Еще одна новинка наших дней — многоразовый корабль «Клипер», который будет действовать в составе новой системы доставки грузов на орбиту «Паром». Новый космический корабль уже обретает реальные очертания в просторном цехе ракетно-космической корпорации «Энергия».

— Теперь наглядно видно, что представляет собой этот корабль, — говорит заместитель генерального конструктора РКК «Энергия», летчик-космонавт и дважды Герой Советского Союза Валерий Рюмин. — Он будет существенно отличаться и от российских «Союзов», и от американских «шаттлов». Коллектив разработчиков под руководством заместителя генерального конструктора Николая Брюханова, использовав опыт по созданию «Союзов» и «Бурана», собственные оригинальные решения, добился весьма неплохих результатов.

Основные характеристики российского многоразового корабля «Клипер» таковы: длина — 7 метров, масса — 14 тонн, экипаж — 6 человек, объем кабины — 20 кубометров. С орбиты можно возвращать 500 килограммов полезного груза. В космос корабль будет выводить или новая ракета «Онега», или (если ее не успеют довести) уже апробированный «Зенит».

«Клипер» будет иметь возможность совершать при спуске маневр и приземляться на парашютах в России (а не в Казахстане, как нынешние «Союзы»). Уникальную кабину планируется отправлять в космос много раз. При соответствующем финансировании первый испытательный полет может уже произойти через пять лет…

Валерий Рюмин особо отметил, что в передней носовой части «Клипера» установят (как и на «Союзе») двигатели системы аварийного спасения (САС). Таким образом, обеспечивается безопасность экипажа в случае возникновения любых ЧП и на старте, и на всех участках выведения корабля в космос. «Шаттлы», к слову, не имеют такой системы, из-за ее отсутствия не удалось спастись семерым астронавтам при взрыве «челнока» «Челленджер».

«Клипер», кстати, можно использовать не только для полетов на Международную космическую станцию (МКС), но и для реализации пилотируемого марсианского проекта. Межпланетный корабль, как уже говорилось, придется ведь собирать на околоземной орбите. «Клипер» сначала будет доставлять к нему грузовые контейнеры, «перехватывая» их на низкой орбите (эксплуатация в качестве такого космического буксира предусмотрена и для снабжения МКС, это позволит экономить немалые средства). А затем на том же «Клипере» в звездолет прибудут 6 участников международной марсианской экспедиции.

«Мы также будем представлять «Клипер» специалистам других стран, занимающимся пилотируемой космонавтикой, — заявил недавно глава Федерального космического агентства (ФКА) Анатолий Перминов. — Объединив усилия, земляне могут отправить пилотируемый корабль к Марсу еще до 2020 года. Одному же государству, сколь бы богатым оно ни было, осуществить такую экспедицию будет весьма тяжело…

Однако прежде чем совершать пилотируемую экспедицию, надо провести большое количество экспериментальных беспилотных полетов, — считает Перминов. — И начинать надо с Луны…»

Публикацию подготовил В.ЧЕРНОВ

Спор, начатый, можно сказать, в шутку, неожиданно для самих участников вылился в яростную научную дискуссию, которая продолжается более пяти лет и в которой на стороне каждого из участников пари выступили уже десятки физиков со всего мира.

Чтобы понять, почему так получилось, придется оглянуться в историю почти на сто лет назад. И вспомнить, что сам по себе феномен черных дыр чисто теоретически был предсказан немецким физиком Карлом Шварцшильдом в 1916 году. Ученый предположил, что где-то во Вселенной может существовать объект, который втягивает в себя все: и материю, и излучение, и, наверное, информацию тоже…

В общем, что в такую дыру упало, то пропало.

Сколько-нибудь весомо подтвердить свое предположение Шварцшильд не успел, поскольку был призван в армию и вскоре погиб на фронте (шла ведь еще Первая мировая война).

А его гипотеза, оставшаяся без защитника, подверглась критике многих теоретиков того времени. В частности, Альберт Эйнштейн до самой смерти не соглашался поверить в такую шутку природы и вообще относился с большим подозрением к самой концепции существования черных дыр.

Со временем в возможность существования таких объектов в космосе стало верить все больше специалистов. Согласно последним утверждениям астрономов, им удалось к настоящему времени обнаружить свыше 300 черных дыр. Обладая сверхмощным тяготением, дыры эти, словно вселенские пылесосы, втягивают из окружающего пространства не только пыль, газ, материю окружающих небесных тел, но даже свет и прочее электромагнитное излучение. И не выпускают назад ровным счетом ничего.

Так, во всяком случае, полагали до недавнего времени два крупнейших специалиста по черным дырам, доктор Кип Торн и доктор Стивен Хокинг. Ну а поскольку носителем информации обычно является какой-либо материальный носитель (книжная, журнальная или газетная страница, дискета или диск) или радиоволна (электромагнитное излучение), то и информация, по идее, должна исчезать в черной дыре безвозвратно.

Казалось бы, логично. Однако доктор Джон Прескилл взглянул на проблему иначе. Он утверждает, что информация никуда пропасть в природе не может. Потому как есть, мол, такой закон — сохранения информации, подобный закону сохранения энергии. Да и вообще в природе ничто ниоткуда не возникает и никуда бесследно не исчезает…

В общем, дело дошло до пари…

Если вы думаете, что космологи занимаются за счет налогоплательщиков всякими глупостями, то не торопитесь с выводами. За шуточной формой пари скрывается серьезное содержание. Ведь от того, каков окажется на самом деле исход спора, может зависеть будущее физики, да и науки вообще.

