Если вам нужно увеличить скорость искусственного спутника, вращающегося вокруг планеты, куда вы направите реактивную струю из сопла двигателя?
— Ну, это лёгкий вопрос, — хмыкнул Джерри. — В космическую эру все знают, что для увеличения орбитальной скорости надо тормозить двигателем в направлении движения, тогда корабль начинает падать на планету, и его скорость вырастет. При торможении спутника об атмосферу его скорость также увеличивается. Если же использовать вроде бы естественное — ускоряющее — положение реактивной струи назад, то спутник заберётся на более высокую орбиту вокруг планеты, и скорость его движения уменьшится. Чем выше спутник, тем медленнее он летит. Закон Кеплера.
— Правильно, — кивнула Никки, — ответ на этот вопрос всем известен, поэтому он принесёт тебе всего два балла. Но если ты не остановишься на этом, а укажешь, при каких мощностях двигателя это парадоксальное правило может быть преодолено — то можешь получить и десять баллов. Или такой хитрый вопрос:
Как изменились физические параметры реки после постройки гидроэлектростанции, производящей значительное количество электроэнергии?
— Э-э… — задумался Джерри.
— Вопрос непростой. — согласилась Никки. — Нужно сообразить, что средняя температура воды в реке слегка упадёт: гидроэлектростанция снизит скорость течения и тем самым уменьшит трение воды о грунт, разрушение берегов и нагрев реки и почвы вокруг. Сообразишь — получишь двадцать баллов. Если же ты добавишь оценку охлаждения водохранилища выше электростанции и прикинешь локальный нагрев реки после плотины как функцию высоты водопада, то заработаешь до полусотни очков. А вот ещё очень приятная задачка:
Вы сожгли вязанку дров в камине на первом этаже, потом перенесли точно такую же вязанку дров на второй этаж, сообщив ей значительную потенциальную энергию, и сожгли её в камине второго этажа.
Если же ты добавишь оценку охлаждения водохранилища выше электростанции и прикинешь локальный нагрев реки после плотины как функцию высоты водопада, то заработаешь до полусотни очков. А вот ещё очень приятная задачка:
Вы сожгли вязанку дров в камине на первом этаже, потом перенесли точно такую же вязанку дров на второй этаж, сообщив ей значительную потенциальную энергию, и сожгли её в камине второго этажа. Где выделилось больше энергии в результате топки каминов — на первом или втором этаже?
— Одинаковое количество энергии! — выпалил Джерри. — Дополнительная потенциальная энергия дров на втором этаже перейдёт после сгорания дров в потенциальную энергию золы, водяного пара и углекислого газа.
— Правильный ответ, — откликнулась Никки, — но только в первом приближении. Получаешь за него всего четыре балла. Для более правильного ответа — «на втором этаже энергии выделится больше» — надо вспомнить про эйнштейновский дефект массы дров из-за излучения фотонов и про опять-таки эйнштейновское замедление времени в гравитационном поле Земли. Это вызывает красное смещение или уменьшение энергии фотонов из нижнего камина.
— С Эйнштейном у меня напряжённые отношения, — вздохнул Джерри.
— Зато компьютер его любит и даст тебе баллов пятьдесят за такой ответ, — сказала Никки. — Нижний камин находится при большем атмосферном давлении, чем верхний, поэтому можно ещё со вкусом обсудить эффективность сгорания дров при разных плотностях воздуха. Получишь сотню баллов.
Никки оглянулась с видом заговорщика и перешла на драматический шёпот:
— Интересно, что правильность ответа на вопрос: где выделится энергии больше, на первом или втором этаже? — сам по себе, как показывает анализ прошлых экзаменов, оказывается не очень важен, как и то, на самом ли деле твой подход — лучший для решения.
Она вернула себе обычный голос:
— Компьютер-экзаменатор ценит больше всего умение мыслить, проникать в суть задачи и использовать нестандартные методы, едва затронутые в школьной программе. Детально проанализировать серьёзную тему за несколько минут нельзя, а оценить творческий потенциал человека, делающего этот анализ, — можно.
— И что ты предлагаешь? — спросил Джерри.
— Надо заняться внешкольными темами, эффективно повышающими оценку. Например, изучить красивый эффект Мёссбауэра, механизмы сверхпроводимости и сверхтекучести… казимировский эффект вакуумного притяжения… закономерности трёхмерного фолдинга протеинов… — много можно набрать красивых вещиц.
— Но тогда нам придётся освоить гораздо больше материала, чем есть в школьной программе! — воскликнул Джерри.
— Вовсе нет, — возразила Никки. — Весь фокус в том, что число дополнительных выигрышных методов и теорий гораздо меньше количества возможных вопросов. Например, на экзамене тебе дают пару дюжин вопросов по физике, взятых из многомиллионной базы задач. А у тебя в запасе будет всего десяток симпатичных внеплановых физических эффектов. Ты внимательно смотришь на заданные вопросы и думаешь, где можно употребить заготовленные козыри. Применишь этот трюк хотя бы к двум-трём задачам по физике — и это принесёт тебе лишнюю сотню баллов. Аналогично и в других блоках. Классическую работу Грегори «Разумный глаз» можно обсудить в биологии, генетике, кибернетике, а легендарную книгу Куна «Научные революции» — в общем вопросе по любому предмету. Несколько сотен очков на всех блоках — и мы близки к успеху!