Текст книги "Изобретения Дедала"

Автор книги: Дэвид Джоунс

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 22 страниц)

Магнитные монополи

Как и многим физикам, Дедалу не дает покоя отсутствие симметрии между магнитными полюсами и электрическими зарядами. Уравнения электродинамики полностью симметричны; тем не менее изолированные магнитные полюсы (монополи), по-видимому, не существуют, тогда как разделить положительные и отрицательные электрические заряды удается без труда (если же вы попытаетесь разделить полюсы магнита, распилив его пополам, то получите два магнита, каждый из которых по-прежнему имеет два полюса – северный и южный). По мнению Дедала, прежде всего следует понять, куда мог бы направиться монополь, если его предоставить самому себе. Ясно, что он станет двигаться вдоль силовых линий земного магнитного поля и зароется в землю у Северного (или Южного) магнитного полюса Земли. Поэтому Дедал пытается раздобыть средства на организацию геологической экспедиции, оснащенной снегоходами и буровыми установками, которая отправится на поиски подземных кладовых магнитных монополей. Монополи, если их удастся найти, послужат основой для идеальных электродвигателей постоянного тока, поскольку монополь станет безостановочно крутиться вокруг любого проводника, по которому течет электрический ток.

Придется только принять меры, чтобы нечаянно не упустить его.

New Scientist, December 3, 1964

Комментарий Дедала

Года через четыре после публикации этой заметки меня позабавила статья (Science Journal, Sept. 1968, p. 60), в которой Г. Г. Кольм из лаборатории магнитных явлений Массачусетского технологического института описывал свои геологические поиски магнитных монополей – пока что безуспешные.

Возможность существования естественных магнитных монополей продолжает обсуждаться в ученой среде. Дедал, уже придумавший для монополей множество полезных практических применений, предлагает способ искусственного получения однополюсных магнитов. Представьте себе стальной шар, разрезанный на секторы; каждый сектор намагничивается так, чтобы его наружный конец был северным полюсом, а внутренний – южным. Если теперь собрать секторы в шар, то находящийся в центре южный полюс будет полностью экранирован остальной массой магнита – получится самый настоящий сферический «северный» монополь. Стоит его отпустить, как он устремится на север, к самому полюсу, если только на его пути не попадется проводник с током, – тогда монополь начнет вращаться вокруг него (образуется простейший электродвигатель постоянного тока).

Вначале Дедал предполагал использовать взаимное отталкивание монополей для создания транспорта на магнитной подвеске. С этой целью намагниченные цилиндрические секторы собираются в трубу, и две такие трубы укладываются параллельно одна другой. Сферический монополь будет устойчиво парить над ними (на концах пути «рельсы» можно замкнуть перемычкой, чтобы предотвратить рассеяние магнитного потока).

 Но затем Дедал сообразил, что вследствие взаимного отталкивания свободные монополи должны вести себя подобно молекулам газа, – соударяясь со стенками сосуда, в котором они заключены, они будут создавать давление в сосуде. Это позволяет сконструировать гораздо более простой аппарат на магнитной подвеске, удерживаемый над опорной поверхностью давлением монопольного «газа», который содержится под аппаратом в ограждении из медной сетки.

Такая совершенная подвеска не только не потребляет энергии и не создает шума, как обычные аппараты на воздушной подушке или магнитной подвеске, но и обеспечивает постоянную тягу, направленную на север. Бесшумные, чистые, стремительные экспрессы на монопольной подвеске помчатся по магистралям, проложенным вдоль магнитных меридианов (не следует только располагать на их пути линии передачи постоянного электрического тока, ибо они нарушат нормальную траекторию движения). На конечных станциях будет создан запас монополей нужного знака, а отработавшие мо-нополи транспортируются обычным локомотивом на конечную станцию для повторного использования. Сложности возникнут только при разъезде поездов, везущих монополи.

New Scientist, September 10, 1970

Комментарий Дедала

Подобный способ изготовления монополей был впоследствии сурово раскритикован (Wireless World, Dec. 1978, p. 67; Sept. 1979, p. 82).

Средство от износа

Йодная лампа накаливания – остроумнейшее изобретение с точки зрения химии. Как и во всех лампах накаливания, ее нить накала постепенно испаряется, однако пары вольфрама быстро реагируют с иодом, содержащимся внутри колбы. Получается йодистый вольфрам – соединение, которое разлагается при высокой температуре: таким образом, как только молекула йодида попадает на нить накала, на ней осаждается вольфрам.

