Я имел в виду следующий ответ: за любое конечное число переливаний невозможно добиться равенства концентраций вина в обоих сосудах. Независимо от того, сколько вина в одном сосуде, сколько воды в другом и сколько жидкости переливается каждый раз из сосуда в сосуд и обратно (если только один сосуд при переливании не опоражнивается полностью), концентрация вина в сосуде В всегда останется выше, чем в сосуде А. Убедиться в этом можно при помощи простого рассуждения, использующего математическую индукцию. Первоначально концентрация вина в сосуде В, несомненно, выше, чем в сосуде А. Предположим, что после какого-то числа переливаний концентрация вина в сосуде В остается по-прежнему выше, чем в сосуде А. Переливая затем какое-то количество жидкости из сосуда В в сосуд А, мы будем переливать более крепкий раствор в более слабый. Следовательно, и после очередного переливания концентрация вина в сосуде В останется выше, чем в сосуде А. Если мы перельем какое-то количество жидкости из сосуда А в сосуд В, то концентрация вина в В также останется выше, чем в А. Так как любое переливание сводится к одному из этих двух случаев, то мы заключаем, что концентрация вина в сосуде В всегда больше, чем в сосуде А. Единственный способ выравнять концентрации – перелить целиком содержимое одного сосуда в другой.
Если эту задачу рассматривать как чисто математическую, то мои рассуждения безупречны. Но если рассматривать ее как физическую задачу, то в моем рассуждении обнаруживаются уязвимые места. Оно исходит из представления о безграничной делимости жидкости, в то время как реальные жидкости состоят из дискретных молекул. На это обстоятельство один из читателей обратил внимание Мартина Гарднера. Он подсчитал, что после 47 переливаний «туда и обратно» концентрация вина в обоих сосудах[7] с высокой вероятностью окажется равной.
Интересно, останется ли в силе предложенное этим читателем решение, если число молекул в сосуде с вином будет нечетным? Проживи я на свете миллион лет, мне никогда не пришло бы в голову, что эта задача не математическая, а физическая.
210. Какой брусок намагничен?
Мартин Гарднер предложил следующую задачу. Представьте себе, что вы заперты в комнате, где (так же как и на вас самих) нет ничего металлического, кроме двух совершенно одинаковых с виду железных брусков. Один из брусков намагничен. Установить, какой именно, можно, подвесив каждый из брусков на нити, обвязанной вокруг середины бруска: намагниченный брусок будет вести себя как стрелка компаса, то есть указывать на север. Нельзя ли установить, какой из брусков намагничен, более простым способом?