Дело в том, что ныне лучшие умы планеты бьются над объединением теории гравитации и квантовой теории в некую «теорию всего». Если такое объединение удастся, одним из следствий этого может стать появление на свет неких антигравитаторов и прочих устройств, которые встречаются сейчас только в фантастических романах.

Так что давайте присмотримся для начала к аргументам доктора Прескилла. Свое убеждение, что информация должна сохраняться, он основывает на таком факте. Уравнения квантовой теории, описывающие движение микрочастиц, обратимы во времени. Если происходит реакция, в ходе которой одна такая частица превращается в несколько других, то обратимость уравнений означает, что, рассматривая реакцию, обратную данной, можно по конечным продуктам распада восстановить исходную картину.

Понятно, если природа допускает утрату информации, такое восстановление окажется не всегда возможным: будет недоставать данных о каких-то промежуточных этапах. По мнению Прескилла, такая «утечка информации» в одном каком-то месте (пусть и в черной дыре) обязательно должна вызвать появление провалов и в других местах. Это превратилось бы в некую «информационную эпидемию», и мы давно должны были бы ее заметить.

Профессор Прескилл также связывает сохранение информации с сохранением энергии. На ранних этапах становления квантовой теории — в 20-е годы XX века — было много разговоров о том, что в микромире закон сохранения энергии, возможно, нарушается. Такие толки были вызваны результатами исследования так называемого бета-распада, в ходе которого часть энергии действительно как будто бы исчезала. Позже, однако, удалось установить: недостающую энергию уносит с собой трудноуловимая частица нейтрино. Как только ее «засекли», справедливость закона была восстановлена. А поскольку всякая передача информации неизбежно связана с затратой энергии, бесследное исчезновение информации повлекло бы за собой исчезновение соответствующей энергии. То есть, говоря иначе, «отсюда следует, что аналогично закону сохранения энергии должен существовать и закон сохранения информации», — полагает Прескилл.

На первый взгляд, против рассуждений профессора можно выдвинуть сразу несколько возражений. Ну, например, такое: все мы свидетели, что информацию можно уничтожить. В свое время сгорела, например, бесценная библиотека в Александрии. Сгорела вторая часть рукописи «Мертвых душ», уничтоженная самим автором. Горели на кострах, разведенных нацистами, лучшие произведения мировой литературы…

Тем не менее, доктор Прескилл берет на себя смелость утверждать, что даже в этом случае информация на самом деле не исчезает, а лишь превращается в языки пламени. Их форма, цвет и другие особенности зависят от сжигаемой рукописи, даже от вида и расположения букв и прочих знаков на ней. «В принципе, — говорит он, — информацию можно восстановить именно по этим языкам пламени»…

К сожалению, пока у доктора Прескилла нет конкретных рецептов, как выловить написанное из огня. Тем не менее, он утверждает, что информация, в принципе, не исчезнет бесследно даже «в конце времен», когда Вселенная умрет «тепловой смертью», достигнув максимума энтропии, когда все упорядоченные виды движения превратятся в хаотическое тепловое движение атомов и частиц. Даже в этом случае, полагает Прескилл, информация всего лишь перейдет в «иную форму».

Все это так, соглашались с Прескиллом Стивен Хокинг и его сторонники, пока дело не касалось черных дыр. Такая дыра благодаря своей огромной массе так искривляет пространство около себя, что на ее «горизонте» (той воображаемой границе, из-под которой ничто уже не может вернуться наружу) спонтанно и непрерывно возникают пары «частица — античастица». Причем если одна из частиц такой пары возникнет над «горизонтом», то она может улететь в космос, оставив своего «партнера»-неудачника «под горизонтом». Этот процесс и ведет к постепенному «испарению дыры», то есть к ее исчезновению.

Казалось бы, что это меняет? Если, как говорит доктор Прескилл, информацию можно восстановить по языкам пламени, почему бы не восстановить ее по испарению частиц? «Тут не за что зацепиться, — утверждал Хокинг. — Черная дыра не имеет волос».

Это загадочное утверждение надо понимать так: «горизонт» такой дыры абсолютно гладок, как череп лысого человека. Там нет ни одной «волосинки», которая позволила бы догадаться, что тут раньше было. Выражаясь точнее, «испарение», выходящее из черной дыры (или, как говорят, ее «хокинговская радиация»), — абсолютно бессмысленный шум, лишенный каких бы то ни было признаков логики. Уронили б мы в дыру первый том «Британики» или двадцать первый, понять это по хокинговской радиации принципиально невозможно.

Вот такие каверзы устраивают нам черные дыры. Такой вот возник «информационный парадокс». Или, говоря иначе, в поведении этих загадочных объектов Вселенной проявляется та еще не известная физикам единая теория «квантовой гравитации», в которой должны когда-нибудь объединиться обе вышеназванные составляющие. Не зная же законов этой теории, невозможно решить, кто прав.

Спор, таким образом, на некоторое время как бы замер в мертвой точке: его участники ждали подвижек в деле создания единой теории.

