Но сейчас положение постепенно начинает меняться, рассказал журналистам известный дорожник, доктор химических наук, академик РАЕН М. Я. Бикбау. И это несмотря на то, что 65 % территории России покрыто вечной мерзлотой, а на 86 % остальной части преобладают глинистые водонасыщенные грунты, подверженные замораживанию и оттаиванию в зависимости от времени года, что весьма усложняет дорожное строительство.

Самая ровная трасса

Недавно в Краснодарском крае открыли для движения самую ровную дорогу в России. Два участка автотрассы М-4 «Дон» позволяют двигаться с расчетной скоростью 120 км/ч. Подрядчик ОАО «ДСК «АВТОБАН» завершил работы почти на год раньше срока, указанного в договоре, в том числе благодаря применению новейших технологий и материалов.

В частности, разработанная по заказу госкомпании «Автодор» и не имеющая аналогов в России новая конструкция нежесткой дорожной «одежды» с использованием полимерно-битумных вяжущих, дисперсно-армированных асфальтобетонных смесей позволила обеспечить практически идеальную ровность покрытия дороги. Это, кстати, было зафиксировано особой диагностической лабораторией во время приемки объекта.

Уникальным сканером проверили и качество волгоградских дорог участники автопробега «Экспедиция-2014». Прибор, аналогов которому нет в мире, позволяет без бурения дорожного покрытия проверить его качество. При этом погрешность измерений не превышает 1 %.

По словам научного сотрудника госкорпорации «Росатом» Ивана Зайцева, установленный на автомобиль сканер позволяет диагностировать дорожное покрытие на скорости до 60 км/ч. Специалисты на ходу получают первичные данные по плотности верхнего слоя асфальта и толщине его слоев до 3,5 м в глубину. Окончательные результаты проверки становятся известны через 3–4 дня, после тщательного анализа данных.

Дорожный интеллект

И это еще не все... В России начинают строить самые «умные» в мире дороги. Первый этап строительства «интеллектуальных» дорог обойдется стране в 100 млрд. рублей. Пилотный проект под названием «Инновационные дороги» будут реализовывать Федеральное дорожное агентство, Минэкономразвития, «Роснано», а также правительства Москвы, Татарстана и Рязанской области.

В результате реализации проекта уже в 2015 году жители нескольких регионов России забудут об одной из главных бед страны. Инновационные трассы не только будут служить значительно дольше, но и станут дешевле в обслуживании, а самое главное — помогут снизить аварийность.

В первую очередь изменится сама технология строительства. Практически до сегодняшнего дня все дороги в стране строились по стандартам 60-х годов прошлого века, рассчитанным под 5-тонные грузовики. Сегодня 40-тонные фуры разбивают такую дорогу за несколько месяцев. Новые стандарты предполагают использование в строительстве дорог самых современных пластичных и прочных материалов — фибробетонов, базальтопластиковой арматуры, модификаторов дорожного покрытия, обеспечивающих противоскольжение.

Самым важным в новых дорогах станет «искусственный интеллект», который будет управлять освещением трасс, выбросом противогололедных реагентов, изменением скоростного режима, системами видеонаблюдения и работой светофоров.

Кроме того, «умные» дороги начнут общаться с водителями. Специальные датчики, которыми можно оснастить каждый автомобиль, смогут отслеживать сигналы с различных систем оповещения, установленных на дороге, и заранее предупреждать водителя о крутом повороте, ДТП или внезапном изменении погодных условий…

Обещают разработчики «умных» дорог помочь и дорожной полиции. Системы видеонаблюдения будут не только следить за соблюдением скоростного режима и разметкой, но и выявлять автомобили, находящиеся в розыске, не прошедшие техосмотр или зарегистрированные на лиц, не оплативших налоги или штрафы.

Современный дорожно-строительный конвейер позволяет укладывать сотни метров асфальтобетонного покрытия за рабочую смену.

Лауреаты

Недавно за создание процессорной системы технического обслуживания и ремонта дорожно-строительной техники на основе программно-моделирующего логистического комплекса и специализированного оборудования специалистам Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (ФГБОУ ВПО «МАДИ») и других научных учреждений была присуждена премия правительства России.

Лауреаты под руководством А. Б. Николаева — заслуженного деятеля науки РФ, доктора технических наук, профессора, заведующего кафедрой «Автоматизированные системы управления» ФГБОУ ВПО «МАДИ» — сделали вот что. Если вы видели, как строят дороги, то обратили внимание, что по трассе довольно быстро движется своеобразный конвейер, все участники которого задействованы в едином ритме. И чтобы этот конвейер не останавливался, к нему нужно своевременно подвозить смеси, укладываемые в дорожное полотно, оперативно устранять поломки техники, четко вести диагностику качества работ… Контролировать все это позволяет современная компьютерная система, которая ничего не забывает и следит за своевременным поступлением исходных материалов, запасных частей и ремонтной техники, включающей даже лазерные установки наплавления. Такой подход позволил обеспечить сокращение времени простоя дорожно-строительной техники в 2–2,5 раза, затрат на техобслуживание и ремонт механизмов до 30 %, повышение ресурса отдельных деталей до 80 %…

По результатам исследования авторами также получены 4 патента на изобретения, 2 патента на полезную модель и 8 свидетельств о государственной регистрации компьютерных программ, опубликовано более 150 научных трудов, защищены 4 кандидатские диссертации.

Нидерланды впереди

Казалось бы, теперь можно быть всем довольными. Однако все познается в сравнении. И вот тут оказывается, что мы отстаем от зарубежных дорожников. Так, например, в Нидерландах уже стартовал первый этап строительства высокоэффективного «умного» шоссе. В ходе экспериментального строительства опробуют 5 революционных концепций дорожно-транспортного будущего.

