А ЦИСТЕРНАМИ ЛУЧШЕ… Чтобы не строить трубопровод в заповедной зоне Прибайкалья, представители компании «Российские железные дороги» (РЖД) выдвинули альтернативный проект. Они предлагают наконец загрузить работой уже построенную Байкало-Амурскую магистраль и именно по ней транспортировать цистерны с нефтью и бензином на Дальний Восток и в Китай. Таким образом удастся не только разгрузить Транссибирскую железнодорожную магистраль, рационально использовать ныне практически не действующий БАМ, но и сэкономить немалые средства на строительство новой нитки трубопровода до Забайкальска.

— Все началось после первых полетов человека в космос, — сказал он. — Обнаружилось, что размещать прилетевших космонавтов для отдыха и первоначального медосмотра негде. Даже переодеваться им приходилось, что называется, в чистом поле. А там условия далеко не всегда подходящие…

Тогда специалисты ЦНИИ авиационной медицины — а именно они занимались первые годы проверкой здоровья космонавтов — и попросили создать для них специализированные палатки. Такие, чтобы сами разворачивались в считаные минуты, чтобы в них было прохладно летом и не холодно зимой. Чтобы защищали от солнцепека, дождя и ветра.

С учетом всего этого нашими специалистами и был разработан, создан и испытан первый пневмомодуль. В отличие от обычной палатки, он имел силовые элементы пневмокаркаса. По своему устройству эти элементы напоминают камеру велосипедного колеса. Когда камера сдута, она мягкая, эластичная, может быть легко свернута. Но стоит подать в нее сжатый воздух, она расправляется, обретает форму бублика, которую устойчиво сохраняет даже под нагрузкой. Так же ведут себя и элементы пневмокаркаса. В надутом состоянии они способны противостоять даже очень сильным ветрам. В этом, кстати, конструкторы убедились во время испытаний. Причем бурю они устроили сами. И знаете, каким образом? Не надеясь особо на «милость» природы, привлекли на помощь технику… В качестве «ветродуя» использовали отслуживший свой срок в небе реактивный авиадвигатель. Поставили на берегу пруда и устроили показательную бурю с сумасшедшим ветром. И под этим ураганом конструкции должны были развернуться и удержаться.

Так выглядит пневмомодуль.

— Испытания прошли успешно, но, как говорится, аппетит приходит во время еды, — продолжает рассказ В.В.Лобанов. — Получив первый модуль, руководитель медиков-спасателей Владимир Ильич Белявский сказал, что одного модуля вообще-то маловато. Надо бы создать целый комплекс, в котором была бы и перевязочная, и диагностический блок, и операционный…

Словом, нужно помещение для медицинского центра со всем его оборудованием. Только не стационарное, а переносное, мобильное. Белявский же принимал участие и в разработке технического задания, и в проверке конструкторских решений, и в испытаниях специализированных модулей, из которых затем и составляется весь комплекс. А теперь командует десантированием мобильного госпиталя в любую точку мира. Сегодня наши спасатели работают, например, в Пакистане, завтра они могут оказаться на американском континенте, и еще пару недель спустя — в Африке… Да и на территории родной страны им работы хватает.

— Кстати, мы сравнивали нашу разработку с аналогичными конструкциями других стран, — сказал В.В.Лобанов. — Американцы, например, предпочитают жесткие модули из металла. Однако, чтобы доставить такой модуль в труднодоступный район, нужен грузовик, а то и вертолет. Наши модули в свернутом виде можно хоть на ослах перевозить. А уже через 2–3 часа после прибытия на место госпиталь готов принять первых посетителей. Причем в нем делают самые сложные операции, что позволяет спасать до 90 процентов пострадавших.

Конечно, прежде всего это говорит о мастерстве наших спасателей и врачей, но и условия работы тоже кое-что значат. Ведь многослойные пневмодули с кондиционерами и в жару и в холод, при дожде и при ветре позволяют врачам и их пациентам находиться в комфортных условиях.

Спасательный плот ПСН — надежный спутник моряка и спасателя. Он способен выдержать даже морской шторм.

Из модулей, как из кубиков, можно быстро собрать мобильное сооружение любого назначения.

— Вячеслав Васильевич, сейчас все чаще поговаривают о том, что пневмоконструкции можно использовать в космосе. Такие модули легко доставлять в свернутом виде на орбиту, а в надутом состоянии они позволят космонавтам иметь свой спортивный зал, большую оранжерею… Подобные конструкции пригодились бы участникам экспедиции на Луне или на Марсе…

— К нам пока с подобными просьбами никто не обращался. Будет задание — сделаем. И испытаем по полной программе.

Беседу вел С. ЗИГУНЕНК0

Первые снимки столкновения снаряда, выпущенного с космического корабля миссии Deep Impact, показали: из области, на которую пришелся удар, полетели облака пыли, а также осколки льда. Собственно, проект на это и был нацелен, чтобы добыть из сердцевины кометы вещество, доступное для анализа как приборами самого космического аппарата, так и наземными телескопами.

Получив эти данные, Микаэль О'Хирн из Университета Мэриленда и его коллеги пришли к выводу, что Темпль 1 относится к кометам семейства Юпитера; впрочем, ее форма и свойства поверхности сильно отличаются от изученных ранее комет Вильд 2 и Борелли. Ученые сообщили также, что Темпль 1 состоит из необычайно мелких частиц, слабо связанных между собой. Иными словами, эта комета напоминает скорее смерзшийся порошок, нежели монолитный камень.

Космическому аппарату удалось проанализировать и некое, возможно, вызванное солнечным светом, истечение кометного материала на расстояние около 3 км. Оказалось, исходящие с поверхности кометы вещества содержат воду и углекислый газ. Но еще больше, чем воды, в нем органических соединений — формальдегида и метанола!..