…И тут грянул гром среди ясного неба. Летом 2004 года на международной конференции по общей теории относительности и космологии в Дублине профессор Хокинг неожиданно для всех попросил слова и публично признал свою ошибку, согласившись наконец с мнением доктора Прескилла.

Казалось бы, можно вздохнуть облегченно, поздравить Прескилла с победой. Да не тут-то было. Теперь уже бывшие союзники, и в первую очередь доктор Кип Торн, требуют от самого Хокинга убедительных доказательств, математических выкладок, на основании которых он переменил свое мнение. А вот их-то у Хокинга, похоже, пока нет.

Более того, по словам, например, члена-корреспондента РАН Анатолия Черепащука, в мире велик и отряд астрономов, которые вообще ни в какие черные дыры не верят, утверждая, что из реального вещества подобные объекты создать невозможно. Что же касается наблюдаемых во Вселенной эффектов, то им, дескать, можно найти и другие объяснения.

В общем, получается, точку в этом споре ставить еще рано… Дискуссия по-настоящему только разгорается.

С. НИКОЛАЕВ, научный обозреватель «ЮТ»

Тем не менее, даже человек с его несовершенным обонянием способен различать тысячи различных запахов. А, скажем, собаки с их изощренным чутьем различают сотни тысяч запахов. Как им это удается? В этом и попытались разобраться исследователи.

Суть их открытия состоит в следующем. Нынешние нобелевские лауреаты на молекулярно-клеточном уровне изучили нейрофизиологический механизм обоняния, позволяющий живому существу легко различать в среднем около 10 000 запахов.

Сама Линда Бак поясняет этот механизм так: «Распознавание запахов начинается в полости носа, на том участке слизистой оболочки, где расположены миллионы специализированных сенсорных клеток, которые атакуются молекулами пахучих веществ. Сигналы от них передаются затем в соответствующий отдел головного мозга, именуемый обонятельной луковицей. А оттуда — в другие отделы головного мозга, которые, в конце концов, и позволяют нам осознанно различать запахи, испытывать связанные с ними эмоции»…

Такое описание, правда, следует признать слишком общим, лишенным многих подробностей. А они таковы.

Обоняние, как говорилось, долгое время оставалось наиболее загадочным из чувств. Эсперименты, в ходе которых животным давали нюхать самые различные пахучие вещества, измеряя при этом электрическую активность обонятельных нейронов, не принесли особой ясности. Одни и те же клетки реагировали на разные запахи с неодинаковой интенсивностью. Успех пришел лишь после того, как Аксель и Бак решили выявить и описать обонятельные рецепторы. То есть протеины, расположенные снаружи на мембране обонятельных клеток и способные улавливать молекулы пахучих веществ — одорантов. А затем отыскать те гены, которые кодируют эти белки. Все это оказалось не очень сложной задачей. Оставалось определить, какие из генов активны в обонятельных клетках и только в них.

Однако из этой затеи ничего не вышло. В чем дело?

Оказалось, что рецепторов этих огромное множество и все они разные. А главное, синтезируются в организме в ничтожных количествах. Так что выделить их очень сложно.

Впрочем, поиск генов, кодирующих обонятельные рецепторы, значительно упростился после того, как Бак сформулировала основные критерии, которым они должны были удовлетворять. Выяснилось, в частности, что эти рецепторные протеины имеют определенную доменную структуру; так что искать следовало лишь те гены, которые кодируют данную разновидность.

В итоге удалось обнаружить целые семейства подобных генов. Причем их оказалось свыше 1000!

Тем не менее, стало понятно, какие именно гены и как отвечают за обоняние. Больше всего научный мир поразило, что их столь много — три процента всего генома. И это у человека. А ведь у животных нюх куда острее, стало быть, и генов обоняния должно быть гораздо больше.

В самом деле, у подопытных мышей, с которыми экспериментировали исследователи, активных генов оказалось больше, чем у человека. Есть виды животных, у которых они составляют до 10 %. В общем, получается, что данное чувство обслуживается куда большим количеством генов, чем любое другое — будь то слух, осязание или даже зрение.

Это, в частности, говорит о том, что в истории эволюции распознавание запахов всегда играло и продолжает играть чрезвычайно важную роль. Даже бактерии — самые примитивные живые существа — отыскивают пищу с помощью запаха. У более высокоорганизованных животных, обитающих на суше, обоняние вообще служит главным средством коммуникации.

Обратите внимание хотя бы на свою собаку, с которой вы гуляете. Пес то и дело сует свой нос во все уголки и щели. Таким образом он «читает свою утреннюю газету» — узнает, кто побывал в данном месте до него и что при этом произошло.

Говорят, что у животных существует даже своеобразный химический язык, с помощью которого они распознают опасность, сообщают о своих притязаниях на данную территорию, находят источники пищи и даже передают друг другу любовные послания.

Лишь у человека со временем обоняние притупилось — мы общаемся друг с другом с помощью языка и слов, а не азбукой запахов. Тем не менее, даже мы стараемся обратить на себя внимание с помощью духов или одеколона. И это при том, что у нас в активном состоянии находится лишь около 350 активных запаховых генов. У человекообразных обезьян их вдвое больше. А вот у «братьев наших меньших» около 100 000 генов реально кодируют различные запахи; так что палитра химического языка весьма разнообразна!

