Текст книги "На суше и на море. 1962. Выпуск 3"

Автор книги: Александр Колпаков

Соавторы: Игорь Акимушкин,Сергей Соловьев,Александр Мееров,Александр Тараданкин,Семен Узин,Лев Василевский,Георгий Кубанский,Геннадий Фиш,В. Ковалевский,Гец Рихтер
сообщить о нарушении

Текущая страница: 44 (всего у книги 45 страниц)

ВОДА НА ЛУНЕ

ЭТОЙ статье дано заведомо интригующее заглавие, чтобы привлечь внимание читателя и заставить его серьезно задуматься над вопросом, на который так много исследований, казалось бы, дало уверенный отрицательный ответ. Разве мы не слышали с детства, что Луна – это мир, лишенный климата, в котором нет воды, поскольку на Луне нет атмосферы? Разве мы не повторяли, что Галилей и другие наблюдатели небесных светил подвергались впоследствии ожесточенным нападкам за ошибочное наименование плоских лунных областей «морями»? И разве, наконец, специалисты не вспомнят презрение, с которым ученые встретили гипотезу немецкого астронома Гербигера о «льде на Луне» всего поколение или два назад?

Цель статьи – не приносить извинения за ошибочные мнения наших предшественников; их идеи не могут быть исправлены или подновлены аргументами, опирающимися на наши современные знания. Однако редко бывает так, что та или иная научная проблема бывает разрешена действительно до конца, как об этом провозглашают современники. Новые поколения, вооруженные новыми знаниями, могут увидеть эти задачи в другом свете. Это, как мне кажется, происходит и с многовековым вопросом о воде на Луне.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ И СУДЬБА ЮВЕНИЛЬНЫХ ВОД

Чтобы начать с самого начала, отправимся в путешествие назад во времени, к эпохе образования Солнечной системы, то есть примерно на 4600 миллионов лет назад (эта дата установлена достаточно уверенно по изучению возраста метеоритов, падающих на Землю из межпланетного пространства). «Катастрофические» гипотезы образования Солнечной системы из горячей материи, вырванной из недр Солнца, ныне оставлены. По мнению ученых, занимающихся вопросами космогонии, планеты и другие тела Солнечной системы образовались путем постепенного накопления допланетных частиц газа и пыли при температурах, измеряемых, самое большее, несколькими сотнями градусов по шкале Кельвина[104]104
  Шкала Кельвина – такая шкала температур, в которой за нуль принимается наинизшая возможная температура, лежащая на 273,16 градуса ниже точки таяния льда (так называемый абсолютный нуль). По этой шкале все температуры выражаются положительными числами. – Прим. ред.


[Закрыть]; сходным образом рождалось и наше центральное светило – Солнце.

Если подобные представления правильны, то весьма вероятно, что химический состав первоначального газо-пылевого облака, из которого образовалась Солнечная система, должен быть очень похож на химический состав твердых метеорных тел, носящихся в межпланетном пространстве. Их остатки обращались вокруг Солнца от дней образования Солнечной системы до тех пор, пока не столкнулись с Землей. Химический анализ метеоритов показывает, что, кроме атомов и молекул многих химических элементов, в них присутствуют вполне измеримые количества различных легко испаряющихся веществ, самым важным из которых является вода. В так называемых хондритовых метеоритах она может составлять до 0,1 процента их массы.

Существование воды в первичной космической материи не должно пас удивлять, поскольку водород и кислород широко распространены в космосе, а молекулы воды очень устойчивы. Но еще более интересна роль и судьба так называемых ювенильных вод, то есть горячих внутренних вод, которые существуют со времен образования тела лунного или даже планетарного размера. Если подобные тела образуются при температуре выше 1000 градусов Кельвина, то большая часть воды испарится с самого начала и для тел с размерами и массой Луны безвозвратно растеряется в межпланетном пространстве. Если же – как мы ныне уверены – первоначальная температура подобных тел не была так высока и ограничивалась немногими сотнями градусов, ювенильная вода осталась связанной в твердых телах как кристаллизационная пода.

