Текст книги "Юный техник, 2001 № 07"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 5 страниц)

Зри в корень: мягко – не всегда хорошо

Сколько всходов может дать одно зернышко ржи? Обычно – не более пяти. А на опытной делянке сибирского агронома Юрия Ивановича Сальника каждое посеянное зерно дает в десять раз больше. Причем сам агроном уверяет, что и это еще не предел. Как же он добивается столь ошеломительных результатов?

В посевную 1999 года Юрий Иванович крепко озадачил соседей. Перед посевом он прикатал пашню так, что и следов землепашца на ней не осталось. А потом принялся сеять зерна прямо на этот «бетон». Мужики ухмылялись, глядя на чудачества агронома. Однако тот лишь отмахнулся от подначек да намекнул, что цыплят по осени считают, а хорошо смеется тот, кто смеется последним. Когда по осени пришла пора считать тех самых цыплят, улыбался лишь Сальник. А мужики озадаченно чесали затылки: как же так, вопреки всему из одного зернышка поднялось до пятидесяти полноценных налитых колосьев?

Сам Сальник свой урожай особенным не считает. И вот почему.

Известно, что росток при необходимости иной раз пробивается даже сквозь асфальт, развивая недюжинную силу. Да и корни иной раз сокрушают на своем пути даже камень. В разрыхленной почве противодействия росток почти не испытывает, а потому не закаляется; растение вырастает слабым, не дает полноценного результата.

Потому, решив повышать урожай, агроном провел посевную на опытных полутора гектарах нетрадиционным способом: когда на утрамбованную почву были сброшены семена на расстоянии 10 сантиметров друг от друга при междурядье в 20 сантиметров, по полю еще раз прошелся каток, буквально вдавив семена на две трети их размера в уплотненную почву. Испытав такой стресс, они мобилизовали все свои ресурсы – и вот результат: каждое зерно дало куст в пятьдесят стеблей.

К этому стоит добавить, что на поле не применялись ни гербициды и никакая другая химия, без которой современное земледелие кажется уже немыслимым. Тем не менее, растения не заболели, да и сорняки их не заглушили…

Более того, хотя лето 1999 года в Тогучинском районе Новосибирской области, где производился опытный посев, выдалось засушливым, урожай ржи на опытном поле составил 36 центнеров с гектара – вдвое выше, чем на контрольном.

А если учесть, что вообще в среднем по Новосибирской области урожайность составляет 8—10 центнеров с гектара, можно сказать, что Ю.И. Сальник – рекордсмен. А он не доволен, поскольку, по его расчетам, в условиях Западной Сибири, которая, как известно, испокон считались зоной рискованного земледелия, можно получать урожай зерна в 150 и более центнеров с гектара. Причем сеять по «бетону», по мнению Сальника, можно не только рожь, но и кукурузу, и помидоры, и другие распространенные культуры.

Знакомы ли с этой технологией другие специалисты?

Конечно. О своем эксперимента Сальник информировал ученых-аграриев из Сибирского аграрного университета. Однако пока они прореагировали сдержанно: никто не верит, что подобное «чудо» – не случайность. И Ю.И. Сальник намерен убедить маловеров нынешней осенью, получив очередной чудо-урожай.

В. ЧЕРНОВ

КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА

МИКРОВОЛНОВКА – ТОЖЕ ОРУЖИЕ!..

В мире все пополняется коллекция так называемого гуманного оружия. Американские военные только что объявили о новом термическом оружии. Целью «передвижной активной системы отрицания» – таково рабочее название нового оружия – является отражение угроз террористов и разгон уличных беспорядков.

Основное отличие нового оружия от ныне существующих систем заключается в том, что оно не только не убивает противника, но и не вызывает сколько-нибудь значительных травм. При помощи электромагнитной энергии на расстоянии в десятки метров «система отрицания» в течение двух секунд нагревает кожу человека до 55° (болевые ощущения возникают уже при температуре 45°). Человек поневоле останавливается.

ЛАЗЕР – КОСМИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ

Представители ВВС США и три подрядчика Пентагона объявили об успешном испытании оптической системы, которая создается для поражения баллистических ракет с помощью лазеров, размещенных на космических спутниках.

Испытание, которое длилось 6 секунд, было проведено в вакуумной камере, имитирующей условия открытого космоса. В ходе испытания, которое представитель ВВС США назвал «серьезным успехом», лазерный луч прошел через «наводящий» телескоп, который придал ему направление на цель.