«Кометы — это полуфабрикаты, материал которых не был использован зарождающейся Солнечной системой при формировании самого светила и планет возле него 4,5 млрд. лет назад, — полагают ученые. — Оставшись в глубоком вакууме при температуре, близкой к абсолютному нулю, кометы в отличие от других объектов Солнечной системы со временем почти не изменились. Они по-прежнему содержат первозданные лед, газ, пыль и… органику!»

Жизнь оказалась проще

Если «небесные странницы» действительно содержат органические молекулы, то и зарождение жизни на нашей планете, возможно, произошло проще, чем предполагалось до сих пор. Она могла быть занесена на Землю из космоса. Группа испанских и венгерских исследователей показала, что ранние формы РНК могли содержать количество генов, достаточное для функционирования очень простого организма.

Речь идет о линейных молекулах, называемых рибозимами. Они совмещают свойства нуклеиновой кислоты как хранилища генетической информации со свойствами ферментной молекулы, способствующей реализации другой функции. В данном случае — переводу генетической информации в необходимые клетке белки. На ранних стадиях жизни первые цепочки РНК, похоже, выступали сразу в двух ролях. С одной стороны, они были самовоспроизводящимися, как нынешняя двойная спираль ДНК, а с другой — могли участвовать в химических реакциях, необходимых для построения жизнедеятельной клетки. Единственным камнем преткновения для полного принятия этой «рибозиновой» теории зарождения жизни до сих пор являлся малый размер РНК-молекул: длина такой цепочки считалась недостаточной, чтобы содержать достаточно генов даже для самого простого организма.

Однако доктор Мауро Сантос с кафедры генетики и микробиологии Автономного университета Барселоны, под руководством которого и работала международная группа ученых, полагает, что критическое число генов может быть не 200, как полагали ранее, а вдвое меньшим. «Ста генов вполне достаточно для простейшего организма с функциональной активностью, — считает Сантос. — Рибоорганизмам не нужно столько генов, сколько бактериям»…

Не многовато ли случайностей?

Зарубежных исследователей поддержали и наши ученые — сотрудники Новосибирского Института катализа, работавшие под руководством академика В.Н. Пармона. Однако прежде чем мы ознакомимся с их гипотезой, вспомним вот о чем.

До недавнего времени главной гипотезой о происхождении жизни на Земле считалась выдвинутая еще в 1922 году гипотеза Опарина — Холдейна. В ее основе лежит теория абиогенного синтеза (абиогенез — происхождение живого из неживого). То есть ученые полагали, что вначале на нашей планете были лишь водород, вода, углекислый газ, метан и аммиак. Солнце, молнии, радиация и вулканическая лава «создали» из этих веществ первую органику, которая затем случайно сложилась в первые аминокислоты, полисахариды и нуклеотиды, из которых потом — тоже случайно — образовалась первая белковая молекула.

Параллельно из тех же составляющих (конечно же, совершенно случайно) образовалась первая молекула ДНК, которой суждено было стать хранительницей генетической информации. Затем молекулы белка и ДНК опять-таки случайно встретились и непостижимым образом «договорились» отныне жить и работать в едином организме, в котором белок бы защищал ДНК от стрессов, а ДНК несла информацию о строении этого белка. Так возникли простейшие безъядерные бактерии (молекулы ДНК, завернутые в белковую оболочку), первые организмы и т. д.

Однако российский ученый, профессор МГУ Лев Блюменфельд, вычислил, что вероятность случайного появления на свет молекулы ДНК за время существования Земли равна 10⁸⁰⁰. То есть для того, чтобы получить всего одну ДНК, у нас должно быть 10⁸⁰⁰ планет возраста Земли. А поскольку считается, что вся наша Вселенная состоит всего из 10⁸⁰ атомов, непонятно, откуда взяться такому количеству планет.

Между тем, как показали исследования геологов, на Земле в породах, возраст которых 3,8 млрд. лет (а возраст самой Земли, напомним, чуть превышает 4 млрд. лет), уже наблюдаются ископаемые остатки довольно-таки сложных организмов. Откуда они взялись?

Все это привело к тому, что среди ученых сейчас становится все более популярным так называемый «принцип Реди»: «Живое — только от живого». Или, говоря иначе, получается, что жизнь на нашу планету скорее всего попала в виде зародышей из космоса. Что вроде бы и подтверждает анализ вещества, добытого из недр кометы Темпля 1.

Атака на комету Темпль 1.

Сибиряки думают по-своему

Однако новосибирские биохимики, как уже говорилось, смогли взглянуть на проблему с другой стороны. Они предположили, что ДНК не возникла случайно из органического бульона, а стала продуктом эволюции другой, более простой, молекулы. Нечто похожее на эволюцию происходит, например, в процессе формозной реакции Бутлерова; помещенная в формальдегид молекула полисахарида запускает цепную реакцию, в результате которой в растворе появляются все новые полисахариды.

Тогда процесс возникновения жизни на нашей планете можно представить примерно так. В атмосфере молодой Земли формальдегидов было более чем достаточно. Они весьма активно образовывались в ней под воздействием молний или при соприкосновении воздуха с вулканической лавой, а затем растворялись в океане. Под воздействием жесткого солнечного излучения часть из них превратилась в простейшие сахара, положив начало цепной реакции Бутлерова. Из-за присутствия апатита получившийся в океане питательный раствор больше подходил для рибозы, поэтому она получила преимущество, обзавелась дополнительными группами и «склеилась» в первые молекулы ДНК. Правда, ученые, как и создатели теории Опарина — Холдейна, не объясняют, каким образом ДНК оказалась окруженной белковым слоем. Над этим еще предстоит поработать.

Плазма — тоже живая?

Впрочем, рибоорганизмы — могли быть не единственной формой ранней жизни на нашей планете. Если биохимики долгое время считали, что жизнь на Земле возникла в процессе сложной и длительной эволюции химических веществ, закончившейся образованием живых клеток, то физики, словно в насмешку, получили из газообразной плазмы шарики, которые удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к биологическим клеткам: они растут, размножаются и сообщаются.