Дорога, которая светится в темноте, предупреждает водителей о появлении опасных участков, отслеживает состояние трафика и реагирует на возникшие проблемы, «подзаряжается» от проезжающих автомобилей и сама умеет заряжать электромобили прямо во время движения. Проект в голландской провинции Брабант начат 33-летним дизайнером Дааном Роозегарде при поддержке крупнейшей в Европе инженерно-строительной корпорации Heijmans Infrastructure.

«По сути, современные автострады с принципиальной точки зрения недалеко ушли от тех мощеных дорог, по которым громыхали римские колесницы, — рассуждает дизайнер. — Многослойная «подушка», твердое прочное покрытие, дренажные канавы по обочинам — все это было придумано еще тогда».

Концепция, предложенная голландским дизайнером, включает целый комплекс инновационных решений. Во-первых, это специальная фотолюминесцентная краска, которая наносится поверх дорожной разметки. Днем краска поглощает энергию света и таким образом «заряжается». А ночью — отдает свет в окружающую среду, не требуя дополнительного освещения шоссе, позволяет четко видеть дорожную разметку. Причем краска, химический состав которой держат в секрете, излучает интенсивное зеленое свечение — считается, что в темноте такой свет виден лучше всего.

«Умное» шоссе высвечивает информацию о дорожной обстановке на лобовое стекло автомобиля.

Вторая идея тоже подразумевает применение светящейся краски, но уже для другой задачи. Представьте, что едете на автомобиле поздней осенью. Ночь, температура падает, и влажный асфальт покрывается предательской ледяной коркой. Однако в краске, которой покрыто дорожное полотно, есть кристаллические добавки, меняющие цвет в зависимости от температуры. Так, при опасности гололеда на асфальте появится изображение снежинки, а если дорога сухая — рисунок солнца.

Кстати, есть и более радикальный подход к решению проблемы обледенения дорог — его сейчас испытывают в США, в штате Висконсин. Речь идет о технологии под названием SafeLane: в асфальт подмешивают специальный состав, который препятствует образованию льда на поверхности дороги. Автором разработки является Технологический университет Мичигана, в лабораториях она показала себя хорошо, и сейчас ее проверяют на самих дорогах.

Будем надеяться, что все перечисленные, а также иные прогрессивные новинки дорожного строительства в полной мере найдут себе применение при осуществлении очередного грандиозного проекта в нашей стране — строительства ЦКАД — Центральной кольцевой автодороги, которая пройдет по территории Новой Москвы и Подмосковья. Общая длина трассы — около 500 км, ширина — от 4 до 8 рядов движения. Так что строителям будет где развернуться.

ВМЕСТЕ С КИТАЕМ. В г. Шэньчжэне, КНР, запущено производство первой в мире 3D-ручки с холодными чернилами, изобретенной учеными из Томска (см. «ЮТ» № 1 за 2015 г.).

«Она позволяет «рисовать» холодными чернилами объемные предметы, — напомнил глава компании-разработчика Игорь Ковалев. — Изготовленная пилотная партия протестирована, все работает. Крупносерийное производство ручек ведется в Китае, а вот чернила начали производить в Томске».

Объем первой промышленной партии составит 13 тыс. устройств. Разработкой уже заинтересовались в США, Европе, странах Азии.

Фактически это будет установка, в какой-то мере подобная знаменитому БАКу — Большому андронному коллайдеру. Но если коллайдер предназначен в основном для исследований элементарных частиц, то разер позволит в режиме реального времени следить за изменениями в трехмерной структуре крупных биологических молекул. По мнению участников международного проекта, в котором в общей сложности заняты 250 человек из 12 стран, XFEL приведет к быстрому прогрессу в понимании механизмов многих заболеваний, например, болезни Паркинсона.

Монтажные работы, начатые в 2009 году, планируется завершить в нынешнем, 2015 году. Еще через год рентгеновский лазер будет полностью готов к первым экспериментам. Самая крупная доля финансового участия в проекте общей стоимостью 1,2 млрд. евро у Германии — 58 процентов. На втором месте — Россия (27 процентов) с непосредственным участием специалистов «Курчатовского института». Вклад остальных стран — Дании, Франции, Греции, Венгрии, Италии, Польши, Словакии, Испании, Швеции и Швейцарии — от 1 до 3 процентов.

Время использования разера будет определяться пропорционально затратам на его разработку. Кроме того, заявки на проведение наблюдений могут подавать все желающие. Решение о возможности выделения времени на проведение тех или иных экспериментов будут принимать эксперты, учитывая важность решения данной конкретной научной задачи.

Туннель длиною более 3 км начинается от самого крупного в Германии центра физики частиц DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron — Немецкий электронный синхротрон), расположенного в Гамбурге, и доходит до границы города Шенефельд. Вся система подземелий расположена на глубине от 6 до 38 м.

Для разгона электронов будет использоваться сверхпроводящий линейный ускоритель общей протяженностью 2,1 км с расчетной энергией до 20 гигаэлектронвольт. По всей длине разгонной части ускорителя, равной 1,7 км, установят 101 модуль, состоящий из специальных сверхпроводящих камер — резонаторов. В них разгон частиц будет осуществляться при помощи микроволнового излучения до скоростей, сравнимых со скоростью света. Сами резонаторы изготовлены из сплава с ниобием, переходящим в сверхпроводящее состояние при охлаждении до температуры минус 271 градус Цельсия.

Это позволит почти без потерь расходовать электрическую энергию на ускорение частиц и формировать достаточно тонкий пучок электронов. В качестве охладителя планируется использовать жидкий гелий.

Схема расположения подземных туннелей XFEL.

Принципиальная схема работы рентгеновского лазера на свободных электронах.

_{Цифрами обозначено: 1 — лазерный луч, 2 — газовый гель, 3 — магнитные линзы, 4 — алюминиевая пластина, 5 — индулятор, 6 — фосфоресцирующий экран (1), 7 — рентгеновское излучение, 8 — трансмиссия, 9 — золотое зеркало, 10 — фосфоресцирующий экран (2), 11 — магнитный спектрометр.}

Ускоренные электроны будут по ходу движения проскакивать через так называемые ондуляторы. Так называются устройства, придуманные учеными из Института ядерной физики Сибирского отделения РАН. Они представляют собой системы магнитов, заставляющие заряженные частицы излучать рентгеновские кванты. В итоге образуется синхронное излучение в виде коротких и мощных рентгеновских вспышек со свойствами лазерного пучка.