Над созданием соответствующего образца космического лазера работают корпорации «Локхид Мартин», TRW и «Боинг», которым на эти цели Пентагон выделил 240 млн. долларов. Программой предусматривается выведение в космос спутника с экспериментальной лазерной установкой в 2012 г., а на следующий год – проведение первого испытания по уничтожению учебной ракеты.

ЗАГАДОЧНОЕ ПЛЕМЯ FORMICIDAE

В ОЖИДАНИИ ЧУДА МЫ СМОТРИМ НА НЕБЕСА. А ПОЧЕМУ БЫ НЕ ГЛЯНУТЬ ПОД НОГИ?

«Если бы человек мог овладеть навыками, которыми крохотные муравьи обладают миллионы лет, мы бы уже сегодня достигли самых дальних звезд!» – полагает американский исследователь Айвен Сандерсон.

Подземные «города» муравьев

Создателей этих городов называют «аттии». Это триба (род) мирмекологической группы насекомых семейства Formicidae, или муравьев. Среди аттий наиболее известен вид атта – насекомые американских тропиков.

Обычно атта живут в подземных городах, которые вмещают многие миллионы обитателей. Эти сооружения могут достигать 50 футов (15 м) в диаметре и 20 футов (6 м) глубины. Жизнь в них необычайно сложна. Муравьиные города обладают такими же развитыми службами управления, как и наши мегаполисы.

В основе цивилизации атта лежит сельское хозяйство. Насекомые культивируют на специальных «плантациях» особые мелкие грибки, подкармливая их обрезками листьев и лепестками. Листья и цветы муравьи собирают на поверхности и доставляют в свои поселения.

Воспроизводством населения каждой колонии занята одна или несколько маток, каждая из которых в тысячи раз больше самого крупного рабочего муравья. От маток непрерывным потоком поступают яйца, а сами матки находятся на строжайшей диете, за которой следят муравьи-«сиделки».

Режим питания позволяет выводить разные типы муравьев в соответствии с заранее заданным и регулируемым планом, касающимся всего населения города. Атта не просто отслеживают число жителей, но и, соответствующим образом определяя диету каждого, выращивают муравьев определенного типа – рабочих, солдат или сторожей…

Пути-дороги

Дабы обеспечить себя питанием, атта приходится выходить на поверхность и заниматься сбором листьев. От муравейника расходятся радиальные дороги с подземными переходами, навесами, защищающими от сильных дождей, кольцевыми дорогами и даже с развязками по типу «кленового листа». По ним снуют потоки муравьев – налегке идут наружу, а навстречу спускаются, нагруженные поклажей. Вес ее, как минимум, вдвое превосходит самого муравья.

Пометив одного муравья тончайшей цветной нитью, исследователи проследили его путь. Оказалось, что он лежал к одиноко стоящему дереву, до которого было примерно четверть мили. Добравшись до цели, муравей полез вверх, выбрал лист, отгрыз от него кусочек и потом, взвалив на себя, потащил в муравейник.

В этом не было бы ничего необычного, если бы исследователи не столкнулись с таким фактом. Как-то одну из муравьиных троп перегородил упавший с дерева сучок. На пути тотчас образовалась самая настоящая транспортная пробка.

В таких случаях мы в городе вызываем SQC транспортную полицию, дорожную службу.

Так же поступили и муравьи. Среди них вдруг появилось несколько более крупных муравьев-«полицейских», которые стали разгребать в сторону старые листья, прочий мусор. И вскоре соорудили обходной путь, по которому тотчас восстановилось движение.

Секреты связи

Но каким образом муравьи просигнализировали о дорожной «пробке»? Исследователи прикинули: первый «полицейский» появился уже через минуту после «аварии». За это время муравей-курьер вряд ли бы успел добежать до муравейника.

Но, возможно, муравьи передали тревожное сообщение по цепочке, касаясь друг друга усиками – примерно так, как на пожаре люди передают друг другу ведра с водой.

Однако и тут вопрос: можно ли с помощью контакта антенн передавать информацию с такой скоростью? Математический расчет показал: даже если бы 60 тысяч муравьев одновременно повернулись в одну сторону и мгновенно коснулись антеннами друг друга, сигнал шел бы до города со скоростью, в 100 раз меньшей, чем было на деле.

Получается, у атта существует какая-то телекоммуникационная система? Каким же образом она устроена?

Первой отпала гипотеза об оптическом «телеграфе» – атта слепы.