Румынский профессор Мирча Сандуловичу и его коллеги продемонстрировали шарики плазмы диаметром от нескольких микрометров до 3 см, которые были получены ими из инертного газа аргона. Плазменные шары не только растут, но и время от времени распадаются надвое, то есть воспроизводят сами себя. Они также испускают электромагнитные волны — ученые предлагают считать это обменом информацией.

«Таким образом, можно предположить, что перед нами прототипы первых живых клеток на Земле», — утверждает профессор Сандуловичу.

Биологи, правда, возражают: самая низкотемпературная плазма имеет температуру 10 тысяч градусов, при которой ДНК, основа жизни, возникнуть не может. Но как мы только что выяснили, первые прообразы живого могли быть и РНК-организмами, менее чувствительными к условиям окружающей среды. Кроме того, Сандуловичу настаивает на том, что его с коллегами открытие может положить начало новой теории образования жизни если не на Земле, то на других планетах. «Подобные живым клеткам сферы, описанные нами, могут лежать в основе форм жизни, которые мы еще не изучали», — полагает румынский физик.

Г. МАЛЬЦЕВ

Вы никогда не задумывались, почему мыльная вода, в отличие от обычной, способна раздуваться пузырями. Оказывается, все дело в том, что у мыльной воды меньше поверхностное натяжение. Обеспечивают же это так называемые ПАВы — поверхностно-активные вещества, содержащиеся в мыле.

«Каждая молекула ПАВ — это удлиненная цепочка, состоящая из многих атомов водорода и углерода», — пишет по этому поводу профессор Я.Е. Гегузин в своей работе, посвященной… — вы догадались правильно… — опять-таки пузырям.

Так вот каждая молекула-цепочка ПАВ обладает очень важной особенностью — концы ее имеют различные свойства: один конец охотно соединяется с водой, а вот противоположный «хвостик» — напротив, ее боится. Поэтому молекулы мыла на поверхности воды всегда выстраиваются так, что с жидкостью соприкасаются лишь те концы, которые испытывают к воде влечение, то есть являются гидрофильными.

В итоге на поверхности воды образуется тонкая мыльная пленка, состоящая их двух «частоколов», образованных молекулами ПАВ, и некоторое количество мыльной воды между ними. Эта трехслойная структура достаточно прочна и эластична, чтобы, не лопаясь, выдерживать напор сжатого воздуха.

Индийские химики разглядели в мыльной пленке миристиновокислого натрия необычные структуры, напоминающие кубки, чаши, кувшины…

Знаменитый английский физик лорд Рэлей, в свое время тщательно исследовавший эту пленку, сделал открытие, добавившее блеска к его научной славе. Он разъяснил, почему при раздувании мыльная пленка лопается далеко не сразу. Оказывается, по мере растяжения в ряды «частоколов» вставляются все новые молекулы ПАВ из резерва. И пузырь в спокойном воздухе лопается лишь после того, как этот резерв будет полностью исчерпан. Именно это позволяет некоторым умельцам выдувать пузыри диаметром более 4 метров!

Если же оболочку мыльного пузыря ткнуть иголкой или просто пальцем, он, как всем известно, тут же лопнет. Почему? Скоростная киносъемка, проведенная уже во второй половине XX века советским исследователем М.О. Корнфельдом, показала, что и как при этом происходит.

Оказывается, при нарушении целостности пленки молекулы ПАВ ведут себя согласно всем канонам военной науки. Поняв, что единый фронт уже не удержать, оставшиеся молекулы стягиваются в «кулак», то есть в каплю, из которой затем можно бы было выдуть следующий пузырь. Но так получается далеко не всегда — сжатый воздух, выходящий из пузыря, довольно часто рвет пленку на отдельные лоскуты, которые затем собираются лишь в мелкие капли.

Так схематически выглядит строение стенки мыльного пузыря.

Схема интерференции света на тонкой пленке, предложенная Т. Юнгом.

Радуга на пленке

Есть и еще замечательное свойство, которым знамениты мыльные пузыри. Наблюдательный поэт С. Маршак писал, что пузырь…

Горит, как хвост павлиний, Каких цветов в нем нет! Лиловый, красный, синий, Зеленый, желтый цвет…

Да, мыльная пленка переливается всеми цветами радуги. Происходит это потому, объяснил известный английский физик Томас Юнг, что в тонких пленках наблюдается явление интерференции. Сам же будущий секретарь Лондонского королевского общества, едва научившись читать — а случилось это, между прочим, когда мальчику едва минуло два(!) года, — выучил стишок из детской книжки, в котором опять-таки говорилось о цветастом мыльном пузыре, и стал приставать к взрослым с вопросом, кто его покрасил, этот самый пузырь. А не получив ответа, стал искать его сам. Но лишь в возрасте 28 лет, в 1801 году, он понял, что такое интерференция, и постарался объяснить суть этого явления всем остальным.

«Предположим, что на поверхность пузыря, образованного пленкой постоянной толщины, падает пучок белого света таким образом, что различные участки поверхности пузыря пучок встречают под разными углами, — обстоятельно писал Юнг. — Сам белый свет, как объяснил нам сэр Исаак Ньютон, состоит из семи лучей различных цветов. В свою очередь каждый луч может частично отразиться от внешней стороны мыльной пленки, а частично — от внутренней. При этом, в зависимости от конкретных условий, обе части луча могут либо усилить друг друга, либо, напротив, пригасить. Это явление и зовется интерференцией».

И далее на схеме Юнг обстоятельно пояснял, при каких именно условиях лучи либо гасят друг друга (это происходит в том случае, если фазы волн противоположны), либо усиливают (когда фазы совпадают). Все это ныне достаточно подробно излагается в учебниках физики, в том самом разделе, где говорится об интерференции — явлении, открытом Юнгом.