В зависимости от потребностей конкретного эксперимента, параметры лазера XFEL могут настраиваться с помощью различных оптических инструментов, таких как, например, зеркала, решетки, щели или преломляющие кристаллы. Эти элементы встраиваются в базовые станции на выходе пучка и взаимодействуют с ним. Данные такого взаимодействия фиксируются датчиками и анализируются компьютером. Сами исследователи будут управлять и следить за ходом эксперимента из диспетчерских кабин.

Разер сможет генерировать около 27 тыс. рентгеновских вспышек с длиной волны от 0,05 до 6 нм в секунду и продолжительностью до 100 фемтосекунд (менее одной триллионной доли секунды). Такие параметры сделают установку самой мощной в мире среди всех рентгеновских лазеров. Причем столь короткие импульсы позволят исследовать трехмерную структуру крупных биомолекул и их взаимодействия с недоступной ранее точностью.

Кстати…

ЕЩЕ О СУПЕРМОЩНЫХ…

Разер, о котором мы только что рассказали, не единственный в своем роде. В Европе намечено строительство еще 3 новых гигантских исследовательских лазеров и рассматривается возможность создания еще одного, самого мощного в мире. Каждый из 3 новых лазеров будет иметь импульсную мощность около петаватта (10¹⁵ Вт), а мощность четвертого лазера будет вдвое превосходить суммарную мощность первых трех.

Пиковая импульсная мощность четвертого лазера проекта Extreme Light Infrastructure (ELI) будет получаться в результате сложения 10 лазерных лучей в один импульс, мощность которого будет составлять 200 петаватт. Эта величина значительно превосходит суммарное количество энергии, производимой в настоящее время всеми энергоустановками нашей планеты, и даже количество энергии, получаемой Землей от Солнца.

Конечно, такой лазер весьма существенно отличается, скажем, от лазерной указки, известной многим. Единственный метод достичь таких значений энергии импульса — уменьшить до кратчайших величин само время этого импульса. Импульс мощностью 200 петаватт продлится всего 1,5x10^-14 с. Это время, которое требуется свету, движущемуся, как известно, со скоростью 300 000 км/с, на преодоление расстояния, равного толщине человеческого волоса!

Первое, что будут исследовать ученые с помощью такого сверхмощного лазера, — одна из загадочных теорий квантовой физики. Согласно ей, окружающее пространство состоит из частиц, которые возникают неизвестно откуда, а время их существования столь мало, что их не удается зарегистрировать.

Профессор Сяодун Сунн — один из тех, кто разработал новую модель земного ядра на основании полученных данных.

Земное ядро отныне будут считать трехслойным.

Именно потому такой живой интерес вызвало недавнее открытие исследователей из Университета Иллинойса (США) и китайских специалистов в Университете Нанкина (КНР). Они утверждают, что ухитрились «заглянуть» в центр Земли. При этом, как полагают ученые, они обнаружили, что в самом центре большого железного ядра находится еще одно ядро, которое значительно меньше по размеру и отличается от него по составу, хотя тоже состоит из кристаллов железа.

К такому выводу китайские и американские исследователи пришли на основе анализа эха землетрясений. Ученые давно обратили внимание, что сейсмические волны по-разному проходят через ядро, что позволяет предположить его неоднородность.

«Внутреннее ядро очень мало по своим размерам — оно меньше Луны, но при этом у него очень много интересных свойств, — рассказал журналистам профессор Сяодун Сунн, работающий ныне в Университете Иллинойса в американском городе Урбана. — Оно может поведать нам, как сформировалась Земля, рассказать о ее ранней истории и раскрыть суть многих других геологических процессов. Его открытия нам не хватало для того, чтобы лучше понимать то, что происходит в недрах планеты».

Теперь исследователи полагают, что ядро планеты, расположенное на глубине более 5 000 км, начало затвердевать примерно миллиард лет назад. Оно продолжает расти и сейчас, причем каждый год увеличивается в размерах почти… на полмиллиметра!

Все это ученые узнали, использовав сейсмические волны примерно так, как врачи в поликлиниках применяют ультразвук для изучения наших внутренностей. Однако есть здесь и свои особенности. Команда сейсмологов использовала технологию, которая собирает данные не от первого толчка, а от так называемых афтершоков — повторных толчков и сейсмического эха землетрясения.

В итоге специалисты обнаружили, что внешняя часть внутреннего ядра обладает теми классическими свойствами, которые приписывались всему металлическому ядру Земли — его кристаллы «повернуты» на север и на юг, вдоль магнитной оси планеты, а их химический состав соответствует тем данным, которые геологи получали в ходе предыдущих «прослушиваний».

Компьютерная модель переполюсовки магнитного поля Земли, которая может быть вызвана изменениями в ядре планеты.

Южно-Атлантическая аномалия вызывает отказы оборудования на спутниках.

Глубинные же слои внутреннего ядра устроены совершенно иначе. Его кристаллы повернуты на запад или на восток, и их структура, судя по необычному характеру взаимодействия с сейсмическими волнами, заметно отличается от устройства материи средних слоев ядра.

Как полагают эксперты, внутреннее ядро планеты пережило несколько этапов геологической эволюции, детали которой они попытаются прояснить в ходе последующих сейсмологических наблюдений.

На основании полученных данных ученые теперь надеются, что смогут лучше помогать и космическим инженерам, которым, как ни странно, тоже очень важно знать, что происходит внутри Земли. Так, например, несколько лет тому назад была обнаружена некая странная аномалия геомагнитного поля в Южной Атлантике.