Принцип действия йодной лампы накаливания

а. Атомы вольфрама испаряются с горячей нити накала.

б. Атомы вольфрама реагируют с молекулами йода: образуется йодистый вольфрам.

в. Молекула йодистого вольфрама беспорядочно движутся внутри лампы.

г. Попадая на раскаленную нить накала, молекулы йодистого вольфрама разлагаются: вольфрам откладывается на нити.

Дедал усматривает в этом изобретении ключ к разработке совершенно нового подхода к созданию самовосстанавливающихся механизмов. Дедал уже давно возмущается тем абсурдным фактом, что, скажем, автомобиль весом в целую тонну обрекается на сдачу в утиль только потому, что его движущиеся части чуть-чуть поизносились, потеряв какой-нибудь грамм металла. Теперь Дедал пытается применить принцип йодной лампы для предотвращения износа трущихся частей. В этой связи он вспоминает о процессе Монда, в котором для получения никеля используется реакция между никелем и окисью углерода, в результате чего получается летучий карбонил никеля. При высокой температуре карбонил разлагается, выделяя никель и окись углерода, которая вновь используется для повторного процесса.

Вечный подшипник на основе карбонила

а. Частицы никеля с трущихся поверхностей уносятся потоком масла.

б. Никель реагирует с окисью углерода в картере: образуется карбон никеля.

в. Растворенный карбонил никеля циркулирует в системе смазки.

г. Карбонил разлагается на горячих точках подшипника: металл осаждается на участках наибольшего износа.

Дедал предлагает никелировать цилиндры и подшипники, а выхлопные газы пропускать через картер двигателя. Идея состоит в том, что по мере износа деталей частицы никеля уносятся маслом в картер, где никель реагирует с окисью углерода, содержащейся в выхлопном газе. Образующийся карбонил никеля, циркулируя вместе с маслом, попадает в подшипники и цилиндры двигателя. Сильнее всего разогреваются те поверхности, которые испытывают большее трение, и соответственно они в большей степени подвергаются износу – таким образом, при разложении карбонила никель будет осаждаться именно там, где нужно. Автомобиль станет вечным! Нет сомнений, что этот принцип нанесет смертельный удар по недальновидной системе запланированного износа, а конструкторы станут хорошенько думать, чтобы не запустить в производство какой-нибудь неуклюжий агрегат: ведь теперь ему будет суждено служить многие века. Нет, пожалуй, такой конструкции, в которой не пригодился бы предлагаемый Дедалом прииции защиты от износа: это автомобили, самолеты, приборы, станки, которым приходится работать в самых неблагоприятных условиях, и даже швейные машинки. Потребуется только очень точно поддерживать химическое равновесие в системе: если на горячей точке откладывается слишком много металла, то зазор между трущимися деталями чрезмерно уменьшится, разогрев увеличится и в конце концов детали заклинятся. Поэтому в системе должно присутствовать ровно столько металла, сколько необходимо для поддержания нормальных зазоров.

New Scientist, December 14, 1967

Комментарий Дедала

Не прошло и четырех лет, как предложенный мной принцип самовосстанавливающихся трущихся пар частей был изобретен специалистами, работающими в области смазочных материалов. В одном широко известном типе подшипников на одну из трущихся поверхностей наносится тонкий слой мягкого металла. Рабочие характеристики такого подшипника вполне удовлетворительны, но металлическое покрытие постепенно изнашивается. В 1971 г. сотрудники научно-исследовательской корпорации «Мобил» Дж. Диккерт-мл. и С. Роу сообщили о своих опытах (Nature Physical Science, 231, 1971, p. 87) по влиянию ряда добавок к гексадекановой смазке[10]10
  Существуют присадки к смазочным материалам, содержащие медь, которые способны залечивать повреждения трущихся поверхностей (см. [6]).– Прим. ред.


[Закрыть]. В качестве одной из добавок использовался О,O-дн (нео-пентил) фосфородитиоат золота. Было обнаружено, что это вещество разлагается в точках наибольшего фрикционного нагрева, и образующаяся тонкая пленка металлического золота существенно ослабляет трение. Как пишут сами авторы, «золото преимущественно откладывается на том участке поверхности, который имеет наиболее высокую температуру. По существу, возникает фрикционная пара сталь – золото, и пленка золота постоянно восстанавливается за счет осаждения металла из смазки. Таким образом, достигается равновесие между истиранием пленки и осаждением золота, зависящее от конкретных условий работы трущейся пары частей. В правильно сбалансированной системе процесс самовосстановления продолжается, пока в смазке присутствует надлежащая добавка».