Итак, Аксель и Бак обнаружили и описали те тысячи генов, которые кодируют соответствующее количество протеинов-рецепторов, ответственных за восприятие запахов. В носовой полости на площади всего нескольких квадратных сантиметров (у человека, например, около 6 кв. см) расположено около 30 млн. клеток обонятельного эпителия. Причем каждый из них имеет на поверхности мембраны лишь один какой-то вид рецепторного белка. И, стало быть, способен воспринимать ограниченное количество родственных запахов.

Таким образом, теория «ключа и замка», о которой некогда писал Лукреций Кар, в какой-то степени верна. Данный рецептор-«замок» срабатывает лишь в том случае, если ощущает определенный запах-«ключ». Лишь тогда от него поступает соответствующий сигнал в обонятельную луковицу головного мозга, где расположено около 2000 узкоспециализированных образований — так называемых клубочков; они осуществляют прием сигналов от соответствующих рецепторов, их обработку и передачу информации в другие отделы мозга.

Поскольку же подавляющее большинство запахов вызывается одновременным действием различных молекул, а каждая из обонятельных клеток реагирует сразу на несколько родственных запахов, то все разнообразие воспринимаемых нами ароматов создает в мозге своего рода мозаику. Эта цветовая картина позволяет не только определить конкретно, чем пахнет — жареным мясом, розой или, скажем, керосином, но и может возбуждать у человека определенные воспоминания. Не зря же писал некогда поэт: «И дым Отечества нам сладок и приятен!..»

Станислав СЛАВИН

СЕКРЕТАРЬ ИЗ КОМПЬЮТЕРА. Миловидная блондинка Валери, которую видят на компьютерном мониторе посетители вычислительного центра американского Университета Карнеги-Меллона, может не только подсказать, как пройти в тот или иной офис, но и говорить о погоде, даже посплетничать о своем боссе. И немногие догадываются, что эта девушка — всего лишь плод совместной работы студентов факультетов компьютерных технологий и драматического искусства. Их целью было создание робота, имеющего навыки интерактивного общения. И они, в конце концов, создали виртуального секретаря, которого на самом деле не существует.

ТРЕХМЕРНАЯ ПОДПИСЬ. Новый способ отличить подлинную подпись от фальшивой разработан в Италии. Для этого ее сканируют таким образом, что в недрах компьютера создается трехмерный аналог рукописного текста. При этом наглядно выявляются и такие детали, как, например, степень нажима пера или шарика на бумагу на том или ином участке подписи, что и позволяет выявить фальшивку.

ГИБРИД ТЕЛЕФОНА С ПЕЙДЖЕРОМ выпускает теперь всем известная Motorola. Дело в том, что практика показала: на миниатюрной клавиатуре обычного мобильника очень неудобно набирать SMS-послания. Вот конструкторы фирмы и оснастили аппарат полноценной буквенной клавиатурой. Пользуются ею, раскрыв аппарат, как книгу. В сложенном же состоянии он практически неотличим от обычного сотового телефона.

ЧИТАТЬ КНИГУ, НЕ РАСКРЫВАЯ, позволит новая технология сканирования, над которой работает группа физиков из университета г. Лидса (Великобритания). Здесь разработан первый образец сканера, который с высокой точностью отличает один слой вещества от другого. Скажем, он способен отличить чистый лист от другого, исписанного чернилами или шариковой пастой. А поскольку сканер еще и использует электромагнитные волны террагерцового диапазона, для которого многие предметы являются как бы прозрачными, то, по идее, новый сканер дает возможность «считывать» текст и рисунки постранично из закрытых книг, папок и т. д.

ЗЕРКАЛО ДЛЯ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА полируют в обсерватории финского города Пикио. По окончании работ это зеркало диаметром в 3,5 м станет главной частью космической обсерватории им. Гершеля — нового аппарата, который планируется к запуску Европейским космическим агентством в 2007 году и будет постоянно находиться на расстоянии 1,5 млн. км от Земли — вчетверо дальше Луны.

Ученые надеются, что с помощью этого уникального инструмента им удастся сделать еще больше открытий, чем удалось на всем известном космическом телескопе «Хаббл».

КЛЕТКИ-КОСМОНАВТЫ. Готовясь к полету людей на Марс, медики США и Великобритании начали уникальный эксперимент с клеточной тканью. Ее будут в течение трех лет выдерживать в том же радиационном режиме, который ждет людей во время такого полета. И будут экспериментировать с различными способами предохранения живых клеток от радиации. «Мы надеемся, что наш эксперимент позволит в будущем экипажу марсианского корабля избежать тех неприятностей, которые сулит людям космическая радиация», — говорят ученые.

ВЕРТОЛЕТ НА САМОЛЕТЕ предлагают транспортировать представители европейской авиакомпании Airbus. Во время работы Берлинского авиасалона в присутствии представителей стран НАТО они продемонстрировали пробную погрузку вертолета NH-90 в самолет А300-600 «Белуга». Аналогичным образом на транспортных самолетах «Белуга» уже перевозились на дальние расстояния вертолеты Sea King, Tiger и NH-90. Таким образом доказана на практике возможность быстрой переброски крупногабаритной техники даже с континента на континент.