Ее существование вызвало бы лишь научное любопытство, если бы не одно обстоятельство. Несколько спутников, пролетавших через аномалию, вышли из строя. Здесь же нарушалась работа компьютеров на космических челноках. А астронавты, пролетая через эту зону, сообщали, что видят падающие звезды даже с закрытыми глазами.

Более того, однажды вдруг забарахлил космический телескоп «Хаббл». Причем дистанционное обследование проведенное инженером NASA Кеном Лабелом и его группой, показало, что в причинах сбоя в работе электроники телескопа опять-таки виновна Южно-Атлантическая аномалия. Оказалось, что магнитное поле в ее зоне значительно слабее, чем в любом другом районе планеты. Это создает угрозу для электроники космических аппаратов, поскольку ослабленное геомагнитное поле позволяет разрушительным космическим излучениям глубже проникать в земную атмосферу.

Разобравшись в причинах сложившейся ситуации, специалисты NASA стали перед входом «Хаббла» в аномалию отключать некоторые приборы.

И это еще не все. Есть предположение, что процессы, происходящие внутри земного ядра, могут привести к переполюсовке планеты. То есть, говоря попросту, Южный и Северный магнитные полюса могут поменяться местами. Такой процесс приведет не только к тому, что все магнитные компасы станут функционировать «наоборот». В момент переполюсовки геомагнитное поле может как бы отключиться, что приведет к многочисленным сбоям многих электронных систем на планете, станет причиной множества аварий, а то и катастроф.

Многие, наверное, еще помнят фантастический голливудский фильм «Земное ядро», снятый в 2003 году. Экспедиция отважных исследователей отправляется в недра планеты, чтобы раскрутить останавливающееся земное ядро. В действительности, однако, подобная экскурсия, скорее всего, практически невозможна. Ведь любое проникновение в глубь Земли требует в миллиарды раз больше энергии, чем отправка ракеты в космос.

Впрочем, это обстоятельство не помешало профессору Дэвиду Стивенсону, планетологу из Калифорнийского технологического института (США), предложить идею отправить к земному ядру зонд размером с грейпфрут. Он должен был бы погрузиться в течение недели в глубь земной коры сквозь трещину, образованную ядерными зарядами, с помощью мощного потока расплавленного железа. Тогда сейсмологи смогли бы точнее прогнозировать землетрясения и прочие неприятности, происходящие в недрах Земли, подобно тому, как метеорологи уточняют свои прогнозы с помощью шаров-метеозондов.

Трудность этой затеи состоит в том, что не существует материала, способного выдержать температуру и давление, с которыми пришлось бы столкнуться такому зонду. Невероятным выглядит также сохранение трещины в пластичной мантии достаточно долгое время, не говоря уже об астрономической стоимости такого проекта и ущербе, который нанесут окружающей среде ядерные взрывы. А потому наши специалисты из Института физики Земли предлагают модифицировать этот проект. Зонд надо начинить радиоактивными отходами, спустить в пробуренную скважину, а дальше пусть он самостоятельно прокладывает себе путь, расплавляя породу за счет радиоактивных процессов.

Тем не менее, и в этом варианте технических сложностей предостаточно. Так что, скорее всего, в ближайшие десятилетия специалисты будут пользоваться в исследовании глубинных слоев планеты косвенными методами.

За последние годы мы значительно продвинулись в понимании ядра Земли и его влияния на нашу жизнь. Но предстоит еще долгий путь, и чем больше мы узнаем, тем яснее становится необходимость докопаться до сути процессов, протекающих в центре Земли.

Именно потому столь важно открытие ученых, позволивших узнать, что ядро нашей планеты не двухслойное, как думали раньше, а трехслойное.

Публикацию подготовил С. НИКОЛАЕВ

ТАК КАКИМИ БЫЛИ ДИНОЗАВРЫ?

Динозавры не были ни теплокровными, как современные млекопитающие и птицы, ни хладнокровными, как рептилии или амфибии. Этих вымерших ящеров следует относить к особой, «мезотермической» категории животных, то есть средней между теплокровными и хладнокровными, полагают палеонтологи из университетов штатов Нью-Мексико и Аризона, пишет журнал Science.

Ученые напоминают, что существа, которые обладают способностью сохранять постоянную температуру тела, быстрее двигаются, тратят больше энергии и нуждаются в большем количестве пищи. К ним относятся все млекопитающие и птицы.

Температура тела хладнокровных животных меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Им требуется меньше еды, так как они экономнее тратят энергию, однако при этом их отличает и меньшая активность. В данную категорию входят, в частности, рептилии, амфибии и рыбы.

«Если бы я целый день питался бутербродами, то съел бы, скажем, пять, — пояснил ученый из Университета Нью-Мексико Джон Грейди. — Однако рептилии моего размера хватило бы двух на всю неделю».

По словам авторов исследования, можно установить, как быстро росло животное, изучив его кости, на которых образуются своего рода «годичные кольца» — как у деревьев. Проанализировав кости разных животных, ученые и пришли к выводу, что темпы роста древних ящеров были выше, чем у хладнокровных, но ниже, чем у теплокровных обитателей Земли.

…Все началось с обычной головной боли. Американец Саймон Бейкер (назовем его так) решил принять теплый душ в надежде, что это даст облегчение, но. «Взглянув на душевую насадку, я увидел, как капли воды будто замерли в воздухе, — вспоминает он. — Взгляд фокусировался на них в течение нескольких секунд».

Если в обычной жизни струи воды воспринимаются скорее как смазанное движение, то Саймон видел перед собой каждую каплю, деформированную свободным падением. По его словам, увиденный эффект напомнил ему то, как летели пули в фильме «Матрица» — «будто кино, поставленное на замедленное воспроизведение».

На следующий день Бейкер отправился в больницу, где врачи обнаружили у него аневризму кровеносных сосудов. Острая угроза его здоровью отодвинула на задний план пережитый опыт, однако позже он упомянул увиденное на приеме у невролога Фреда Овсью — сотрудника Северо-Западного университета Чикаго — и рассказал ему о случившемся.