Мы же лишь добавим, что на мыльной пленке наблюдается то же явление, что и в небе после дождя, когда там образуется радуга. И это открытие так поразило современников ученого, что французский физик Доменик Араго впоследствии так написал о Томасе Юнге: «Ценнейшее открытие доктора Юнга, которому суждено навеки обессмертить его имя, было ему внушено предметом, казалось бы, весьма ничтожным: теми самыми яркими и легкими пузырями мыльной пены, которые, едва вырвавшись из трубочки школьника, становятся игрушкой самых незаметных движений воздуха».

Пузырьки в расплаве.

Кристаллы… из пузырей?!

На этом исследования мыльных пузырей не заканчиваются. В 1942 году, в самый разгар Второй мировой войны, еще один замечательный английский физик, лауреат Нобелевской премии Лоуренс Брэгг, задал себе вопрос: «Можно ли искусственно создать кристалл, состоящий не из атомов или молекул, а из огромного количества крошечных мыльных пузырьков?» Ответ ученый получил в эксперименте. Спустя некоторое время Брэггу и его помощникам удалось создать идеальный пузырьковый кристалл (см. фото).

Пузырьки при определенных условиях способны образовать своеобразный пузырьковый кристалл.

Примерно такой же кристалл вы можете создать сами. Для этого вам понадобится обычная тарелка, заполненная мыльной водой, в которую добавлено несколько капель глицерина, игла от шприца, резиновая волейбольная камера и зажим, которым можно регулировать выход воздуха из отростка-соска надутой камеры. Таким зажимом, на худой конец, может послужить даже обычная струбцина.

Когда вы начнете, потихоньку выпуская воздух из соска камеры через иголку (см. схему), опущенную в воду, выдувать серию маленьких воздушных пузырьков диаметром 2–3 мм, то увидите интересную картину.

Добравшись до поверхности, такой пузырек тут же окутывается мыльной пленкой. А когда рядом появляется сосед, то тут же стремится прижаться к нему, постепенно образуя некую сотовую структуру. Вот это и есть простейший пузырьковый кристалл.

Эксперименты Брэгга и его помощников, в свою очередь, подтолкнули других исследователей на совершенствование подобных опытов. Так, скажем, недавно индийские исследователи, использовав одну из солей жирных кислот (а мыло как раз и является одной из жирных кислот) — миристиновокислого натрия, — при ее медленном охлаждении зафиксировали под электронным микроскопом различные стадии кристаллизации раствора. Получились весьма занятные картины (см. фото).

И это не пустяки. Такие эксперименты помогают исследователям лучше разбираться в процессах кристаллизации, например, расплавленных металлов.

Достижения «пузырьковедов»

Сейчас существует даже целый раздел науки, который полушутя-полусерьезно называют так — пузырьковедение. И хотя многие из «пузырьковедов» стесняются сознаться, что время от времени всерьез занимаются изучением поведения крошечных пузырьков в жидкости, именно благодаря этим «несерьезным» исследованиям ученым удалось решить многие, весьма серьезные проблемы. Например, когда на смену колесным пароходам пришли корабли с гребными винтами, моряки стали жаловаться, что лопасти винтов быстро становятся хрупкими, неведомый вид коррозии буквально пожирает металл.

Мыльная пленка может переливаться всеми цветами радуги.

Схема установки для получения множества маленьких мыльных пузырей.

Исследования показали, что здесь имеет место так называемая кавитация — физическое явление, на которое обратил внимание еще в первой половине XVII века иностранный член Российской Академии наук Даниил Бернулли. Если воду сильно перемешивать, заметил он, то в ней образуются пузырьки воздуха. И когда они схлопываются, то есть лопаются, следует довольно сильный гидравлический удар. Именно эти пузырьки сообща и разрушали лопасти винтов. И ученым с инженерами пришлось немало потрудиться, чтобы снизить влияние кавитации.

А вот пример сравнительно недавний. Когда американцы стали запускать первые ракеты в космос, некоторые из них никак не хотели летать — двигатели их попросту глохли или работали весьма неустойчиво. Причиной тому опять-таки оказались газовые пузырьки, которые образовывались в топливе, вспенивавшемся от вибраций ракеты. И опять инженеры призвали на помощь «пузырьковедов», которые решили эту проблему.

В общем, работы у крошечных пузырьков с каждым годом становится все больше. Так что, пожалуй, прав был знаменитый Марк Твен, сказав однажды: «Мыльный пузырь, пожалуй, самое восхитительное и самое изысканное явление природы».

Множество пузырьков в жидкости.

И. ЗВЕРЕВ

ЗАЙМЕМСЯ РУКОПРИКЛАДСТВОМ? Уже очень скоро известная присказка, что у сильно занятого человека «рук не хватает», потеряет смысл. О том, чтобы оснастить всех желающих дополнительными руками, позаботилась английская компания Shadow Robot. Уже несколько лет британские специалисты занимались разработкой механической руки и, наконец, объявили о намерении выпускать свое детище для продажи. Созданная ими конечность очень похожа на человеческую кисть, только движется вдвое медленнее. Однако ей уже можно доверить даже очень хрупкие предметы, потому что пальцы Dexterous Hand весьма подвижны и чувствительны — они оснащены двумя сотнями датчиков, сигналы от которых получает компьютер, контролирующий устройство и выдающий команды пневматическим двигателям.

Создатели руки уверены, что их конечность найдет применение в сферах медицинской техники, образования, науки, развлечений, а также пригодится другим разработчикам роботов-андроидов.

Так выглядел трицератопс — прородич современного носорога.

Челюсти у тираннозавра, конечно, впечатляющие. Но, оказывается, и ему не всякая добыча по зубам.