Техническая характеристика:

Первые аэросани были построены в России в 1904 г. на автомобильном шасси, а в 1912 г. на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе (г. Рига) началось серийное производство аэросаней по заказу военного министерства. В годы Первой мировой войны более двадцати аэросаней использовались в частях русской армии для связных и транспортных операций. Применялись аэросани и на фронтах Гражданской войны. С 1924 г. начали появляться модели металлических аэросаней. Уже в те годы их эксплуатация обходилась не дороже эксплуатации автомобиля. В 1961 г. в ОКБ Туполева были начаты испытания первых аэросаней-амфибий АЗ. Модель АС-2 относится к третьему поколению.

Техническая характеристика:

Длина… 5,80 м

Ширина… 2,00 м

Высота… 2,350 м

Максимальная стартовая масса… 1300 кг

Масса коммерческой нагрузки… 400 кг

Экипаж… 1 чел.

Пассажировместимость (с водителем)… 4 чел.

Крейсерская скорость:

на снегу… 60 км/ч

на воде… 50 км/ч

Максимальная скорость:

на снегу… 90 км/ч

на воде… 55 км/ч

Максимальная дальность:

на снегу… 500 км

на воде… 200 км

Заочная физико-техническая школа (ЗФТШ) при Московском физико-техническом институте (МФТИ) проводит набор учащихся общеобразовательных учреждений (школ, лицеев, гимназий и т. п.), расположенных на территории Российской Федерации.

Обучение в ЗФТШ для граждан, проживающих в Российской Федерации, в рамках утвержденного плана приема — бесплатное.

Набор в 8, 9, 10 и 11 классы ЗФТШ на 2005–2006 учебный год проводится на следующие отделения:

Заочное (индивидуальное обучение).

Тел/факс: (095) 408-51-45.

Прием на заочное отделение проводится на конкурсной основе по результатам выполнения публикуемого ниже вступительного задания по физике и математике. Полная программа обучения рассчитана на 4 года (8 — 11 кл.), но поступать можно в любой из этих классов.

В течение учебного года, в соответствии с программой ЗФТШ, ученик будет получать по каждой теме задания по физике и математике (по 4 задания по каждому предмету для 8 класса, 6–7 заданий по каждому предмету для 9, 10 и 11 кл.), а затем рекомендуемые ЗФТШ авторские решения этих заданий вместе с проверенной работой учащегося.

Очно-заочное (обучение в факультативных группах).

Тел./факс (095) 485-42-27.

Факультативные группы могут быть организованы в любом общеобразовательном учреждении двумя преподавателями — физики и математики. Руководители факультатива принимают в них учащихся, успешно выполнивших вступительное задание ЗФТШ.

Группа (не менее 8 человек) принимается в школу, если директор общеобразовательного учреждения сообщит в ЗФТШ фамилии, имена, отчества ее руководителей и поименный алфавитный список обучающихся (Ф. И. 0. полностью с указанием класса текущего учебного года и итоговых оценок за вступительное задание по физике и математике), телефон, факс и e-mail школы. Все эти материалы и конверт для ответа о приеме в ЗФТШ с обратным адресом на имя одного из руководителей следует выслать до 25 июня 2005 г. по адресу: 141700, г. Долгопрудный Московской области, Институтский пер., 9, ЗФТШ при МФТИ (с пометкой «Факультатив»). Тетради с работами учащихся в ЗФТШ не высылаются.

Работа руководителей факультативов может оплачиваться общеобразовательным учреждением как руководство факультативными занятиями по предоставлению ЗФТШ соответствующих сведений.

Руководители, работающие с учащимися, будут получать в течение учебного года: учебно-методические материалы ЗФТШ (программы по физике и математике, задания по темам программы, решения заданий с краткими рекомендациями по оценке работ учащихся), информационно-рекламные материалы (газеты МФТИ «За науку», проспекты МФТИ и его факультетов с правилами приема и т. п.). Работы учащихся проверяют и оценивают руководители факультативных групп, а в ЗФТШ ими высылаются ведомости с итоговыми оценками по каждому заданию.

Очное (обучение в вечерних консультационных пунктах).

Тел. (095) 409-95-83.

Для учащихся Москвы и Московской области по программе ЗФТШ работают вечерние консультационные пункты, набор в которые проводится по результатам выполнения вступительного задания и собеседования, которое проводится в первой половине сентября.

Кроме занятий по этим программам, ученикам ЗФТШ (всех отделений) предлагается участвовать в физико-математической олимпиаде «ФИЗТЕХ-2005», которая проводится на базе МФТИ и в ряде городов России в мартовские школьные каникулы, в других очных и заочных олимпиадах МФТИ и его факультетов, а также в конкурсах, турнирах и конференциях.

По окончании учебного года учащиеся, успешно выполнившие программу, переводятся в следующий класс, а выпускникам (11 кл.) выдаются свидетельства об окончании ЗФТШ с итоговыми оценками по физике и математике, которые учитываются на собеседовании при поступлении в МФТИ.

Вне конкурса в ЗФТШ принимаются победители областных, краевых, республиканских, зональных и всероссийских олимпиад по физике и математике 2004–2005 учебного года. Им необходимо до 15 мая 2005 г. выслать в ЗФТШ выполненную вступительную работу по физике и математике вместе с копиями дипломов, подтверждающих участие в выше перечисленных олимпиадах.