«На первый взгляд время для всех должно течь с одинаковой скоростью, однако опыт Бейкера и другие подобные случаи демонстрируют, что наш поток сознания не более чем хрупкая иллюзия, собранная воедино нашим искусным мозгом, — прокомментировал случившееся психолог. — Изучая происходящее в такие экстремальные моменты, исследователи получают информацию о том, как и почему мозг может играть со временем в такие «игры». В некоторых обстоятельствах все мы можем испытать на себе изменение масштаба времени».

В самом деле, хотя случай Бейкера, пожалуй, наиболее эффектный, в медицинской литературе можно найти ряд похожих рассказов пациентов. Есть еще описания того, как время замедляло свой ход в восприятии некоторых людей (это явление называют «цейтрафер»). Например, одна 61-летняя женщина рассказывала, как она однажды возвращалась домой, и закрывающиеся двери поезда и другие пассажиры выглядели так, как будто ей показывали «отдельные стоп-кадры». А 58-летний японец, по его собственным словам, воспринимает жизнь как плохо дублированное кино: голоса других людей во время разговора для него звучат нормально, но при этом не синхронизируются с их мимикой.

Овсью считает, что подобных случаев может быть гораздо больше, просто они далеко не все описаны. «Поскольку это преходящее явление, на него часто не обращают внимания и никому не рассказывают», — полагает медик.

Рассказам не способствует и то обстоятельство, что подобный опыт нередко сопровождает такие заболевания, как эпилепсия или апоплексический удар. Так, состояние 39-летнего Бейкера было вызвано ослабленным кровеносным сосудом, который лопнул во время переноски тяжелых коробок. В результате в правом полушарии головного мозга появилась относительно большая область повреждения. «На снимках это выглядит так, будто в моей голове застряла пуля», — шутит он сейчас.

Но почему же произошедшее с Бейкером повлияло на его восприятие времени? Ключ к разгадке могут дать исследования, авторы которых попытались выявить области мозга, отвечающие за интересующую нас функцию. Особенно интересна в этом отношении зона зрительной коры, называемая V5. Давно известно, что эта область в задней части черепа отслеживает движение объектов, однако, возможно, она играет и более общую роль в хронометраже времени.

Когда Доменика Буэти и ее коллеги из университетской клиники Лозанны подвергли эту зону воздействию магнитного поля, чтобы отключить ее активность, испытуемым было сложно проделать два дела одновременно. Как и ожидалось, у них были трудности с отслеживанием движения точек на экране. Кроме того, у них также не получалось определить, на какое время на мониторе задерживались некоторые синие точки.

Одно из объяснений подобного гласит, что у нашей системы восприятия движения есть собственный хронометр, который фиксирует скорость передвижения предметов в поле зрения. Когда его работа нарушена из-за повреждения мозга, мир замирает. В случае Бейкера проблему мог усугубить душ, поскольку теплая вода отвела поток крови в сосудах от мозга к конечностям, создав дополнительные помехи для обработки мозгом внешних сигналов.

Еще одно объяснение связано с открытием, согласно которому наш мозг хранит впечатления в виде отдельных «снимков», как кадры на кинопленке. «Здоровый мозг восстанавливает произошедшее, как бы склеивая отдельные снимки друг с другом, — говорит Руфин ван Руллен из Французского центра исследований мозга и когнитивной деятельности в Тулузе, — но если нарушение работы мозга помешает этому монтажу, вы, возможно, увидите лишь снимки, не имеющие связи».

Все мы периодически испытываем ощущение, будто обычная непрерывная картинка разбивается на кадры. Если вы когда-нибудь наблюдали за машинами, обгоняющими вас на трассе, то могли заметить, что их колеса кажутся неподвижными. Это происходит из-за того, что дискретные «снимки», с помощью которых мозг запечатлевает движение колеса, не могут полностью охватить это движение. Если, например, колесо успело сделать полный оборот между «кадрами», то на каждом из них оно будет запечатлено в одном и том же положении, как будто оно неподвижно.

Согласно предположению ван Руллена, это может быть связано с тем, что мозг тем или иным способом накладывает один на другой эти сенсорные «снимки», а не обновляет картинку полностью.

Часто о замершем времени вспоминают и участники происшествий, сопряженных с риском для жизни. Согласно одному из опросов, более 70 % людей, которые находились на волосок от гибели, испытывали чувство, будто все происходило как при замедленной съемке. Полагают, что подобный эффект связан с особенностями нашей памяти — сильные эмоции запоминаются более подробно, и впоследствии нам кажется, что события занимали больше времени, чем они длились на самом деле.

Однако Валттери Арстила из Университета Турку в Финляндии указывает, что многие люди, оказавшиеся в опасной ситуации, начинают думать в ускоренном темпе. Вот что рассказывает пилот, переживший авиакатастрофу во время войны во Вьетнаме: «Когда сломалось шасси носового колеса, я отчетливо вспомнил — на протяжении примерно 3 секунд — более десятка способов, как действовать в подобной ситуации».

Изучив описанные случаи и научные исследования, посвященные этой проблеме, Арстила приходит к выводу, что механизм, активируемый гормонами стресса, может ускорить внутреннюю обработку мозгом внешних сигналов, чтобы помочь организму справиться с экстремальной ситуацией. «Наши мысли и движения ускоряются — а поскольку мы все делаем быстрее, мир будто замедляется», — считает он.

Сам Бейкер в настоящее время полностью оправился после операции по удалению поврежденных кровеносных сосудов. Он больше не видит застывших капель в душе. И даже считает, что происшествие пошло ему на пользу. Если раньше его можно было назвать молчаливым, особенно в присутствии незнакомых людей, то теперь его стеснительность пропала.

ЭВОЛЮЦИЯ ПРОДОЛЖАЕТСЯ! Биологическое совершенствование человечества не остановилось, оно идет прежними темпами. С таким утверждением выступили финские ученые в статье, которая опубликована журналом Evolution.

