить на вопрос: почему трава зеленая нужно знать, как формируется цвет предмета у человека. Свет и цвет (в частности зеленая трава) это неразрывно связанные вещи. Дело в том, что по законам физики человеческий глаз видит цвет вещей таким, какой отражает от себя предмет.

Солнечный свет состоит из бесконечного количества (спектра) цветов, увидеть который можно при помощи призмы. Направив луч света на призму, с другой стороны получим разложенного его на цвета. Если собрать эти цвета обратно, с помощью второй призмы то получится опять белый свет.

Все предметы отражают, поглощают либо пропускают через себя эти цвета. Причем цвет предмета получается таким, какой цвет они отражают. Причем: если предмет отражает все цвета, то получится белый цвет у предмета, если поглощает все цвета, то получится черный цвет. Поэтому в черной одежде жарче, чем в светлой т.к. она поглощает все цвета (всю энергию света) а светлая отражает. И по этой же причине солнечные батареи черные – их задача как можно больше энергии света поглотить, что бы сделать из нее электричество.

Так почему же трава зеленая

Дело в том, что в клетках растений (в частности травы) содержится вещество – хлорофилл. Благодаря хлорофиллу растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, когда на их листья падают лучи солнечного света. Этот процесс называется фотосинтез. Именно хлорофилл поглощает в себя все цвета и отражает зеленый, поэтому цвет травы получается зеленым.

Мир, окружающий нас, состоит из множества удивительных вещей - и мы проходим мимо большинства из них, даже не замечая. Только непосредственные детские вопросы заставляют нас задуматься над простейшими, но очень интересными явлениями.

Например, почему трава зеленая? Многие взрослые растеряются, не зная, что ответить - а в самом деле, почему она не красная, не синяя и не белого цвета? Ответ смогут дать физика и биология.

Серьезный ответ на детский вопрос

Чтобы понять, почему трава, как и листва, обладает именно зеленым цветом, для начала нужно вспомнить курс физики.

  • Весь свет, окружающий нас, мы получаем от Солнца - и в начальном состоянии этот свет совершенно белый, но может преломляться на цвета спектра.
  • Оттенок любого предмета на Земле зависит от особенностей поглощения этим предметом тех или иных спектров. Например, небо над нашими головами голубое потому, что именно голубая часть спектра наиболее беспрепятственно проходит через атмосферу и улавливается нашим глазом.
  • Нетрудно догадаться, что в случае с травой доминирующим оттенком спектра является зеленый. Почему? Потому, что клетки травы, а точнее, присутствующий в них в огромных количествах хлорофилл, поглощают все оттенки - кроме зеленого, который как бы «отражают». Его-то мы и видим, и именно такой цвет присущ траве и большей части растений в целом.

Кстати, изменение цвета травы и листвы с наступлением осени тоже связано с особенностями поглощения и отражения света клетками растений. Дело в том, что осенью выработка хлорофилла почти прекращается, и намного больше в клетках травы становится каротиноидов и ксантофиллов. А вот для них доминирующими оттенками спектра являются уже цвета от желтого до глубокого коричневого.

Как объяснить это явление маленькому ребенку?

Если вопрос прозвучал из уст малыша, пока еще незнакомого ни с физикой, ни с биологией, ответить нужно попроще. Но совсем необязательно при этом менять суть объяснения.

Например, в разговоре с ребенком можно смело опустить до поры до времени ту часть, которая касается понятия солнечного спектра и его особенностей. Однако можно дать базовые представления о биологии - например, рассказать, что каждая травинка питается не только водой, но и светом, и что свет этот поглощают маленькие, незаметные глазу частички под названием хлорофилл. Под воздействием лучей светила они становятся зелеными - вот мы и видим траву в зеленом цвете.