Такой случай вскоре представился: на другом черепе доисторического животного был обнаружен сломанный рог. Причем он был даже не обломан, а скорее откушен — отхвачен мощнейшими челюстями. Но мог ли совершить такое тираннозавр? Для ответа на этот вопрос нужно было решить задачку сопромата. Во-первых, определить, какое давление необходимо, чтобы разрушить кость такой толщины. Во-вторых, узнать, могли ли развивать подобное давление челюсти тираннозавра?

Первую часть задачи Эриксону и его коллегам удалось решить с помощью современных машин, которые меряют сопротивление материалов разрушению. Кость, попавшая под специальный пресс, показала: для ее разрушения необходимо давление около 4 тонн!

Теперь оставалось узнать, насколько сильны были челюсти тираннозавра. Но как это сделать? И тогда Эриксон пошел окружным путем. А именно стал собирать косвенные улики.

Для начала он попросил помощи у ловцов крокодилов Флориды. Известно ведь, что крокодилы, согласно теории Дарвина, являются отдаленными потомками динозавров. А коли так, то, замерив силу их челюстей, можно затем пересчитать полученные результаты, увеличив их во столько раз, во сколько современный крокодил меньше своего доисторического предка.

Эриксон вылетел во Флориду и провел несколько ночей вместе с ловцами крокодилов, которые отлавливали одного, повадившегося охотиться за собаками в одном из поселков Южной Флориды.

Наконец аллигатор был пойман и связан. Длины в нем оказалось 3,5 м, а когда экспериментатор сумел сунуть ему в пасть приманку с динамометром, челюсти сжались с силой около тонны.

Далее Эриксон рассуждал так. «Скелет тираннозавра имеет в длину свыше 12 м. Крокодил меньше вчетверо. Значит, мы вправе полагать, что челюсти тираннозавра могли развивать мощь не менее 4 тонн!

Теперь путь пытливого палеонтолога лежал в… Голливуд. Именно здесь есть мастерские, где талантливые механики могут построить любую движущуюся модель. А уж на динозаврах они, что называется, не одну собаку съели: вспомните хотя бы фильм Стивена Спилберга «Парк Юрского периода», где по экрану разгуливает не один десяток доисторических тварей.

По заказу Эриксона в мастерских Голливуда вскоре сделали полноразмерную копию черепа тираннозавра с движущимися челюстями нужной силы. Чтобы поделка оказалась долговечной — ведь ее после эксперимента собрались выставить в палеонтологическом музее, — челюсти сделали из стали. Из того же материала отлили и зубы по соответствующим гипсовым слепкам. Соединили все вместе с помощью сварки. Еще неделя-другая ушла на отладку гидравлики. И вот модель была полностью готова.

Для начала Эриксон сунул в киберпасть берцовую кость от скелета коровы. Через несколько мгновений от нее остались одни обломки. Тогда исследователь рискнул натуральной окаменевшей костью — и ее постигла та же участь. Так было экспериментально доказано, что тираннозавр мог в натуре отгрызть рог трицератопсу. Но был ли тот в данный момент жив?

И снова палеонтолог превратился в судебно-медицинского эксперта. Тщательно обследовав поврежденный череп, он обнаружил на нем следы еще нескольких укусов и царапин. Причем на этих повреждениях имелись характерные наросты, говорившие о том, что, несмотря на раны, трицератопс все же остался жив; полученные им в схватке с тираннозавром повреждения оказались не смертельны и благополучно зажили.

В общем, не по зубам оказался трицератопс тираннозавру. Теперь тому есть хотя бы одно историческое свидетельство. А в палеонтологических музеях уже показывают анимационные видеофильмы, где наглядно демонстрируют, как могла проходить такая битва.

ТЕЛЕВИЗОР ДЛЯ АВТО разработали японские инженеры. По качеству звука и изображения на жидкокристаллическом экране такой телевизор приближается к нынешним домашним кинотеатрам. Однако учитывая габариты машины, сам аппарат, который монтируется в подголовник переднего кресла, будет достаточно скромных размеров, с экраном около 30 см по диагонали.

ПО ПЕРВОМУ ВПЕЧАТЛЕНИЮ прибор, который вы видите на снимке, напоминает наушник. Однако на самом деле эта скоба с кнопкой надевается на кисть руки и служит пультом дистанционного управления домашней техникой. Как уверяют австралийские дизайнеры, такая форма удобнее и практичнее нынешнего «брусочка с кнопками».

УГРОЗА «ЗАПАХА НОВОЙ МАШИНЫ» обнаружена и исследована медиками Нью-Йорка. Как им удалось выяснить, в том «букете запахов», что отличает новый автомобиль от уже обжитого и объезженного, оказалось немало компонентов, которые способны вызывать у людей головные боли, тошноту и слабость. Медики уже выдали соответствующие рекомендации производителям автомобилей, а самим автовладельцам советуют почаще проветривать новую машину и не ездить в ней подолгу первое время.

ПЕРВАЯ КИБЕРФЕРМА создана в Австралии. Исследовательская группа Australian Sheep Industry CRC при поддержке правительства проводит на этой ферме испытания нового оборудования, которое позволит контролировать поведение животных, кормить их и поить без вмешательства человека. Для этого на ухо каждого животного ставят метки-микрочипы, которые и позволяют электронной аппаратуре проследить за передвижениями овец. Поилки и кормушки тоже оборудованы соответствующими устройствами, которые сообщают фермеру на центральный пульт, если где-то закончились запасы воды и пищи. Заодно автоматические весы контролируют привесы животных, а электронный «нос» по запаху выявляет больных.