Что же случилось с этой водой (и другими летучими составляющими) со времени образования Луны в такое тело, которое мы знаем сегодня? Ответ во многом зависит от последующего увеличения температуры в недрах Луны. Это повышение температуры происходит благодаря выделению тепла при самопроизвольном распаде радиоактивных элементов. Эти элементы, если судить по аналогии с земной корой или хондритовыми метеоритами, должны находиться на Луне в заметных количествах (в особенности калий-10, торий-228, уран-235 и уран-238). Выходящий наружу поток этого «радиогенного» тепла, несомненно, очень сильно ослабляется из-за малой теплопроводности лунных пород. Результаты многочисленных расчетов потока тепла из недр Луны, в особенности в работах американского ученого Юри, не оставляют сомнений в том, что Лупа должна быть разогрета и что ее недра в настоящее время имеют температуру до 1000–1200 градусов Кельвина. Эта температура уже достаточна для испарения кристаллизационной воды из большинства твердых пород, содержащих «связанную» воду, и постепенной диффузии ее в виде перегретого пара через различные щели и трещины во внешнее пространство.

Если предыдущие аргументы и содержат какой-либо роковой недостаток, еще не выявленный сегодня, все же мало сомнений в том, что большая часть глубоких недр Луны (с температурой порядка 1000 градусов Кельвина) должна быть полностью обезвожена и высушена, а ее наружная кора, напротив, обогащена водой.

Но насколько близко эта вода могла подойти к лунной поверхности?

Судя по измерениям тепла, излучаемого Луной, поверхностные слои Луны совершенно холодные. На глубине меньше одного метра (куда тепло от нагревания солнечными лучами уже не проникает) по всей Луне господствует постоянная температура 230 ± 10 градусов Кельвина (примерно на 40 градусов ниже точки замерзания воды). Горячий пар, медленно пробирающийся через лунную кору во внешнее пространство, должен здесь конденсироваться в жидкость и превращаться в лед задолго до того, как он достигнет поверхности. Вдоль трещин в кристаллических породах, которые могут служить каналами для более быстрого выхода пара, образование льда происходит очень близко к лунной поверхности. Это может привести к таким изменениям строения лунной поверхности, которые, возможно, укажут земному наблюдателю на существование подповерхностных лунных ледников.

НАБЛЮДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ТЕОРИЮ

На недавнем симпозиуме по Луне в Ленинграде английский астроном Голд указал, что подобные подповерхностные ледники (покрытые пылью и различными обломками), возможно, наблюдаются нами в виде так называемых «лунных куполов» – небольших вздутий лунной поверхности, располагающихся обычно группами. Эти образования найдены в большом количестве на видимом полушарии Луны. Наибольшие из таких возвышенностей, обнаруженные по соседству с лунным кратером Коперник, имеют в поперечнике 20–25 километров, но большинство из них – по 3–6 километров в поперечнике и 100–300 метров в высоту. У лунных куполов есть заметное внешнее сходство с гидролакколитами[105]105
  Гидролакколит – многолетний бугор, образованный подземными наледями. Имеет форму купола с крутыми склонами, пологого купола или валообразпого поднятия. Встречаются только в областях распространения вечной мерзлоты. – Прим. ред.


[Закрыть] Аляски и Северной Канады, которые, быть может, являются их земными аналогами. Однако необходимы подробные исследования, прежде чем эти предположения встанут на более прочную основу.

Допустим, как крайний случай, что ювенильная вода, вырываясь из горячих недр Луны, обогащала поверхность случайными выбросами – в виде гейзеров. Такие явления с уверенностью до сих пор не наблюдались (да их и весьма трудно было бы обнаружить, за исключением весьма специальных обстоятельств), но у некоторых из наибольших лунных куполов имеются центральные углубления, которые, возможно, представляют собой жерла таких гейзеров, и если горячая вода временами извергается из этих гейзеров, то что же происходило с ней потом?