Они сопоставили изменения в облике, росте, продолжительности жизни, успешности в семейных делах и прочих чертах человека с мутациями в их ДНК на протяжении многих поколений. Для этого авторы публикации воспользовались тем, что многие семьи в Финляндии имеют обширные генеалогические архивы, самые первые записи в которых часто были сделаны 200, а то и 300 лет назад.

В общей сложности Вирпи Луммаа из Университета Шеффилда (Великобритания) и его коллеге Элизабет Болунд из Университета Упсалы (Швеция) удалось найти больше 10 тыс. подобных архивов, собрать образцы ДНК у представителей того или иного семейства и изучить детали жизни их предков. Сравнивая их геномы, ученые неожиданным образом обнаружили, что примерно 4-18 % всех вариаций в чертах финнов были обусловлены не социально-экономическими факторами или особенностями их окружения, а генетическими мутациями. А это говорит о том, что биологическая эволюция рода человеческого продолжается.

ДУБЛЕР УЧИТЕЛЯ РИСОВАНИЯ? Если вы мечтаете побыстрее научиться рисовать, то вам поможет устройство, которое предложил недавно Саураб Дата, студент Института интерактивного дизайна Копенгагена (Нидерланды).

Он создал механическое приспособление для начинающего рисовальщика, которое развивает его мышечную память.

Устройство, состоящее из рычагов и шарниров, надевается на кисть руки, как перчатка, и буквально заставляет выполнять необходимые упражнения. Если следовать инструкциям достаточное количество раз, то, по мнению автора разработки, рука научится самостоятельно выполнять нужные движения.

Но при испытаниях устройства на практике многие участники теста пожаловались на дискомфорт. Большинству не понравилось, что механическая перчатка слишком строго контролирует движения руки и не терпит сопротивления. Саураб, проанализировав отзывы пользователей, пообещал усовершенствовать систему.

СУПЕРВОДОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ПОВЕРХНОСТЬ создана группой ученых из Университета Бригама Янга, возглавляемой профессором Джули Крокет. Капли воды, попадая на такую поверхность, отскакивают от нее, словно мячики. По словам создателей, такая совершенно непромокаемая пленка может быть использована практически в любом изделии, от сантехнических приборов и медицинских устройств до транспортных средств и различных гаджетов.

ПОЧТИ КАК В КИНО. Еще один аналог летающей доски из фильма «Назад в будущее» соорудил техасский умелец Райан Крэйвен. Причем сделал он это из четырех садовых воздуходувок для уборки листьев и деки скейтборда, сообщает Daily Mail.

Устройство двигается благодаря потокам воздуха, дующим сквозь отверстия, проделанные в стратегических точках, — в итоге создается «подушка» воздуха между доской (ее назвали Мг Ноverboard) и поверхностью земли.

Сам Крэйвен не имеет специального образования и работает официантом. Обдумывать конструкцию он начал в марте 2014 года, экспериментируя с разобранным феном. Созданное им устройство позволяет маневрировать, но отличается высоким уровнем шума и иногда сбрасывает владельца. Над устранением недостатков Крэйвен сейчас и работает.

Тем не менее, ему уже удалось обставить создателей платформы Kickstarter на магнитной подушке. Та может летать только над специальным магнитным покрытием и стоит 10 тыс. долларов, тогда как доску Крэйвена можно построить примерно за 250 долларов в домашних условиях.

— Ну, что, ребята? — спросил дядя Вова, прикрыв дверь. Я посмотрел на Сашку, а Сашка наморщил лоб.

— Думаю, что думать рано. Сначала нужно собрать факты. Вот что, Василий (Василий — это я), залезь в Интернет и посмотри, что пишут местные сайты про исчезновение принцессы. Что-то этот генерал-султан темнит насчет всеобщей любви и обожания.

— Задание понял. — Я настроил переводчик на письменную речь и взялся за поручение. Без ложной скромности, я ас в этом деле.

— А у меня какое задание? — спросил дядя Вова. Он, хоть и взрослый, а все правильно понимает.

— Вы, дядя Вова, облетите на глайдере окрестности. А я похожу по дворцу, поговорю с местными.

Так мы и сделали.

Через час Сашка вернулся, а вскоре в комнату вбежал и запыхавшийся дядя Вова. Он был очень возбужден.

— Киноцефалы взяли след! Пауки что-то нашли в развалинах! Ящерицы (так он назвал рептилоидов с 16 Лебедя) осушили болото и копаются в тине! Я облетел окрестности на глайдере. Султанат окружен стеной. За ней метров сто мертвой земли, густо засыпанной пестицидами.

— Пестицидами? — удивленно переспросил Сашка. — А стена высокая?

— Не очень, — хмыкнул дядя Вова. — Странно, правда?

— Странно, — согласился Сашка. — Что делают роботы и Высоко Зудящий Рой?

— Рой не видел, — признался дядя Вова. — Рассеялся по султанату, наверно. А вот роботы оккупировали Центральный информаторий, ищут принцессу в виртуальном пространстве.

— Что-нибудь необычное заметили, дядя Вова? — спросил Сашка.

— Да что необычного... Все от мала до велика ходят с цветочными тележками. Хотя... Вот необычный факт. Здешние дома напоминают те, что были у нас раньше на Востоке, с квадратными внутренними дворами. Так вот, в некоторых дворах, где дома побогаче, я заметил скопление людей. Они просто стоят и ничего не делают. Просто стоят, опустив руки, как в трансе...

— А тележки с цветами?..

— Нет, тележек, кажется, не было. Да, точно не было. — И он повторил: — Странно, правда?

Настал мой черед докладывать.

— Ты прав, Сашка, — признал я. — Единством и обожанием здесь и не пахнет. Половина сайтов заблокирована. Но ты же знаешь, я мастер взлома. Что могу сказать. Большинство населения — это Чертополохи. Прозябают в нищете за стеной, о которой говорил дядя Вова. Ходят голодными толпами, едят подножную траву.

— У них тоже обычай катать тележки?