Вступительное задание по физике и математике ученик выполняет самостоятельно в одной школьной тетради (на русском языке). Порядок задач сохраняйте тот же, что и в задании. Тетрадь нужно выслать в большом конверте простой бандеролью, не сворачивая в трубку. Вместе с решением обязательно вышлите справку из школы, в которой учитесь, с указанием класса. Справку наклейте на внутреннюю сторону обложки тетради.

На лицевую сторону обложки наклейте лист бумаги, четко заполненный по образцу:

_{(таблица заполняется методистом ЗФТШ)}

1. Область Тюменская

2. Фамилия, имя, отчество Каменев Виталий Петрович

3. Класс, в котором учитесь восьмой

4. Номер школы 14

5. Вид школы (обычная, лицей, гимназия, с углубленным изучением предметов и т. п.) обычная

6. Подробный домашний адрес (с указанием индекса и телефона), e-mail 628305, г. Нефтеюганск, мкрн 116, д. 15, кв. 22. 7-63-45

7. Место работы и должность родителей:

отец СПД «НВ», машинист ДЭУ

мать НРМУП УКС, сторож

8. Адрес школы и телефон, факс, e-mail 628305, г. Нефтеюганск, мкрн 116, д. 52

9. Фамилия, имя, отчество преподавателей:

по физике Золотухина Ельмира Кимовна

по математике Михеева Раиса Ивановна

10. Каким образом к Вам попало задание?

В ЗФТШ ежегодно приходит более 5 тысяч вступительных работ. Пожалуйста, обратите внимание на правильность заполнения анкеты! Пишите аккуратно, лучше печатными буквами.

ВНИМАНИЕ! Для получения ответа на вступительное задание и для отправки вам первых заданий обязательно вложите в тетрадь два одинаковых бандерольных конверта размером 160x230 мм с наклеенными марками номиналом 7 руб. На конвертах четко напишите свой домашний адрес.

Ученикам, зачисленным в ЗФТШ в рамках утвержденного плана приема, необходимо будет перечислить целевое пожертвование на ведение уставной деятельности школы.

Сумма взноса будет составлять ориентировочно для учащихся заочного и очного отделений 300–500 руб. в год, для очно-заочного — 600 — 1000 руб. (с каждой факультативной группы).

Срок отправки решения — не позднее 1 марта 2005 года. Вступительные работы обратно не высылаются. Решение приемной комиссии будет сообщено не позже 1 августа 2005 года.

Тетрадь с выполненными заданиями (по физике и математике) высылайте по адресу: 141700, г. Долгопрудный Московской области. Институтский пер., 9, ЗФТШ при МФТИ.

Для учащихся Украины работает Киевский филиал ЗФТШ при МФТИ (обучение платное). Желающим в него поступить следует высылать работы по адресу: г. Киев-141, б-р Вернадского, д. 36, 03680, ГСП, Киевский филиал ЗФТШ при МФТИ. Тел: (044) 424-30-25.

Для учащихся из зарубежных стран возможно только платное обучение на заочном и очно-заочном отделениях ЗФТШ. Условия обучения для прошедших конкурсный отбор будут сообщены дополнительно.

Ниже приводятся вступительные задания по физике и математике. В задании по физике: задачи 1–5 предназначены для учащихся 7-х классов: 2, 4–8 для 8-х классов; 6—12 для 9-х классов; 11–17 для 10-х классов. В задании по математике: задачи 1–5 для учащихся 7-х классов; 2–7 для 8-х классов; 5—11 для 9-х классов; 8—14 для 10-х классов.

Номера классов указаны на текущий 2004–2005 учебный год.

ВСТУПИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

МАТЕМАТИКА

1. На столе три одинаковых ящика. В одном из них лежат два черных шара, во втором — два белых, в третьем — черный и белый. На ящиках сделаны надписи «два белых», «два черных», «черный и белый», причем ни одна из надписей не соответствует действительности. Как, вынув только один шар, определить, где лежат какие шары?

2. Найти минимальное натуральное число, о котором известно, что:

1) если его умножить на 17, то результат разделится на 24;

2) если его разделить на 11, то результат разделится на 5;

3) если его разделить на 2, то получится квадрат некоторого натурального числа.

3. Доказать, что если сумма квадратов двух целых чисел делится на 11, то и каждое из них делится на 11.

4. Группу школьников нужно рассадить в столовой. За стол можно усадить три человека. Если сажать за стол по 2 девочки, то окажется 3 стола, где сидят одни мальчики, а если сажать за стол по 2 мальчика, то будет 2 стола с одними девочками. Сколько было девочек в группе?

5. В треугольнике ABC провести прямую, пересекающую стороны АВ и ВС в точках М и N соответственно, так чтобы AM = MN = BN. В каком случае MN будет параллельна АС?

6. В урне лежали черные и белые шары, их число не более 55. Число белых относилось к числу черных как 3: 2. После того, как из урны вынули 4 шара, оказалось, что соотношение белых и черных шаров стало 4: 3. Сколько шаров лежало в урне?

7. При каком целом значении параметра отношение корней уравнения

х² + (2к—5)х — 9к = 0

равно 2?

8. Найти все тройки различных целых чисел, являющихся тремя последовательными членами геометрической прогрессии, а также первым, вторым и пятым членами арифметической прогрессии.