Точный ответ зависит, конечно, от температуры гейзера и высоты выброса, но можно не сомневаться в том, что, если подобный выброс произойдет лунной ночью или в месте, заслоненном от прямых солнечных лучей, значительная часть выброшенной струи воды не испарится в окружающее пространство, а превратится в лед. Отсюда вопрос – сколько времени может просуществовать такой лед, подвергающийся непосредственному действию условий межпланетной среды, без защиты атмосферы?

Оказывается, «время жизни» льда может быть очень велико. Этот важный факт ускользнул от внимания большинства ученых. Измерение теплового излучения Луны с помощью термоэлементов показало, что господствующая температура на части лунной поверхности, заслоненной от прямых солнечных лучей, составляет 120 градусов Кельвина. Это ненамного выше температуры жидкого воздуха[106]106
  Такие условия, то есть температура 120° Кельвина, как показывают данные о радиоизлучении Луны, господствуют не только на затененной поверхности нашего естественного спутника, но и по всей лунной поверхности на глубине одного-двух метров. – Прим. перев.


[Закрыть]. При этой температуре скорость испарения льда такова, что за все время существования Луны (4,5 миллиарда лет) с каждого квадратного сантиметра ее поверхности испарилось бы 4,6 килограмма льда. Другими словами, если бы Луна была окружена сплошной оболочкой изо льда сразу после своего образования, то вследствие испарения она потеряла бы за протекшие 4,5 миллиарда лет менее 50 метров своей внешней коры! А ледники, например, нашей земной Антарктиды имеют толщину в несколько километров.

Какова же максимально возможная толщина ледников, образовавшихся на Луне? Обратимся к аналогии с Землей. Предположим, что все количество воды во всех океанах Земли равномерно распределено по ее поверхности. Тогда вода покроет весь земной шар равномерным слоем толщиной 1800 метров. Если эта вода образовалась путем «высушивания» всей массы Земли, каждый грамм этой массы должен дать 1,54 x 10^-4 граммов ювенильной воды. И если допустить, что эти же цифры справедливы и для Луны, то ее меньшая масса высвободила бы количество ювенильной воды, которое может покрыть весь лунный шар океаном глубиной 300 метров. Сравнивая эту величину с приведенным выше числом 50 метров, мы видим, что это количество воды намного больше того, которое могла бы потерять Луна за все время существования вследствие испарения в условиях лунной ночи.

Эти числа, разумеется, весьма приблизительны; при расчете их предполагались полный выход всей ювенильной воды на поверхность Луны (а этот процесс, может быть, еще далек от завершения) и ее равномерное распределение здесь. На самом деле выход воды на поверхность мог происходить в ограниченных областях, а основная часть Луны оставалась обезвоженной. Английские астрономы Ватсон, Мюррей и Гаррисон-Браун недавно отметили, что приведенные доводы делают возможным успех поисков сохранившегося льда в постоянно покрытых тенью областях Луны вблизи ее полюсов, где Солнце никогда не поднимается полностью над горизонтом и где низкие ночные температуры господствуют почти всегда.

Каковы будут результаты подобных исследований, может сказать только будущее, но одно ясно, что наши прежние взгляды о существовании воды на Луне нуждаются в пересмотре.

Зденек Копал

Перевод с английского Л. Самсоненко

ПО СЛЕДАМ КОРАБЛЕКРУШЕНИЯ

ГАРУН ТАЗИЕВ, известный исследователь вулканов, оставил на три месяца свои «встречи с дьяволом», чтобы заняться изучением остатков фрегата, опознанного им как обломки «Астролябии» – одного из кораблей Лаперуза. Они были замечены в 1958 году губернатором островов Санта-Крус Антониозом, который известил Тазиева об интересной находке. Результаты исследований места кораблекрушения и сообщение Тазиева об этом – новая глава в драматической истории экспедиции Жана-Франсуа Лаперуза.