РЕКОРД ВЫСОТЫ решили поставить строители Объединенных Арабских Эмиратов. В Абу-Даби решено начать возведение самого высокого в мире — 800-метрового небоскреба, получившего название «Бурдж Дубай» (Башня Дубая). По внешнему виду здание будет напоминать стартующую ракету, опирающуюся на 192 сваи. Общий вес фундамента толщиной в 50 м составит 110 тыс. т. Интересно, что новая «высотка», нижние 37 этажей которой отведут под отель, а верхние — займут жилыми апартаментами и офисами, будет окружена целой толпой «малышей» — зданиями в 30–40 этажей. Все вместе они составят торгово-развлекательный центр «Дубай Молл». Стоимость только центральной части этого комплекса составит 20 млрд. долларов. Однако его создатели надеются, что после сдачи здания в 2008 году оно окупится лет за 15–20 за счет туристов, которые станут приезжать со всего мира, чтобы поглядеть на очередное «чудо света».

— Алексей Фридрихович, итак, представим себе человека, которому, как он считает, пришла в голову перспективная идея. Что с ней делать?

— Прежде всего, нужно понять, насколько действительно данная идея свежа. Так вот, чтобы не изобретать заново велосипед, надо просмотреть в патентной библиотеке патенты на заинтересовавшую вас тему. Два-три из них используются как аналоги, а один-два наиболее близких — как прототипы. Именно опираясь на них при составлении патентной заявки, вы будете писать «отличающееся тем, что»… И далее излагать, чем именно ваше изобретение отличается от предыдущих, в чем его патентная новизна.

— Насколько легко провести такой поиск?

— Все зависит от человека, его настойчивости и умения работать в библиотеке. Тем не менее, практика показывает, что новичок тратит около месяца для получения ответа на вопрос, который опытный патентовед может получить за час, а то и за несколько минут. Кроме того, Всероссийская патентно-техническая библиотека находится в Москве.

Жители других городов, где есть региональные патентные фонды, информацию о которых можно получить на сайте Роспатента www.fips.ru, или сохранившиеся с советских времен отделы ВОИР (Всесоюзного общества изобретателей и рационализаторов), или ОНТИ (органы или отделы научно-технической информации), могут попытаться провести поиск на основе их материалов. Но такой поиск вряд ли будет полным. Так что скорее всего придется ехать в столицу за свой счет или за счет того предприятия, фирмы, спонсора, которые заинтересованы в получении патента.

Чтобы попасть в патентную библиотеку, нужно получить читательский билет. Он выдается на основании паспорта. Наконец, имейте в виду, в патентной библиотеке нет переводчиков — так что иностранные патенты придется переводить самостоятельно…

— Значит, лучше обратиться за консультацией к патентоведу. А сколько стоит такая услуга?

— Все зависит от конкретных обстоятельств, от того, как и о чем вы будете договариваться. Обычная плата — от 200 до 500 долларов. При этом следует сразу оговаривать, будет ли вестись патентный поиск лишь в пределах стран СНГ или патентовед просмотрит еще и патенты США, ведущих стран Европы и Азии. Если заявка серьезная, то лучше осуществлять более широкий поиск, хотя это и будет стоить дороже. Ведь тогда вы сможете претендовать и на получение патента не только в нашей стране.

— А может ли быть так, что аналога обнаружить не удается?

— Такое бывает исключительно редко. Например, когда на заре XX века был синтезирован бензол, аналогов этому веществу ранее не было. Может не быть аналога выведенному или синтезированному штамму бактерии. Но вот чтобы не было аналогов какому-то устройству — это случай из ряда вон выходящий. Не забывайте, патентное дело существует уже более 200 лет, и за это время люди чего только не изобретали…

— Предположим, патентный поиск подтвердил первоначальное предположение: в идее есть патентная новизна. Что делать дальше?

— Нужно оформлять заявку на изобретение или на полезную модель. В первом случае вам придется заплатить патентному ведомству 600, во втором — 300 рублей.

— В чем разница между заявкой на изобретение и заявкой на полезную модель?

— Прежде всего, патент на изобретение выдается сроком на 20 лет, а патент на полезную модель — всего на 8 лет. Кроме того, предполагается, что изобретение несет в себе большую важность, существенное отличие от предыдущих аналогов.

— Как правильно оформить заявку?

— Это тоже своего рода наука. Для начала посмотрите, как написаны те патенты, которые вы предполагаете взять для аналога. Они же могут послужить и своего рода примером для составления формулы заявки. В ней обязательно должно быть описание характерных черт вашего изобретения и четко указано, чем именно оно отличается от уже существующих. При этом будьте готовы к тому, что эксперты патентного ведомства 3–4, а то и 5–6 раз будут возвращать вам заявку, всякий раз указывая на замеченные неточности в формулировках. И за каждое последующее рассмотрение вашей заявки придется снова платить. Еще сложнее и дороже получить зарубежный патент.

Начнем с того, что там все процедуры по прохождению заявки намного дороже, чем у нас в стране, а всевозможных сложностей и придирок по оформлению еще больше. На все про все уходит не менее года времени и нескольких тысяч долларов. Например, оформление патента в США стоит порядка 6–8 тысяч долларов.

— Но вот заветный патент наконец-таки получен! Что дальше?

— Дальше, по идее, на его основе нужно либо самому разворачивать производство данного устройства и зарабатывать затем на его продаже, или — что бывает чаще — изобретатель старается продать сам патент какому-то производителю.

Однако имейте в виду: продать можно лишь действующий патент. А за его поддержание ежегодно придется опять-таки платить, причем сумма ежегодных взносов постепенно увеличивается — примерно от 500–800 рублей в первый год, до 800 — 1000 — во второй, 1200–1500 в третий. И так далее, до истечения срока действия патента. Так что изобретателю выгодно пристроить свое детище как можно скорее.

— Как это сделать?

— Один из весьма действенных способов — рассказать о нем на телевидении, в радиопередаче, в газете или журнале. Кроме того, многие изобретатели стараются пробиться на разного рода выставки и салоны, заинтересовать своей идеей их посетителей.

— Как туда попасть?