Передавать сообщения с помощью запахов мгновенно тоже невозможно – распространение пахучих молекул по воздуху происходит довольно медленно. Остается либо ультразвук (а может, инфразвук), либо нечто вроде… радиосвязи. Доктор Хелен Форрест из университета Ратгерс обнаружила, что насекомые действительно способны издавать различные звуки за счет «щелчков» суставами лап, потирания лапок и смыкания челюстей. Она также убедилась, что муравьи могут генерировать и гораздо более сложные звуки так называемыми «органами стрекотания», несколько напоминающими те, что имеются у кузнечиков.

Но тогда, сделала вывод исследовательница, «возникшие в результате вибраций колебания воздуха мог бы без всяких приборов услышать человек, находящийся рядом с насекомым и обладающий достаточно тонким слухом». В качестве доказательства она привела магнитозапись звуков 25 видов муравьев!

А это уже и впрямь фокус!

Следующий эксперимент поставил исследователей в тупик.

Как уже говорилось, воспроизводством потомства занимаются у атта матки. Будучи еще небольшого размера, в молодости они улетают из своего родного «города», находят там пару, затем возвращаются на землю и вкапываются в нее, основывая новый город. Появившаяся на свет армия рабочих муравьев ухаживает за маткой, а она тем временем вырастает до чудовищных размеров.

Для защиты матки рабочие муравьи сооружают «бетонную» камеру, настолько прочную, что разрушить ее можно только с помощью лома. Камера полностью окружает матку, и только в самой нижней ее части проделан ряд небольших отверстий для входа и выхода подносчиков пищи, каналы для вывода экскрементов и прохода «акушерок», следящих за яйцами, а также желоб для яиц.

Часто такие камеры достигают величины кокосового ореха, слегка сплюснутого и чуть удлиненного. А толщина стенок может достигать трех дюймов (7,5 см). Вот здесь ученые и столкнулись с тайной.

Добравшись до камеры, в которой находится матка, и осторожно срезав ее боковую часть, они увидели, что всю камеру занимает большое насекомое. Его пометили тонкой струйкой краски из пульверизатора.

Пока камера оставалась открытой или прикрытой куском стекла, ничего необычного не происходило. Матка либо погибала, либо рабочие муравьи с превеликим трудом переносили ее в другое место. Однако если закрыть потревоженную камеру всего на пару минут – матка из нее попросту исчезала.

Дальнейшие раскопки и поиски показали удивительную вещь: пропавшая матка, помеченная краской, в конце концов обнаруживалась в другой сверхпрочной камере, расположенной в нескольких десятках метров от прежнего места. Как она туда могла попасть?

Есть два варианта ответа на этот вопрос. Ответ первый, весьма простой: ученые просто морочат нам головы, подогревая интерес к своей работе. На самом деле никаких исчезновений не происходит.

Ну, а если все-таки исследователи не лукавят? Тогда придется предположить, что атта, обладающие развитой системой телекоммуникации, также создали и систему телепортации самых важных членов своего общества, срабатывающую в экстремальных случаях.

С точки зрения теоретической физики, такое вполне возможно. Если через материю проходят звук и свет, так почему бы и веществу не проходить сквозь вещество? В любом случае материя на 99 процентов состоит из «дырок» в кристаллической решетке. Вот ведь струя воды из шланга может пробить любую мелкую проволочную сетку насквозь. К тому же, последние работы физиков показывают: некое подобие телепортации элементарных частиц в природе существует. Сами исследователи замахнулись создать подобную систему для телепортации материальных объектов уже к середине XXI века.

Вот ведь какие чудеса творятся у нас под ногами!

Максим ЯБЛОКОВ

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Поют ли звезды?

Речь, конечно, пойдет не о «звездах» рок-музыки. А о самых настоящих, тех, что светят нам с небосклона. Возможно, они тоже имеют свой голос?

Художник Ю.САРАФАНОВ

– Покажу-ка вам фокус, – улыбнулся с заговорщицким видом профессор Вадим Николаевич Гладышев. Взяв тампон, пропитанный спиртом, он поджег его зажигалкой и сунул снизу в вертикально расположенную стальную трубку. И… оттуда тотчас донесся сильный чистый звук.

Трубка запела. Но почему? Заглянув внутрь, можно было обнаружить всего лишь какую-то сеточку, но никаких признаков подобия свистка.

Откуда же шел звук? Как он возник?

Как потом выяснилось, профессор повторил на моих глазах классический опыт немецкого исследователя К.Рикке, впервые поставленный еще в 1859 году.