Великий мореплаватель Лаперуз (1741–1788) и лейтенант Флерио де Лангль по приказу французского короля Людовика XVI отправились в самую большую по тем временам научную экспедицию. Корабли покинули Брест 1 августа 1785 года. Вся Европа с живым интересом следила за этим путешествием, в подготовке которого принимал участие и сам король: он составил инструкцию на пятистах страницах – «in quarto» (Королевские советы) – как производить исследования и составлять карты. Хорошо оснащенные всем необходимым два фрегата, «Астролябия» и «Буссоль», вышли в море, чтобы совершить небывалое путешествие, и увы!., не вернулись. Воспоминания о капитане Куке, погибшем пятью годами ранее на Сандвичевых островах, были еще очень живы в памяти людей.

Неизвестные и воображаемые земли можно было увидеть тогда на глобусе. Лаперуз, отправившийся, чтобы пополнить карту мира новыми названиями, начал с того, что стал стирать обозначенные на пей наименования: острова Скалы Дрейка[107]107
  Дрейк – английский пират и мореплаватель, первым после Фернандо Магеллана совершил кругосветное плавание (1577–1580). – Прим. перев.


[Закрыть] были безжалостно перечеркнуты. «Земли воображаемые», – писал он о них в судовой книге, копия которой отправлялась в Версаль из каждой гавани.

На пятисотый день плавания началось гидрографическое изучение Таврии, ныне Восточной Сибири. Лаперуз прошел Корейским проливом и оказался в той части земли, где не развевался даже флаг капитана Кука. Ничто не укрылось от исследований Лаперуза. Глубины ущелий были измерены, высота гор – определена.

Но после сообщений Лаперуза, полученных в январе 1788 года, наступило тревожное молчание, которое опечалило всю Европу. Людовик XVI спрашивал своего тюремщика, нет ли вестей от Лаперуза, даже накануне того дня, когда должен был подняться на эшафот. Конвент голосовал за предоставление кредитов на организацию поисковой экспедиции. Поддержал это решение и еще один человек. Правда, он имел для этого особые основания: когда «Астролябия» и «Буссоль» снимались с якоря в Бресте, воспитанник «Эколь милитэр», не включенный в списки экипажа, плакал, спрятавшись от людей. Его звали Наполеон Бонапарт.

КОРАЛЛОВАЯ ЛОВУШКА ОТКРЫВАЕТ СВОИ ТАЙНЫ

В коралловом море, изобилующем рифами, навигация в наше время не менее опасна, чем во времена Лаперуза. В лагуне острова Ваникоро шторм погубил «Астролябию» и «Буссоль». Большая часть тех, кому удалось спастись, были уничтожены. Многие погибли на плотах, которые они соорудили наспех.

Экспедиция Тазиева опознала остатки славных фрегатов. До этого на дне лагуны острова Ваникоро было найдено только несколько обломков. Небольшие взрывы дали возможность расчистить дно и найти шесть якорей, несколько пушек, ядра, латунные гвозди. Не хватало только прямого доказательства принадлежности этих предметов фрегатам. Но накануне отъезда один из пловцов экспедиции Тазиева случайно нашел и такое доказательство. Это был серебряный рубль русской чеканки с изображением Петра Первого и с датой 1724 года. Этот рубль мог принадлежать только кому-нибудь из моряков «Астролябии» – единственного в то время корабля, который побывал и у берегов Восточной Сибири, и в южных морях.

На пятисотый день плавания спасшиеся после кораблекрушения лейтенант де Лангль и физик Ламанон были убиты вместе с десятью другими моряками на острове Тутуила (Океания). Через несколько месяцев исчезли Лаперуз и его товарищи.

Что же произошло?