— Нет, простой народ о тележках и не слыхал.

Сашка удовлетворенно кивнул.

— Кстати, почему Чертополох?

— Вся земля за стенами султаната им поросла. Конечно, это не наш чертополох, но очень похож.

— Понятно. — Сашка задумался.

— А ты? — наконец не выдержали мы. — Как твое расследование?

— Оно еще не завершено, — уклончиво сказал Сашка. — Придворные ничего не знают. Или не говорят. Правда, одна служанка проговорилась. вскользь. Похоже, принцесса была влюблена. В простолюдина, из Чертополохов. Познакомились по Интернету. И еще, она активная противница цветочных тележек. Любовь и политика. Но не хочу забегать вперед.

Пока Сашка думал, мы с дядей Вовой перекусили в кафе и сели на лавочку в парке напротив фонтана.

По парку гуляли флориане с цветочными тележками. Чем-то они напомнили мне наших любителей собак.

Дядя Вова рассказал, как расследовал дело с кражей драгоценностей на углеродной звезде HD 197139.

— Представляешь, Василий, вором оказался разумный червь по имени Червь (их всех так зовут, не знаю, как они отличают друг друга). Так вот, этот Червь раздобыл где-то машинку для мгновенного перемещения. С ее помощью он проникал в банки и похищал деньги, драгоценности. Когда мы его поймали, он пытался переместиться на другую планету, но мощности не хватило.

— А где теперь эта машинка?

— У меня. — Дядя Вова достал из плаща изящный прибор с сенсорным управлением. — Проверим?

Он нажал кнопку.

Парк исчез, а когда появился снова, мы оказались на противоположной стороне фонтана. Только что дворец был у нас за спиной — и вот он уже перед нами.

— Главное правильно выбрать направление и расстояние, — пояснил дядя Вова. — Ну что, домой?

Он опять настроил прибор — и мы мгновенно перенеслись в нашу комнату.

Увидев нас и узнав, каким способом мы вернулись, Сашка обрадовался.

— А я как раз ломал голову над тем, как попасть в спальню принцессы... Ясно же, что начинать поиски надо оттуда.

— Не знаю, удобно ли... — пробовал возразить дядя Вова, но Сашка легко убедил его:

— Мы делаем это, чтобы спасти принцессу.

Дядя Вова настроил прибор, воздух заколебался, и мы перенеслись в девичью спальню с зашторенными окнами. Посредине стояла кровать с балдахином, в углу трюмо с зеркалом, на котором было что-то написано. Я направил переводчик на надпись.

НЕ ИЩИТЕ МЕНЯ. Я РЕШИЛА УМЕРЕТЬ С МОИМ ВОЗЛЮБЛЕННЫМ ЧЕРТОПОЛОХОМ.

— Посмотрим там, — прошептал Сашка, показывая на дверь во внутренний двор.

Мы обыскали его, но не нашли ничего, кроме двух тележек с цветами в дальнем углу, за грудами барахла. Если бы не Сашкина наблюдательность, мы бы ни за что их не заметили. Земля в горшках засохла, и цветы почти увяли.

— Должно быть, принцесса бросила их, когда сбежала, — сказал Сашка. — Давайте возьмем их с собой. Возможно, это улики.

Тут за дверью спальни послышался какой-то шум, и мы поспешили вернуться в свою комнату. Цветы мы полили и спрятали под пленкой-невидимкой — была у дяди Вовы такая в запасе, — чтобы не вызывать лишних вопросов.

— Принцесса нашлась! Принцесса нашлась! — слышались за дверью радостные крики. — Слава Высоко Зудящему Рою!

Всех снова собрали в большом зале. Генерал-султан уже спешил из своих покоев, толкая тележку со своей дряхлой розой.

Посреди зала клубился черный Высоко Зудящий Рой. У меня сразу заныли зубы и зачесалось все тело.

— Где она? — закричал генерал-султан. — Где?!

Высоко Зудящий Рой рассеялся, и мы увидели. Да,

это была она — в синем халатике, газовых шароварах, с кисеей на лице и пунцовой родинкой над губой. Но что с ней стало? Вместо веселья на лице выражение тупости, в глазах — отсутствие мыслей и чувств.

— Это не она! — возопил генерал-султан. — Это ее служанка!

Все загудели в недоумении. А вот Сашка, похоже, давно обо всем догадался.

— Я знаю, где принцесса! — громко сказал он, шагнув вперед. — Дядя Вова, невидимку!

Дядя Вова, все еще ничего не понимая, сдернул с цветочных тележек пленку-невидимку.

По залу пронесся вздох восхищения и облегчения. Его издали окружавшие генерал-султана придворные.

— О, моя прекрасная принцесса Роза! — воскликнул генерал-султан. — Свет лепестков моих, живительная влага корней моих!

Начнем с главного. Целями современной патентной системы являются, с одной стороны, выдача изобретателю надежных прав на его новацию, с другой — защита общества от злоупотребления патентной монополией. Первые попытки защищать свои права изобретатели начали чуть ли не в каменном веке. Однако более-менее законченный вид патентное право приобрело сравнительно недавно. Так, например, в этом году исполняется 225 лет со дня принятия первого патентного закона в США, где ныне работает одно из самых совершенных патентных ведомств в мире. Его сотрудники гордятся тем, что в стенах их ведомства в свое время побывали такие знаменитости, как Александр Белл, Томас Эдисон, Чарльз Гудьи, братья Райт и многие другие.

Сам патентный закон, базирующийся на конституции США, где сказано, что конгресс имеет право «содействовать прогрессу науки и полезных ремесел посредством охраны на ограниченный период исключительного права изобретателя по отношению к его открытию», был принят в 1790 году. В нем, в частности, указывалось, что обладателю патента «правительство дарует право не давать другим использовать или продавать это же изобретение в течение 17 лет».

