В Р Е М Я П Е Р Е М Е Н
148
порождаемых каждым атомом Солнца
на различных расстояниях от
Земли. В онкологии растущая масса опухоли может быть смоделирова-
на с помощью интеграла
66
. Он позволяет определить общее количество
вводимого при химиотерапии лекарственного средства.
Понимание того, почему в этих случаях
требуется интегральное ис-
числение, а не обычное суммирование, мы получили в начальной школе.
Давайте рассмотрим, с какими трудностями мы столкнулись бы, если бы
действительно пытались вычислить силу притяжения Земли к Солнцу.
Первая трудность заключается в том,
что ни Солнце, ни Земля не явля-
ются точками. Это гигантские шары, состоящие из колоссального чис-
ла атомов. Каждый атом Солнца — это
нечто вроде гравитационного
буксира для каждого атома Земли. Поскольку атомы крошечные, то их
взаимное притяжение почти бесконечно мало, но их бесконечно много
и в совокупности они могут составлять ощутимую силу. И
надо каким-то
образом просуммировать все их воздействия.
Но есть и вторая, более серьезная трудность: притяжение различных
пар атомов различно. Для одних оно сильнее, чем для других. Почему?
Потому
что сила притяжения меняется в зависимости от расстояния:
чем ближе объекты, тем сильнее они притягиваются. Атомы самых уда-
ленных друг от друга частей Солнца и Земли испытывают наименьшее
притяжение; атомы, находящиеся
близко друг к другу, притягиваются
сильнее, а те, которые между ними, испытывают среднее по силе притя-
жение. Интегральное исчисление позволяет просуммировать все эти из-
меняющиеся силы.
Удивительно, но это можно осуществить по крайней
мере в идеализированной модели, если считать Землю и Солнце твер-
дыми шарами, состоящими из бесконечного числа точек непрерывной
материи, причем каждая из этих точек оказывает
бесконечно малое воз-
действие на другие. Как и во всех исчислениях, бесконечность и преде-
лы, на помощь!
Исторически интеграл сначала появился в геометрии для нахождения
площадей криволинейных фигур. Площадь круга можно представить
как сумму множества тонких ломтиков пирога. В
пределе имеем бес-
конечное множество кусочков, каждый из которых бесконечно тонкий.