— Нужно обращаться в оргкомитеты этих выставок и салонов. Вам предоставят место в экспозиции. Но опять-таки, как правило, не бесплатно. Существуют также фирмы, которые осуществляют посреднические услуги и ведут от вашего лица переговоры с оргкомитетами, предоставляют вам билеты, визы. За деньги, естественно. Как показывает опыт, один выезд за границу со своим экспонатом обходится не менее 1000 долларов. Поэтому иногда несколько изобретателей объединяются и посылают на выставку общего представителя от нескольких человек.

— А что делать, когда вдруг выясняется, что идею позаимствовали, а платить за ее использование никто не собирается?

— Придется защищать свои права в суде. Мне, например, приходится делать это довольно часто. Как по своим изобретениям, так и отстаивая права других изобретателей. И должен сказать, что последнее время суды наши стали благосклоннее относиться к изобретателям, заставляя предприятия и фирмы раскошеливаться. Причем речь может идти о миллионных суммах. Так что стать Эдисоном, который оставил своим наследникам довольно солидное состояние, если набраться терпения и опыта, можно и в России.

Публикацию подготовил С. СЛАВИН

P.S. Напоминаем, патентное бюро «ЮТ» готово помочь юным читателям в оформлении патентов, информация об этом была опубликована в «ЮТ» № 2 за 2006 г.

Кстати…

ИЗОБРЕТАТЕЛЬНОСТЬ ИССЯКАЕТ?

Американский физик Джонатан Хюбнер, проанализировав ход технического прогресса за пять с половиной веков, пришел к выводу, что изобретательность человечества иссякает. Взяв список 7200 ключевых изобретений и открытий из издания справочника по истории науки и техники, Хюбнер построил график, на котором отразил изменения численности человечества и количества научно-технических прорывов с 1455 года до наших дней. Обычно считается, что рост науки и техники идет экспоненциально. Однако график показывает, что это далеко не так. Наивысшей точки график достиг в 1877 году, а с тех пор идет только вниз. Сейчас на миллиард населения Земли в год приходится только семь важных новинок, что соответствует уровню 1600 года.

Хюбнер сравнивает развитие техники и науки с ростом дерева. Как полагает физик, все или почти все крупные ветви на «древе прогресса» мы уже вырастили и теперь занимаемся прибавлением лишь мелких веточек и листьев.

Впрочем, далеко не все специалисты согласны с мрачными выводами Хюбнера. Так, его упрекают в необъективном подходе к отбору «ключевых» изобретений. Говорят, что начавшая развиваться сейчас область нанотехнологии, оперирующая для создания микромашин отдельными атомами, вскоре даст фонтан изобретений, который снова круто поднимет кривую вверх. Многое обещают также кибернетика, биотехнология, генная инженерия… Некоторые футурологи даже предсказывают, что к середине нынешнего столетия развитие науки и техники пойдет взрывным образом, появятся такие устройства, методы и материалы, предвидеть которые сейчас совершенно невозможно.

Вот, например, как с помощью лазерного луча решается одна старая надоевшая проблема. Порою в ходе эксперимента нужно кое-что измерять, причем так, чтобы это видел весь класс. Но стрелки приборов, даже специальных, демонстрационных, видны плохо. Увеличить размер прибора? Но на столе и так мало места.

А что, если все-таки прибор увеличить до размера целого класса? Но куда же тогда поместить учащихся?

Очень просто, внутрь прибора. Выглядит это так. На передней стене, над доской, длинная шкала с четкими делениями, а по ней вместо стрелки бежит яркий лазерный зайчик. Весь приборчик размером с коробку от торта размещен на противоположной стене. С таким предложением выступил на страницах журнала инженер Ю.Прокопцев (см. «ЮТ» № 10 за 2004 г.)

Верится с трудом, но толстый стальной стержень реагирует на усилие руки.

Улучшая классика

Лазер позволяет упростить опыты немецкого классика демонстрационного физического эксперимента Вихарда Поля. Демонстрируя, как человек может двумя пальцами закрутить или погнуть толстый стальной прут, В.Поль прикреплял зеркало к пруту, зажатому в массивные кузнечные тиски, и посылал на него узкий пучок света.

По отклонению его зайчика на отдаленной стене можно было судить о том, что стержень действительно реагирует на усилие пальцев. Но для этого был нужен очень яркий луч света, который обычно получали при помощи фонаря с дуговой лампой. Сегодня же в школах подобных фонарей давно уже нет.

А вот новое исполнение этого опыта. Как и прежде, зажмем прут в мощные тиски, закрепленные на прочном массивном столе. Установим на том же столе штатив с лазером, а к пруту скотчем прикрепим небольшое зеркальце. Свет лазера, отразившись от него, падает на стену. Попробуем погнуть или закрутить прут — и зайчик на стене заметно сдвинется.

Все опыты В.Поль ставил в большой университетской аудитории, где длина луча могла достичь 20–30 м. Естественно, что смещение зайчика в классной комнате, в которой луч значительно короче, менее заметно.

Однако этой беде можно помочь. Поль в таких случаях рекомендовал второе, неподвижное, зеркало. Луч следует пустить так, чтобы он обежал оба зеркала несколько раз. Тогда произойдет многократное увеличение угла отклонения. У этого способа есть единственный недостаток — сложность отладки. Гораздо проще в этом отношении способ другой. Достаточно укрепить на столе телескоп или подзорную трубу и пропустить через нее луч лазера так, чтобы он вошел в объектив и вышел через окуляр. Его угловое отклонение возрастет пропорционально кратности прибора.

Мираж на любой вкус

Интересны опыты, связанные с криволинейным распространением света. Это явление лежит в основе миражей, но не стоит думать, что они наблюдаются только в пустынях. Сидя в автомобиле, можно увидеть, как в жаркий летний день дорога словно становится мокрой. Это и есть следствие криволинейного распространения света в неравномерно нагретых слоях воздуха — своеобразный мираж в городе.