Конечно, золото – слишком дорогостоящая присадка к машинному маслу. Но справедливость предлагаемого принципа можно считать полностью доказанной. Интересно, не придумали ли инженеры фирмы «Мобил» более дешевую добавку к маслу, скажем, на основе свинца, или следующий ход опять за компанией КОШМАР? Существует область, в которой применение этого принципа может поистине спасти тысячи жизней, – это медицинское протезирование. Например, протезы тазобедренных и других крупных суставов действуют очень хорошо, но вследствие износа и истирания трущихся поверхностен срок их службы ограничен 5–20 годами.

Замороженный умишко

В наши дни некоторые оптимисты завещают, чтобы их тела после смерти были заморожены в жидком азоте, надеясь, что в будущем их удастся разморозить и оживить. Как ни печально, пока это невозможно осуществить, поскольку процессы замораживания и размораживания должны протекать быстро и одновременно во всем объеме тела. Уже сегодня можно произвести равномерное согревание тела по всему объему при помощи индукционного или микроволнового нагрева, однако охлаждение (например, путем погружения в ванну с жидким азотом) происходит только через поверхность тела. Замораживание постепенно распространяется в глубь тела; при этом на границе охлажденной области происходят такие разрушения, как это может случиться в большой и сложной машине, если попытаться ее останавливать по частям. Чтобы избежать этого, необходимо придумать какой-то способ заставить тело отдавать тепло в виде микроволн. Дедал указывает, что именно этот принцип лежит в основе микроволнового лазера (мазера), и предлагает воспользоваться хорошо известным методом протонного магнитного резонанса (ПМР). Протоны (ядра водорода – основного элемента в составе живой материи) стремятся ориентироваться вдоль силовых линий внешнего магнитного поля. Ориентация против внешнего поля соответствует состоянию с более высокой энергией – при достаточно сильном внешнем магнитном поле разность энергий между двумя состояниями вполне может соответствовать микроволновому диапазону. Что же произойдет, если мгновенно изменить направление внешнего магнитного поля? Все протоны одновременно окажутся ориентированными против направления внешнего поля. Самое незначительное возбуждение на соответствующей частоте заставит их вернуться в устойчивое состояние (ориентация вдоль поля), что будет сопровождаться генерацией когерентного микроволнового излучения. При этом за счет спин-решеточной релаксации энергия будет отбираться от нагретого тела, температура которого понизится. Такой процесс можно повторять необходимое число раз.

Дедал еще не нашел добровольцев для участия в опытах по микроволновому замораживанию и размораживанию. Свои предварительные исследования он проводит на дождевых червях, которые имеют как раз подходящий размер для его ПМР-спектрометра. Дедал обучает червей завязываться в узел через определенное время после действия электрического импульса. Когда они достаточно натренируются, он подвергнет их мгновенному замораживанию точно в середине этого временного интервала. Решающий эксперимент должен показать, станут ли черви после размораживания выжидать оставшуюся часть интервала, чтобы вновь завязаться в узел.