9. Решить систему уравнений

10. В треугольнике ABC со сторонами АВ = 14, АС = 15, ВС = 13 через основание высоты СН проводятся прямые, параллельные прямым АС и ВС, которые пересекают соответственно стороны ВС и АС треугольника в точках М и N. Прямая MN пересекает продолжение стороны АВ в точке D. Найти длину отрезка BD.

11. Решить неравенство

12. Найти все значения параметра а, при которых система неравенств

имеет единственное решение.

13. Решить уравнение

14. Какая наименьшая площадь может быть у прямоугольного треугольника ABC' в котором окружность радиуса R с центром на катете АВ касается гипотенузы и проходит через точку В.

ФИЗИКА

1. Катер без остановок поднялся вверх по реке на некоторое расстояние, а затем повернул назад и вернулся в пункт отправления. Скорость катера в стоячей воде V_k = 3 м/с. Определите скорость течения реки V_p если известно, что средняя скорость движения составила 15/16 от скорости катера в стоячей воде.

2. Автобус отправляется из города А в город А', в который он должен прибыть через 4 часа. Первый час автобус ехал с некоторой постоянной скоростью V₁. После этого, чтобы прибыть по расписанию в город А' водителю пришлось увеличить скорость движения в α = 1,2 раза. После прибытия в город А' к назначенному времени оказалось, что автобус за последний час проехал на L = 3 км больше, чем за первый час. Определите среднюю скорость движения автобуса на первой половине пути.

3. К динамометру подвешен стакан, заполненный водой до краев. Показание динамометра равно F₁ = 3Н. На дно стакана опускают небольшой камень массой m_k = 100 г, который оказывается полностью погруженным в воду. Определите новое показание динамометра. Плотность камня р = 2500 кг/м³.

4. Определите максимальное давление под крышкой скороварки, если диаметр отверстия предохранительного клапана скороварки d = 5 мм, а масса грузика, закрывающего клапан, m = 60 г. Атмосферное давление p_a равно 760 мм рт. ст. (101000 Па).

5. Какую наибольшую массу может иметь кусок железа, погруженного (полностью) в воду на нити, чтобы нить не оборвалась? Известно, что нить выдерживает силу натяжения F₁ = 200 Н. Плотность железа р_Ж =7 800 кг/м³. Массой нити пренебречь.

6. U-образная вертикально расположенная трубка постоянной площади поперечного сечения частично заполнена водой, так что расстояния от открытых концов трубки до уровня воды в коленах равны h = 5 см. Какой максимальный по толщине слой масла с плотностью p_м = 800 кг/м³ можно налить в одно из колен трубки, чтобы масло не выливалось? Масло и вода не смешиваются.

7. Имеются два цилиндрических стакана массой m_ст каждый. На дно первого кладут медный брусок массой m₁ и стакан опускают в воду так, что он плавает, погрузившись в воду до краев. Ко дну второго стакана снизу прикрепляют медный брусок массой m₂ и тоже опускают в воду так, что стакан плавает, погрузившись в воду до краев. Найдите отношение масс медных брусков. Плотность меди р_м = 8900 кг/м³. Толщиной стенок и дна стаканов пренебречь.

8. С помощью нагревателя мощностью Р = 250 Вт воду в ведре удалось довести до температуры 40 °C. Каков объем воды в ведре, если после отключения нагревателя температура понизилась на 1 °C за 2 минуты? Теплоемкостью нагревателя и ведра пренебречь.

9. При напряжении U = 1,2 В на концах куска медной проволоки постоянного круглого сечения по ней течет ток силой I₁ = 100 мА. Если отрезать от куска ΔL = 4 м и подать на оставшуюся проволоку то же напряжение, то сила тока возрастает на 20 мА. Определите диаметр проволоки. Удельное сопротивление меди р = 1,7∙10^-8 Ом/м.

10. Камень, брошенный вертикально вверх с некоторой скоростью V₀ достигает максимальной высоты Н за время t1. Если с этой высоты камень бросить со скоростью V₀ вертикально вниз, то время падения составит t₂ Определите высоту Н и скорость V₀ считая известными t₁, t₂ и g.

11. Брусок массой m из состояния покоя под действием силы F, направленной вдоль горизонтального стола, начинает двигаться по его поверхности. Через время Δt_1; действие силы F прекращается, и спустя время Δt₂ после этого брусок останавливается. Чему равна сила трения, действовавшая на брусок во время движения? На какое расстояние брусок переместился за все время движения?

12. Определите силу натяжения троса, связывающего два космических корабля, которые вращаются вокруг Земли по круговым орбитам радиусами R₁ и R₂ так, что трос всегда направлен к центру Земли. Массы кораблей одинаковы и равны m, масса Земли M_c. Гравитационным взаимодействием между кораблями пренебречь.

13. Сколько молекул водорода находится в объеме 1 л при температуре 27 °C и давлении 750 мм рт. ст.? Водород в данных условиях считать идеальным газом.

14. Моль гелия при постоянном объеме V₀ = 200 л охлаждается на ΔT = 1 К, так что давление упало на 0,2 %. На сколько уменьшилось давление газа? Какова была начальная температура газа?

15. В герметичный сосуд объемом 10 л поместили 1 моль кислорода и 1 моль водорода. Гремучую смесь подожгли. Какая максимальная масса воды может сконденсироваться в сосуде после охлаждения продуктов реакции до 100 °C?