А вот почему трубочка поет, ответа не знал ни Вадим Николаевич, ни сам Рикке. Лорд Релей знал о подобном эффекте с водородным факелом, помещенным в трубку, знал также сам Майкл Фарадей, автор знаменитой «Истории свечи». В 1818 году он записал: «Такое явление характерно не только для водорода, но и для других газов, хотя и в меньшей, чем для водорода, степени». Но в чем причина, также не объяснил.

– Сегодня мы можем отметить лишь то, что это явление очень похоже на наблюдаемое нами в камерах сгорания ракет, – пояснил профессор. – Они, как известно, ревут, хоть уши затыкай, примерно шестая часть их мощности уходит в звук. А вот почему? Понятно лишь, что происходит двойное преобразование энергии – сначала химическая энергия топлива превращается в тепловую, а та уж – в механическую энергию акустических колебаний…

И это явление не единственное, которое пока не поддается точному описанию. Есть немало и других. Одно из величайших открытий в истории человечества – огонь – и по сей день упорно не желает открывать все свои тайны.

Между тем, как отмечал тот же Фарадей, «явления, наблюдающиеся при горении свечи, таковы, что нет ни одного закона природы, который бы не был при этом так или иначе затронут».

Кстати, интересна история создания его знаменитой книги «История свечи». Она представляет собой запись лекций, которые были прочитаны замечательным английским физиком-экспериментатором для юношества в период с 1827 по 1860 год. А уже в 1861 году были изданы отдельной книгой. Впоследствии она неоднократно переводилась на многие языки. На русском эта книга первый раз была издана в 1866 году, еще при жизни Фарадея. Последнее из попадавшихся на глаза изданий датировано 1980 годом.

Фарадей обстоятельно и доходчиво постарался изложить все известные в его время научные сведения о процессе горения. Книгу читали многие из ныне известных ученых. В их числе и профессор Гладышев. И лично его она заинтересовала вот с какой стороны.

– Ни Фарадей, ни кто-либо другой словом не обмолвились, почему горение имеет неустойчивый характер, – пояснил Вадим Николаевич. – Между тем всем хорошо известно: пламя свечи, костра, даже керосиновой лампы, казалось бы, надежное прикрытое стеклом, все равно колеблется. Почему?

Заинтересовавшись этим вопросом еще в школьные годы, будущий профессор довольно скоро пришел к выводу, что перед ним один из случаев автоколебательной системы.

В наши дни подобные системы довольно широко используются, например, в радиоэлектронике, где применяют автогенераторы электромагнитных волн. Что же касается самого процесса горения, то он широко используется в технике – в разного рода моторах, начиная от обычных двигателей внутреннего сгорания и кончая ракетными.

Над вопросом, почему пламя колеблется, как его можно обуздать, десятилетиями бились лучшие умы. Среди них академики Л.Капица, Л.Ландау, Л.Арцимович, Б.Раушенбах и многие другие. Вместе с зарубежными коллегами они выдвинули не менее двух десятков теоретических объяснений неустойчивости фронта горения, что помогало решать те или иные практические задачи.

Скажем, уже упоминавшийся нами Релей сформулировал критерий, определяющий соотношение между изменением давления и подводом тепла. «Если теплота сообщается воздуху в момент наибольшего сжатия или отнимается от него в момент наибольшего разрежения, то это усиливает колебания, – писал он. – Напротив, если теплота сообщается в момент наибольшего разрежения, то колебание этим ослабляется». И даже нашел этому соответствующее математическое выражение.

Критерием Релея пользуются все специалисты по тепловым системам, но он, к сожалению, не охватывает все случаи. Когда, например, появились первые двигатели внутреннего сгорания, пришлось вносить исправления. То же самое пришлось делать и в 20-е годы XX века, когда стали конструировать первые ракеты.

При решении частных задач многочисленные теории помогают найти тот или иной выход. Скажем, широко известно: чтобы уменьшить детонацию в цилиндрах ДВС, научились добавлять в бензин тетраэтилсвинец. Он крайне ядовит, от него сильно страдает экология. Но другого способа утихомирить двигатель, увы, пока никто не придумал.

В какой-то мере усмирить ракетные двигатели удалось, подобрав соответствующую форму ракетных дюз. Ракеты ныне летают не только на орбиту, но и к далеким планетам.