Переверните обычный утюг. Закрепив его в таком положении, пустите вдоль его поверхности под небольшим углом вниз луч лазера. Если утюг включить, то станет заметно, как по мере его нагревания, зайчик на стене отчетливо поползет вверх.

Объясняется это тем, что слой воздуха по мере удаления от подошвы утюга холоднее. Скорость света в горячем воздухе меньше, чем в холодном. В результате длина волны делается в этом месте больше. Луч света, образно говоря, на своем горячем краю как бы растягивается и изгибается вверх.

Мираж можно получить и в твердом прозрачном теле, например, в прямоугольной призме из оргстекла от набора по изучению преломления. Для этого следует нагреть при помощи утюга одну из ее узких граней. (При температуре выше 135 °C оргстекло начинает пузыриться, поэтому поставьте регулятор утюга в положение минимальной температуры.) Пустите луч лазера вдоль нижней грани призмы — и увидите, как по мере нагревания лазерный зайчик на стене медленно поползет вверх.

Мираж на раскаленном утюге имеет ту же природу, что и мираж в песках Сахары.

Холодный мираж

Наблюдать мираж можно и без нагревания. Важно лишь создать среду, коэффициент преломления которой менялся бы от точки до точки. Это можно сделать, к примеру, подавая в воздух другой газ. Закрепите на штативе воронку, затянутую плотной тканью, и подайте в нее углекислый газ от аппарата Кипа. Затем пустите по поверхности ткани лазерный луч. Он отклонится вниз.

Объясняется это тем, что при атмосферном давлении коэффициент преломления газов пропорционален их плотности. А скорость света в более плотном углекислом газе меньше, чем в воздухе. Соответственно меньше и длина волны. Вблизи поверхности воронки, где углекислого газа достаточно много, луч света снижает свою скорость, как бы сжимается у своего нижнего края и идет вниз.

А вот еще одно явление, связанное с прохождением света через неоднородную среду. Его иногда наблюдают те, кто имеет дело с очень быстро вращающимися телами. Насадите на дрель диск из толстой фанеры и, включив мотор, обточите его напильником. У вас получится идеально круглый относительно оси вращения дрели диск. Не вынимая его из патрона, закрепите дрель на прочном столе в тисках и пустите луч лазера по касательной к его ободу. Луч отклонится в сторону от оси вращения.

Объясняется это тем, что вблизи обода диска образуется «пограничный слой» — слой воздуха, как бы прилипший к его поверхности и вращающийся вместе с ним. Плотность его у поверхности обода диска меньше, чем в окружающем воздухе, и по мере удаления растет. Вот и движется свет по кривой, как в мираже.

Мираж в углекислом газе в точности имитирует мираж в атмосфере Юпитера.

А. ВАРГИН

Рисунки автора

К прискорбию представителей мужского пола должны сообщить, что недавно английские ученые из Бредфордского университета опровергли это суждение по всем правилам серьезной науки. Они провели эксперимент, в котором приняли участие 43 человека — мужчины и женщины в возрасте от 18 до 35 лет. Им были предложены нейропсихологические тесты, оценивающие пространственное ориентирование, память, внимание, планирование и собственно управление автомобилем.

Оказалось, что представительницы слабого пола лучше справляются с заданиями, где требуется быстро переключать внимание с одного действия на другое, поэтому вождение дается им проще. Им помогает в этом женский гормон эстроген. Исследователи также считают, что этим же можно объяснить и то, что в школе девочки обычно учатся лучше мальчиков.

ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ

«ЮТ» № 10 — 2005 г.

1. Вытеснить обычные средства транспорта электромобилям мешает малый КПД источников электропитания. Кроме того, перевод всего автопарка на электричество приведет к тому, что всем электростанциям, в том числе тепловым, придется работать только на зарядку аккумуляторов.

2. Представим, что кто-то слой за слоем будет печатать органы объекта размером с кошку на бумаге формата А4. Возьмем, что примерная толщина органа 5 см, а толщина слоя около 200 мкм. Современный принтер выдает 10 страниц в минуту, таким образом с печатью одного органа можно управиться примерно за 25 минут. Вот только насколько качественной будет такая печать и сколько органов надо будет отпечатать?

3. В принципе, штамповку в воздухе осуществить можно, но лучше этого не делать, как в целях безопасности, так и в целях экономии. Ведь в воде сила удара выше и взрывчатки требуется меньше.

* * *

Поздравляем с успехом Фаниля Фазулянова из д. Смаиль Балтасинского р-на Республики Татарстан, лучше других ответившего на вопросы. Он и получит приз номера — электронный конструктор.

* * *

_{А почему? Что интересного можно увидеть в московском Театральном музее? Почему ирландку Грейс О'Мейл называли «королевой пиратов»? Когда и где появилась русская гармонь и как устроен этот музыкальный инструмент? На эти и многие другие вопросы ответит очередной выпуск «А почему?».}

_{Школьник Тим и всезнайка из компьютера Бит продолжают свое путешествие в мир памятных дат. А читателей журнала приглашаем совершить путешествие в столицу Финляндии Хельсинки.}

_{Разумеется, будут в номере вести «Со всего света», «100 тысяч «почему?», встреча с Настенькой и Данилой, «Игротека» и другие наши рубрики.}

_{ЛЕВША — Ракетный истребитель «Комета» открыл одну из самых драматических страниц истории боевой авиации. Практически неуязвимый реактивный перехватчик, развивавший скорость, близкую к сверхзвуковой, впервые поднялся в воздух еще в 1941 году. Собрав точную копию этого самолета, вы сможете пополнить «Музей на столе».}

_{— Умельцы смогут с нашей помощью изготовить лазерный прибор, позволяющий точно разметить плоскости со сложной поверхностью при ремонте или установке полок в вашем доме.}

_{— И, как всегда, вас ждут головоломки от В.Красноухова и полезные советы.}

* * *