Виево – восьмидесятисемилетний старик, самый старый из местных жителей острова Ваникоро – передал Тазиеву странный рассказ: «Дед моего деда видел корабль, потерпевший крушение, разбившись о рифы. Все жители острова бросились на пирогах к кораблю, отрезали головы и привозили в деревню. Те, кто пытался спастись вплавь, утонули. На месте, где зарыты их трупы, дед моего деда и другие жители деревни воздвигли курган». Старый Виево проводил туда Тазиева. Там была только груда камней.

На этом острове до сих пор поют старинную песню, в которой говорится о дне, когда было погублено много белых людей

Бернар Жикель

Перевод с французского И. Кочетковой

ПРИРОДА ПОДСКАЗЫВАЕТ ИНЖЕНЕРУ

ОБЪЯСНИМЫЙ ПАРАДОКС

НЕСКОЛЬКО ЛЕТ назад в зарубежной печати появились сообщения об использовании дрессированных голубей для… управления боевыми ракетами. В течение нескольких лет было проведено множество экспериментов, и в окончательном виде эта оригинальная система управления функционировала так. В головке ракеты помещалось устройство, которое следило за целью (например, самолетом или кораблем) и проектировало ее изображение на особый экран. Перед ним сидел на жердочке голубь, который клевал изображение, когда оно появлялось на экране. Если ракета двигалась точно, в направлении цели, изображение находилось в затемненной центральной части экрана и поэтому было невидимым. Однако едва ракета отклонялась в сторону, изображение цели перемещалось на освещенную часть экрана, голубь видел его и принимался клевать, пока оно не исчезало вновь. Поверхность экрана была токопроводящей, а на клюв птицы надевался металлический наконечник. Это давало возможность в зависимости от положения цели на экране снимать с него ток определенной величины. Через преобразователь этот ток подавался на рули управления, которые заставляли ракету снова лечь на правильный курс…

Правда, поразительно: стальное чудовище, в утробе которого заключена сила нескольких десятков тысяч лошадей, управляется столь примитивным устройством. В чем дело, почему исследовался такой «допотопный» способ управления ракетой? Ведь любой конструктор в течение часа без труда набросает десяток, а то и больше схем – механических, пневматических, электрических и каких угодно, – с помощью которых вроде бы вполне можно обеспечить выполнение функций, доверенных голубю. Устройства, работающие по этим схемам, вообще говоря, не так уж трудно создать, или, как говорят в таких случаях инженеры, «воплотить в металл».

Наконец, есть специальная наука об управлении – кибернетика, которая занимается созданием управляющих систем и которая располагает, казалось бы, чудесной, всемогущей и универсальной техникой. В самом деле, сколько в последнее время приходится читать и слышать о быстродействующих электронных вычислительных машинах, о машинах, играющих в шахматы, сочиняющих стихи и музыку, помогающих врачу ставить диагноз, управляющих разнообразными технологическими процессами. Может быть, следовало обратиться к услугам кибернетики? Почему же тогда американцы предпочли прибегнуть к такому ненадежному устройству, как голубь?

Как это ни парадоксально, использовать голубя для управления ракетой предложили именно кибернетики. Впрочем, парадокс здесь только кажущийся: вспомните, что кибернетика имеет дело с процессами управления и в системах, созданных человеком, и в системах, созданных природой в ходе эволюции. Само развитие кибернетики тесно связано с расширением наших знаний о процессах управления и регулирования в живых организмах. Дело в том, что природа – это огромная лаборатория, работающая сотни миллионов лет. За это время в ней было произведено бесчисленное множество экспериментов. И хотя эволюция слепа – ее можно сравнить со скульптором, который не видит собственных творений и не знает, что с ними будет дальше, – она, пройдя сквозь запутанные лабиринты поисков и потерпев невероятное количество неудач, создала тем не менее то фантастическое разнообразие видов живых организмов, которое существовало и существует на пашей планете. И вот обнаружилось, что живые организмы обладают, как правило, уникальными аппаратами управления и регулирования – удивительно экономичными, надежными, способными воспринимать и запоминать порой ничтожные изменения множества факторов внешней среды и отвечать на это сложнейшими приспособительными реакциями.