New Scientist, November 14, 1968

За истекшую неделю в лаборатории фирмы КОШМАР достигнут значительный прогресс. Работая над магнитным мазером для мгновенного замораживания людей, Дедал вспомнил про загадочные находки «быстрозамороженных» сибирских мамонтов, у некоторых из которых во рту даже сохранилась недожеванная жвачка. Дедал усматривает в этом пример действия естественного механизма быстрого замораживания, который в данном случае, по-видимому, является следствием перемены полярности земного магнитного поля (происшедшей, как известно, во время ледникового периода), а также влияния солнечного микроволнового излучения, проникшего сквозь возмущенную ионосферу. Дедал предполагает, что жизненные процессы у этих животных лишь временно приостановлены, и в настоящее время он ведет переговоры о посылке в Сибирь экспедиции, оснащенной микроволновой аппаратурой для быстрого размораживания, не теряя надежды оживить мамонта. Какой находкой для биологов и специалистов по поведению животных станет живой доисторический гигант с полным набором рефлексов, выработанных еще в каменном веке! Дело, впрочем, может обстоять не так просто: информация в памяти животного хранится, по всей вероятности, в двух видах. Во-первых, как «встроенная» память, представляемая связями между клетками, определенными химическими веществами и т. д. Во-вторых, в виде нервных импульсов, электрических зарядов и т.д. – «оперативная» память. «Встроенная» память должна спокойно выдержать замораживание, однако оперативная информация почти наверняка будет потеряна, подобно тому как стирается информация в оперативной памяти ЭВМ при ее выключении. Дедал убежден, что жизненно важная информация, касающаяся, скажем, дыхания, сердечного ритма и прочее, хранится во «встроенной» памяти, в то время как рефлексы, воспоминания и другие благоприобретенные навыки, возможно, относятся к области «оперативной» памяти. Если же рефлексы «записаны» во «встроенной» памяти, то возвращенный к жизни мамонт примет участников экспедиции за первобытных охотников и в ярости набросится на ученых. Но если при замораживании память утрачена, то мамонт не сможет ничего вспомнить о своей прежней жнзии. С наивностью новорожденного создания он станет считать себя таким же, как и окружающие его люди. Так что подобный эксперимент может иметь большое значение для последующих опытов по замораживанию людей. Дедал подозревает, что гибкая человеческая память почти полностью состоит из блоков оперативной информации, так что размороженный клиент даже не вспомнит, какие причины заставили его подвергнуться замораживанию!

New Scientist, November 21, 1968

Оживление мамонта в Сибири

Комментарий Дедала

Впервые замороженные мамонты были найдены в Сибири в XVIII в., исторические сведения можно иайти в книге Пфиценмайера «Сибирские мамонты» (Париж, 1939). Радиоизотопное исследование позднейших находок (Radiocarbon, 4, 1962, р. 178) показывает, что мамонты пребывали в замороженном состоянии более 39000 лет. Хорошо сохранившийся экземпляр был найден в 1971 г. и находится в Институте вечной мерзлоты в Якутске. Однако оживлять его пока никто не собирается.[11]11
  Довольно правдоподобная гипотеза о мгновенной гибели мамонта состоит в том, что он попадал в переохлажденную воду и быстро замерзал (см. [7]). О памяти и зонах мозга можно прочесть в статье [8].– Прим. ред.


[Закрыть]

Радиоастрология

Озадаченный упорным нежеланием астрологии уходить со сцены, Дедал начал размышлять на эту тему. Одно из астрономических явлений, которое, возможно, оказывает влияние на земные дела, – это фоновое космическое микроволновое излучение, постоянно действующее на каждого из нас. О биологических эффектах слабого микроволнового облучения до сих пор идут горячие споры, но Дедал полагает, что даже такая ничтожная доза может повлиять на наиболее чувствительные ткани. Самая же чувствительная ткань – это только что оплодотворенная яйцеклетка, которая, вырастая в материнском чреве в миллиарды раз, многократно усиливает малейшие начальные отклонения. Далее, вследствие обращения Земли вокруг Солнца микроволновой фон испытывает доплеровский сдвиг частоты, который максимален в ноябре и минимален в мае. Так что можно предположить, что астрологические корреляции просто сдвинуты на девять месяцев: нужно учитывать не дату рождения, а дату зачатия.

Родившийся в августе был зачат в ноябре, когда интенсивность микроволнового фона максимальна; в мае интенсивность микроволнового фона минимальна, и его действие скажется меньше всего на тех, кто родился в феврале. Как и в обычной астрологии, планеты и их спутники (которые, за исключением, быть может, Юпитера и Луны, дают небольшой вклад в интенсивность микроволнового излучения на Земле) могут оказывать слабое воздействие – так сказать, эффекты второго порядка малости. Однако Дедал в своих рассуждениях идет еще дальше. Солнце (и вся Солнечная система) обращается вокруг центра Галактики с периодом в 200 млн. лет. Доплеровское смещение, вызванное этим движением, по крайней мере в 10 раз больше, и его периодическое изменение должно зафиксироваться в ископаемых останках растений и животных. Мы живем в период расцвета жизни на Земле. Между тем половину галактического «года» назад жизнь была в упадке: вымирали динозавры и аммониты, в то время как в начале предыдущего витка (200 млн. лет назад) эти существа переживали свой расцвет. Два оборота Галактики назад живые существа на Земле начинали осваивать сушу, а зарождение жизни на Земле произошло, судя по ископаемым останкам, примерно три галактических «года» назад. Не пора ли всерьез заняться микроволновой палеоастрологией? В настоящее время Дедал экспериментирует с морскими свинками, выявляя корреляцию между темпераментом животных и микроволновым фоном, действовавшим на их родителей.