16. С одним молем идеального газа проводят тепловой процесс, в котором газ сначала изобарически расширяется, а затем изохорически охлаждается. При этом газом совершена работа А. Отношение максимального давления к минимальному во всем процессе равно k. Определите температуру газа в начальном состоянии, если известно, что она равна температуре газа в конечном состоянии.

17. В цилиндре под поршнем находятся v₁ = 0,5 моля воды и v₂ = 0,5 моля пара. Жидкость и пар медленно нагревают в изобарическом процессе так, что в конечном состоянии температура пара увеличивается на ΔT. Какое количество теплоты было подведено к системе «жидкость — пар» в этом процессе? Молярная теплота испарения жидкости в заданном процессе равна Λ. Внутренняя энергия v молей пара равна U = v∙3 RT (R — универсальная газовая постоянная). Пар считать идеальным газом.

Но он требует однообразных и частых движений руки вверх-вниз, что не свойственно ее анатомии и сильно утомляет радиста. В самом конце Великой Отечественной войны безвестный изобретатель, вероятно, служивший радистом на самолете, коренным образом изменил как саму конструкцию, так и способ работы телеграфного ключа. В результате снизилась утомляемость и почти вдвое повысилась скорость работы. Авиарадисты начали по собственной инициативе делать и применять такие устройства.

В их основе был ключ двустороннего действия. Главная его часть — упругий подвижный контакт — делалась из полотна слесарной ножовки (рис. 2).

Рис. 2

Для работы с ним требовались естественные для анатомии человека горизонтальные движения кисти. Боковой нажим указательным пальцем запускал генератор, создававший короткие импульсы — точки, при нажатии большим пальцем запускался генератор длинных импульсов — тире. Общее число необходимых для передачи движений сокращалось в несколько раз.

Сегодня радиосвязь при помощи азбуки Морзе в чистом виде применяется в радиолюбительских диапазонах. Получив специальное разрешение и построив простенький передатчик, вы можете окунуться в загадочный мир любительской радиосвязи. Схемы передатчиков и приемников вы увидите на страницах нашего журнала.

Существует международный радиокод, освоив который вы сможете общаться с радиооператорами всего мира, даже не зная всего разнообразия национальных языков. Но для начала советуем изготовить автоматический ключ. Прежде всего он поможет вам изучить азбуку Морзе. А уж потом вы подключите его к своему передатчику.

Естественно, что в то давнее время генераторы точек и тире выполнялись на лампах. Схема таких генераторов на современных деталях изображена на рисунке 3.

На транзисторах VT1, VT2 собран симметричный мультивибратор, служащий генератором тактовых импульсов с частотой порядка 5 Гц. Это значит, что на коллекторе транзистора VT2 в моменты его запирания будут возникать импульсы положительной полярности длительностью около 0,1 с с разделительными паузами такой же продолжительности. Эти тактовые импульсы участвуют в образовании точек.

По той же схеме, но с увеличенными номиналами конденсаторов С3, С4 работает тактовый генератор тире на транзисторах VT3, VT4. Указанные генераторы работают только раздельно; при замыкании ключом SB1 левой или правой пары контактов (см. рис. 2) на соответствующий тактовый генератор подается питание от батареи GB1, отчего он самовозбуждается, вырабатывая серию импульсов нужного сигнала. Эти импульсы через разделительный диод VD1 (VD2) обеспечивают режим прерывистого питания звукового генератора, собранного на транзисторах VT5, VT6 по схеме несимметричного мультивибратора и вырабатывающего пачки импульсов с частотой порядка 1000 Гц.

Чтобы эти электрические колебания превратить в звуковые, в цепи коллектора VT6 включен электромагнитный излучатель BF1.

Поскольку на первых порах основным назначением устройства будет изучение телеграфной азбуки, полезно применить «двуухий» высокоомный телефон типа ТОН-2. Если есть только низкоомный телефон, то его придется включать через выходной трансформатор от карманного приемника. Если понадобится громкое воспроизведение, замените телефон резистором с сопротивлением 3,6 кОм, а к выходу, обозначенному стрелкой, присоедините любой НЧ-усилитель с динамической головкой.

Как работать с ключом, поясним на примере воспроизведения международного сигнала «SOS» (три точки — три тире — три точки). Вам достаточно отклонить указательным пальцем ключ SB1 влево на время, достаточное для «проскока» трех точек, что контролируется телефоном BF1, затем большим пальцем вправо для озвучивания трех тире, потом снова влево, давая выход последним трем точкам. Таким образом, количество движений рукой сокращается с девяти до трех, что существенно проще. На первых порах может оказаться полезным снизить темп передачи, увеличив номиналы емкостей конденсаторов C1, С2 и СЗ, С4 раза в два или больше. Тональность звукового сигнала подберите по вашему вкусу, изменяя номинал конденсатора С5. Предлагаемое устройство может работать при напряжениях питания в пределах от 3 до 9 В.

Ю.ПРОКОПЦЕВ

Да, такое суждение справедливо. Например, лебеда содержит витамина С впятеро больше, чем лимон. Листья подорожника, богатые витаминами и каротином, рекомендуют добавлять к блюдам в качестве салата, а отвар подорожника пьют при болезнях желудка. Прекрасное добавление к салату также — молодая крапива и листья одуванчика.