С точки зрения кибернетики любой живой организм – это своего рода некая система управления и регулирования, сложная, правда, но зато очень эффективная и по своей надежности в некоторых отношениях даже превосходящая управляющие системы, созданные человеком. Эти слова можно отнести, например, к подсолнечнику, шляпка которого с поразительной точностью поворачивается вслед за солнцем; петуху, который неведомым для нас способом «отмеряет» время от крика до крика; наконец, к человеку, мозг которого, в сущности, великолепное счетно-решающее устройство – весьма «портативное», обладающее колоссальной памятью, потребляющее небольшую мощность, способное делать сложнейшие расчеты и умозаключения.

Сразу же возникает вопрос: нельзя ли, зная, как устроены и работают биологические системы управления и регулирования, создавать искусственные системы, которые обладали бы подобными же характеристиками и свойствами? Разумеется, можно. В свое время Архимед сказал, восхищаясь возможностями, заложенными в таком простом механизме, как рычаг: «Дайте мне точку опоры, и я подниму земной Шар!»

С неменьшим правом инженеры наших дней могут заявить: «Дайте нам схему механизма любой биологической системы управления и регулирования, и мы создадим не менее совершенную техническую систему!»

БИОЛОГИЯ ПЛЮС КИБЕРНЕТИКА

Вся трудность в том, однако, что механизмы работы биологических систем управления и регулирования по большей части неизвестны. Биология, как известно, не принадлежит (во всяком случае сейчас) к числу точных наук. До недавнего времени основными методами, которыми она пользовалась, были описание и качественная оценка явлений, изучаемых ею. Лишь в последние десятилетия и особенно в последние годы наметился переход биологии в лагерь наук, пользующихся в своих методах аппаратом математики для установления точных количественных оценок. Решающую роль в этом сыграло появление и развитие кибернетики.

Особенно плодотворным для биологии оказалось ее тесное содружество с кибернетикой. Впрочем, это содружество немало дает и кибернетике. Обе эти науки – биология и кибернетика – образовали сейчас нечто вроде автоколебательного контура. Чтобы сделать бросок вперед, кибернетике все чаще приходится опираться на достижения биологии. Но продвинувшись вперед, кибернетика не остается в долгу, подтягивая на новые рубежи и биологию. Изучая с помощью биологов управляющие системы и чувствительные органы, созданные природой, инженеры используют принципы их работы для создания тех или иных технических устройств. В свою очередь разработка этих технических устройств помогает и кибернетикам и биологам глубже понять процессы, которые происходят в живых системах.

В последнее время сотрудничество биологов и кибернетиков вылилось в совершенно новую форму: появилась молодая отрасль технической кибернетики – бионика. Это направление кибернетики занимается решением инженерных проблем, используя изучение биологических систем и процессов. Цель бионики – создание технических устройств, характеристики которых приближаются к характеристикам живых организмов.

Не надо думать, однако, что бионика ставит своей задачей просто копировать природу. Зная принципы работы различных механизмов биологических систем, человек не только сможет воспроизвести их, но и создать на их основе более совершенные устройства. Кстати, у него для этого больше возможностей, чем у природы. Ведь природа не может, подобно конструктору, разобрать свое творение на части и заново собрать его, пытаясь сотворить нечто лучшее. Ее творчество выражается лишь в поправках, достройках, доделках, усовершенствованиях.