New Scientist, May 31, 1979

Из записной книжки Дедала

Какой физический фактор, действующий с годичной периодичностью, может влиять на личность человека в зависимости от того, в каком месяце он родился? Едва ли это могут быть сезонные климатические изменения, поскольку, во-первых, эти изменения зависит от географической широты и, во-вторых, когда в Южном полушарии лето, в Северном полушарии зима – астрологи же утверждают, что место рождения не играет роли – важна только дата. Другие факторы, скажем, то, что учебный год начинается осенью и ребенок, родившийся в сентябре, начнет учиться раньше, чем его одногодок, родившийся в мае, тоже должны действовать в Южном полушарии с полугодовым сдвигом по отношению к Северному полушарию.

Один из возможных факторов такого рода – космическое фоновое микроволновое излучение, которое исключительно однородно распределено по всему небу и в любом случае усредняется суточным вращением Земли. Однако интенсивность фонового излучения испытывает сезонные вариации вследствие доплеровского смещения, обусловленного вращением Земли вокруг Солнца. Один из ученых, исследовавших малые вариации микроволнового фона, – Р. Мюллер указывает (Scientific American, May 1978, p. 64), что температура этого излучения несколько выше в созвездии Льва и ниже в созвездии Водолея.

Астрологи обозначают месяцы года символами зодиакальных созвездий, в которых находится Солнце, если смотреть на него с Земли. Солнце находится в центре созвездия Льва примерно 5 августа (см. рис.), так что Земля движется прямо на это созвездие примерно 5 ноября. Соответственно интенсивность микроволнового излучения в ноябре выше – при движении навстречу источнику излучения частота его возрастает в силу эффекта Доплера. Наоборот, в мае интенсивность микроволнового фона минимальна, поскольку Земля удаляется от источника излучения. Казалось бы, более естественно проводить корреляции с моментом зачатия, а не рождения, поскольку малые начальные вариации многократно усиливаются в процессе роста зародыша. Однако на практике это предположение трудно проверить.

Но мы можем проверить аналогичный эффект, связанный с обращением Солнечной системы вокруг центра Галактики. Лниейная скорость годичного вращения Земли составляет 3×10⁴ м/с. Линейная скорость движения Солнечной системы по галактической орбите составляет 3×10⁵ м/с, а период этого вращения равен 200 млн. земных лет. Доплеровское смещение фонового излучения соответственно должно быть в этом случае в 10 раз больше, так что в астрологическом плане вариации с периодичностью, равной галактическому «году», должны создавать десятикратный эффект. Как ни удивительно, этот вывод подтверждается археологическими данными. Если в настоящее время на Земле наблюдается расцвет органической жизни, то к концу мелового периода, 100 млн. лет назад, жизнь на Земле пребывала в упадке: вымирали динозавры, аммониты, многие головоногие и стрекозы. В середине триасового периода (200 млн. лет назад) эти существа находились на вершине своего развития. Не так уж плох в этом отношении каменноугольный период (300 млн. лет назад), а девонский и силурийский периоды (400 млн. лет назад) – это подлинный триумф жизни: появление первых животных и растений на суше. Дополнительное подтверждение этому можно найтн в статье Дж. Палтриджа (New Scientist, April 19, 1979, p. 194). На построенном им графике изменения климата отчетливо выделяется период продолжительностью 200 млн. лет, который по своей амплитуде уступает только сезонным (годичным) климатическим изменениям (см., например, [9].– Ред.).

Комментарий Дедала

В статье Г. Эйзенка (Encounter, Dec. 1979, p. 85) обсуждаются «космобиологические» эффекты, которые могут лежать в основе астрологических предсказаний. Одним из таких эффектов является наличие фонового микроволнового излучения. Автор ссылается на работу Дж. Нельсона, радиоинженера фирмы RCA, обнаружившего связь между радиопомехами и положением планет. Я решил сослаться на эту работу, рассматривая ее как еще одно доказательство связи между астрологическими соединениями планет и микроволновой гипотезой.