Однако об экологии таких запусков лучше умолчим. Не удалось до конца усмирить и пламя плазмы в экспериментальных термоядерных реакторах – все время идут досадные срывы плазменного шнура. И теоретики вместе с экспериментаторами настоятельно ищут причины вот уж какое десятилетие…

Каждый, кто сталкивается с горением, разрабатывает в своей области те или иные конкретные рецепты, использует их с большей или меньшей эффективностью. Однако общей теории, которая бы позволила разом разрешить все мучающие практиков вопросы, нет как нет. А точнее, не было до недавнего времени.

Я держу в руках небольшую книжицу, написанную профессором Гладышевым. Она называется просто и обыденно – «Автоколебания при горении и термоядерных процессах». Текст в ней, конечно, не столь захватывающ, как в детективе. Тем не менее, при чтении ее можно сделать весьма интригующие выводы. Проанализировав все доступные ему источники горения, Гладышев выделил среди них многие сходные черты. Скажем, звезда, пульсирующая в далекой галактике, может быть описана примерно теми же уравнениями, что и труба – термоакустический генератор, – с которой мы начали наш рассказ.

– Неужто и звезды поют? – не удержался я от вопроса.

Гладышев только усмехнулся.

– Трудно сказать, – ответил он. – В том, что существуют колебания в электромагнитном диапазоне, в том числе и видимом, мы уже убедились на практике.

А насчет звука… Для распространения акустических колебаний нужны либо воздух, либо вода. А есть ли они в окрестностях звезды?..

Станислав ЗИГУНЕНКО

У СОРОКИ НА ХВОСТЕ

И ИНТЕЛЛЕКТ НЕ ПОМОГАЕТ… Эффективный способ борьбы с угонщиками предлагает одна южноафриканская фирма. Она разработала электронные номерные знаки, которые при несанкционированном вторжении в автомобиль тотчас исчезают, а вместо цифр появляется надпись «Угон». Поможет ли новшество, неизвестно. Вот ведь в Японии прямо из экспериментального цеха угнали «думающий» автомобиль, который способен самостоятельно с помощью спутника и компьютеров прокладывать себе дорогу и ориентироваться в дорожной ситуации.

А АНТАРКТИДА ТАЕТ И ТАЕТ… Британская научная экспедиция, исследовавшая состояние ледового покрытия Антарктиды, зафиксировала быстрое таяние в западной части этой полярной области Земли. Замеры, проведенные учеными Лондона и Кембриджа, а также обработка данных с космических спутников засвидетельствовали, что с 1992-го по начало нынешнего года Западная Антарктида потеряла 31 куб. км ледовой массы.

Как отмечается в журнале «Сайенс», исследования велись на самом крупном леднике региона – Пайн, толщина которого составляет 2,5 км. Установлено, что ежегодно только этот ледник теряет в весе 4 миллиарда тонн, что ведет к повышению уровня океана на 0,01 мм. Так что резон вспомнить, что некогда, в мезозойскую эру, Антарктида была тропическим районом, где бродили даже динозавры. Правда, было это примерно 200 млн. лет назад…

ДАМЫ – ЛУЧШИЕ ШЕРЛОКИ ХОЛМСЫ. Способности женщин запоминать и различать людей по их внешнему виду, значительно выше, чем у мужчин. Женщины также гораздо наблюдательнее, и поэтому их реже вводят в заблуждение новый макияж, грим, смена прически или перекрашивание волос. К таким выводам пришли шведские ученые из Стокгольмского университета.

ТОНЬШЕ ВОЛОСА, А РЕЖЕТ… Сингапурские физики впервые в мире получили пучок протонов, поперечный диаметр которого в 1000 раз меньше, чем толщина человеческого волоса. Исследователи из Института ядерной микроскопии при Национальном университете Сингапура предполагают использовать такие сверхтонкие протонные пучки в качестве лучевых резцов для изготовления микромашин и световых затворов для оптоэлектронных систем.

ЧАЙ ВМЕСТО ЛЕКАРСТВА… Для профилактики стоматологических заболеваний имеет смысл полоскать рот настоем чая, утверждают шведские специалисты. Как показали исследования, полифенолы – вещества, входящие в состав байхового чая, – подавляют жизнедеятельность микроорганизмов, которые вызывают разрушение зубов и болезни десен.

…А ТАКЖЕ ЯБЛОКИ И ПОМИДОРЫ. Английские пульманологи утверждают, что эти плоды улучшают работу легких. Их вывод базируется на результатах обследования 2700 жителей Уэльса. Статистика показала, что люди, которые регулярно потребляют помидоры и яблоки, реже страдают одышкой и имеют емкость легких, превышающую средние показатели.