И не так уж она мудра, эта природа. Немногого добился бы человек, если бы он решил рабски подражать ей. Наши предки правильно сделали, что не стали в свое время придумывать шагающую повозку, а изобрели колесо, которое во многих отношениях оказалось более удобным. Или еще примеры. Скажем, самолет никак нельзя назвать увеличенной во много раз птицей, а подводная лодка движется совсем не так, как рыба. Среди творений живой природы нет ни одного, которое передвигалось бы со сверхзвуковыми скоростями, а человек собирается в будущем создать межзвездные корабли, которым будут доступны субсветовые скорости.

Но вместе с этим природа создала множество устройств, о которых ученые и инженеры пока могут только мечтать. Больше всего она «дразнит» их своими системами, предназначенными для переработки громадных объемов информации, и сверхчувствительными датчиками, принимающими и передающими информацию. Количество и разнообразие оригинальных систем, созданных природой в ходе эволюции, просто ошеломляет. Кажется, нет ни одного живого организма, при знакомстве с которым не возникло бы желание: вот бы позаимствовать у него схему управляющего механизма.

Правда, сегодня о большинстве этих биологических управляющих систем мы знаем лишь в общих чертах, но в недалеком будущем несомненно появятся и целые библиотеки книг, в которых они будут описаны, и груды авторских свидетельств, выданных на аналогичные им искусственные системы. Чтобы представить себе потенциальные возможности бионики, давайте совершим с вами экскурсию в музей, где выставлены интересующие нас изобретения природы.

ПО ЗАЛАМ НЕОБЫЧНОГО МУЗЕЯ

Вы, конечно, понимаете, что этот музей – сама природа, а его экспонаты – всевозможные живые организмы, созданные ею. Большинство из них вы видели и раньше, но, по-видимому, не догадывались при этом, с какими чудесами техники сталкиваетесь. Приглядимся к ним повнимательнее.

Мы уже упоминали об удивительной способности петухов «отмерять» время. Быть может, вы знаете и о том, что цветы на лугу или в саду открывают и складывают свои венчики в определенный час дня. Делают они это с такой пунктуальностью, что по ним можно сверять время. В последние годы способность ориентироваться во времени обнаружена у большого числа живых организмов. Оказалось также, что многие процессы внутри организма протекают в двадцатичетырехчасовом цикле. Это явление ученые называют сейчас «биологическими часами».

Где в организме помещается механизм «биологических часов» и как он действует – это пока неизвестно. А между тем вопрос этот имеет, вероятно, и большой практический интерес. Вообразите, что мы разгадали механизм «биологических часов» и научились по своему усмотрению останавливать и снова заводить их. Опыты, проведенные недавно группой английских физиологов, доказывают, что это принципиально возможно. Поместив петуха в специальную камеру, они обнаружили, что после нескольких дней пребывания в темноте он утратил «чувство времени» и, растерявшись, перестал кукарекать. Его «биологические часы» остановились. Но достаточно было осветить эту камеру хотя бы на мгновение лучом солнечного света, как «часы» снова пошли. В течение нескольких дней петух своим кукареканьем «отмерял» время как обычно, но затем опять замолк. Словно у его «часов» раскрутилась «пружина».

Как же человек может использовать свою способность останавливать «биологические часы» живых организмов? Вот одна из возможностей. Токсичность большинства микробов и бактерий в течение суток неодинакова и меняется в соответствии с ходом «биологических часов» по определенному закону. У некоторых видов микроорганизмов она временами доходит почти до нуля. А что если в этот момент остановить «часы»?

С работой «биологических часов» некоторые ученые связывают, например, способность голубей находить дорогу домой. Считают, что голубь каким-то образом ставит в соответствие показания своих «часов» и положение Солнца на небе, определяя с помощью этого свое местонахождение. Может быть, используя этот принцип, инженерам удастся создать точнейшие приборы для аэро– и космонавигации?

У многих животных, рыб и насекомых удивительно развита чувствительность к запахам. Собака, например, различает нужный ей запах в «букете», составленном из нескольких сот различных ароматов. Самцы одного из видов бабочек – павлиний глаз, – по-видимому, находят самку по запаху веществ, выделяемых ее железами, даже если она находится в десяти-пятнадцати километрах. Пчелы чувствуют запах меда, находящегося в герметически закрытой банке.

Физическая природа запахов установлена лишь недавно. Согласно последней гипотезе, предполагают, что запах, присущий тому или иному веществу, объясняется характерными для этого вещества низкочастотными колебаниями его молекул или частей молекул. При этом вибрирующие молекулы излучают электромагнитные волны длиной от 8 до 14 микронов, которые воспринимаются и регистрируются органами обоняния. Таким образом, поразительная чувствительность к запахам у животных и насекомых объясняется тем, что их органы обоняния – это своего рода великолепные радиоприемники, обладающие тонкой настройкой, способные принимать и анализировать электромагнитные колебания невообразимо ничтожной мощности.

Как пригодились бы человеку такие чувствительные устройства! Ведь с их помощью химики, скажем, могли бы быстро и точно производить сложнейшие анализы различных веществ и смесей, астрономы, быть может, определили бы, не покидая своих обсерваторий, химический состав атмосфер других планет нашей Солнечной системы, врачи получили бы, пожалуй, возможность, контролируя обмен веществ в организме, ставить диагноз болезни, едва она наметится.

А ориентация рыб и водных животных с помощью обоняния, способность их улавливать запахи в воде? Ведь это означает возможность радиосвязи под водой! Надо думать, существует какой-то диапазон электромагнитных колебаний, которые не поглощаются водой или же поглощаются незначительно. Не подскажет ли природа инженеру, какие длины волн для этого подходят? Нельзя ли заимствовать у нее схемы чувствительных устройств, воспринимающих запахи?

Впрочем, не менее интересны для инженера и другие созданные природой «устройства», с помощью которых обеспечивается функционирование тех или иных органов чувств: слуха, зрения и других. Какую зависть у инженера вызывают, например, такие «приборы», как глаза – глаза насекомых, птиц, пресмыкающихся, рыб и других живых существ. Оказывается, многие насекомые воспринимают ультрафиолетовый свет, особые глаза глубоководных кальмаров способны воспринимать инфракрасные лучи, человеку же удается краешком глаза «заглянуть» в эти области электромагнитного спектра лишь с помощью сложных и несовершенных приборов. Но инженеры считают сейчас, что, «проконсультировавшись» у природы, они смогут в недалеком будущем создать особые устройства, своего рода искусственные органы зрения, которые дадут человеку возможность значительно увеличить объем получаемых им зрительных восприятий.

Прогулка по музею изобретений природы лишь началась, а сколько замечательного мы уже увидели! К сожалению, невозможно хотя бы перечислить все созданные ею системы, к которым с интересом присматриваются сейчас инженеры. Упомянем лишь еще о нескольких загадках, над которыми бьются сегодня бионики. Это прежде всего принципы ультразвуковой локации летучих мышей, дельфинов, термолокации гремучих змей, принципы действия «антенн» у бабочек, системы ориентации водных животных на основе обоняния, устройство и работа «фабрик» в клетках зеленого листа, наконец, устройство и работа человеческого мозга, механизм кодирования информации в нем, структура памяти, схемы выработки программ поведения, вопросы, связанные с тем, как осуществляется обучение, как осуществляется контроль над исполняющими органами.

Впрочем, об этом следует рассказать несколько подробнее.

КИРПИЧИКИ И БЛОКИ МОЗГА

Мы уже говорили о том, что с точки зрения кибернетики мозг – это некое счетно-решающее устройство, обладающее огромной памятью, экономичное и надежное. Особенно уникален мозг человека. Вот его основные «технические данные»: вес около полутора килограммов, емкость памяти равна примерно 10 триллионам знаков, состоит он из 14 миллиардов «кирпичиков» – нейронов, потребляемая им мощность составляет несколько десятков ватт.