В том же году некоему Сэмюэлю Хопкинсу из Филадельфии был выдан первый американский патент на новый прибор по производству поташа. Он был подписан президентом, генеральным прокурором и государственным секретарем — американское общество уделяло большое внимание развитию творческой деятельности населения и защите ее продуктов. Недаром первым главой патентного ведомства США был не кто иной, как сам Томас Джефферсон, будущий третий президент США.

Впрочем, сами американцы были отнюдь не первыми в этом деле. Идея патентной системы прибыла в Новый Свет вместе с иммигрантами из Англии. А там, после длительных парламентских дебатов, еще в 1623 году был принят первый английский патентный закон «Статут о монополиях». Закон объявил незаконными все королевские привилегии, за исключением патентов на новые виды производств, выдаваемых первому и действительному изобретателю.

Таким образом, по сути, патент — это титул собственника на изобретение. Выдавая патент, государство обязуется обеспечить патентовладельцу исключительное право в области промышленного и торгового использования технической новации. Впрочем, это не означает, что изобретение обязательно будет внедрено и извлечена выгода из содержащейся в нем новизны. Достижение этих целей является функцией процесса модернизации, а не процесса изобретения.

На американском континенте (до принятия патентного закона и введения регистрационной системы) первый патент на изобретение — усовершенствование косы — выдали власти колонии Массачусетс. Согласно закону, в США было создано патентное ведомство — совет в составе госсекретаря, министров обороны и юстиции.

Патентование в США, как и в любой другой стране мира, носит внутригосударственный характер, то есть защита патента, полученного в США, распространяется только в пределах этой страны. Ведомство США по патентам и товарным знакам (USPTO) является составной частью структуры министерства торговли США. Основной миссией USPTO являются содействие промышленному и технологическому прогрессу, а также укрепление национальной экономики.

Дух образования, новаторства, изобретений, научных открытий, освоения богатых природных ресурсов стал в США определяющим. Имена Франклина, Эдисона, Белла, Вестингауза, Морзе, Фултона были у всех на устах, они стали знаменитостями. Как скажет в адрес американцев Ж. Верн: «Янки — эти первые механики мира — рождаются инженерами, как итальянцы — музыкантами, а немцы — метафизиками».

Патентное ведомство США и ныне делает очень много для того, чтобы дух изобретательства, который сослужил Америке великую службу, не угас. Так, в 1987 году оно начало долгосрочную программу «Progect XL», цель которой — знакомство молодежи с техническим творчеством на всех этапах обучения, а также судебная защита объектов авторского права. Разработана программа обучения детей различного возраста. Организация творчества молодежи через конкурсную деятельность стала важным направлением государственной политики.

Стимулирование изобретательской активности осуществляется на всех уровнях управления — от правительства до предприятия. На первом уровне формируется государственная политика содействия развитию новаторства и изобретательства в стране.

Томас Джефферсон — первый глава патентного ведомства США.

С этой целью принимаются соответствующие законы, разрабатываются комплексные программы, разносторонние формы и методы государственного механизма, которые стимулируют изобретательскую деятельность.

В США есть много музеев, где демонстрируются изобретения, представлены их создатели. Музей электрических изобретений СПАРК расположен в г. Беллингхэм, штат Вашингтон. Здесь представлены экспонаты и выставки, которые интересны посетителям всех возрастов. Они демонстрируют развитие электричества и радио, изменившее ход истории всего человечества.

Патентное бюро США имеет свой музей. Он находится в городе Александрия, где, в частности, была развернута специальная выставка, посвященная Стиву Джобсу. Экспозиция включала 30 огромных телевизионных панелей, выполненных в стиле коммуникаторов iPhone. На них отображается информация по тем трем сотням патентов, в авторах которых числится экс-глава Apple.

К сожалению, в нашей стране проблемам патентования уделяется значительно меньше внимания, чем в тех же США, Англии, Японии или Китае. Получилось так, на мой взгляд, вот почему. Буржуазное патентно-лицензионное дело и исключительное право патентообладателя на изобретение действовало и развивалось при царизме 105 лет (1812–1917 гг.). На смену пришло советское изобретательское дело (1919–1991 гг.), а правообладателем изобретения стало государство. В итоге в СССР изобретатели во многом потеряли интерес к творческой деятельности, поскольку за авторские свидетельства им практически ничего не платили. А сама патентная наука перестала быть связующим звеном в цепи образование — исследование — производство.

В начале 90-х годов ХХ века патентное право в России было восстановлено. Однако его премудростям даже самих «генераторов идей» не удосужились обучить, и они сошли с дистанции, только лишь услышав, что за патентование они теперь должны платить из собственного кармана, а процедура эта недешевая.

В итоге на мировом рынке гражданской наукоемкой продукции доля России составляет всего лишь 0,3–0,5 %, в то время как доля США — 36 %, а Японии — 30 %. По данным экспертов, Россия, начиная с 2000 года, в среднем теряет ежегодно 1,5 млрд. долларов, которые могли бы поступать в казну в виде налогов и сборов от реализации продукции, охраняемой правом интеллектуальной собственности.

Между тем Россия богата талантами. И если «на поверхности» находится не один десяток историй о гениях, совершивших открытия и изобретения в разных областях, то какими цифрами могли бы измеряться инновации, если бы среда благоприятствовала развитию науки и свободному предпринимательству? Разница между Россией и западными странами не в том, сколько в них одаренных ученых, а в редкости реализации их идей. Успех инновации включает практическое применение: «Русские хорошие изобретатели, но плохие инноваторы».

На протяжении трех столетий российские ученые и изобретатели были пионерами во многих областях науки и техники: электричестве, радио, авиастроении, лазерах, компьютерах. Однако им, как правило, не удавалось успешно коммерциализировать свои блестящие идеи и разработки.

Почему это происходит, попытался объяснить профессор Массачусетского технологического института и Гарвардского университета Лорен Грэхэм, выступивший с докладом в России. Будучи инженером по специальности, Грэхэм увлекся историей российской науки.

«Павел Яблочков, Александр Лодыгин, Александр Попов, Олег Лосев, Игорь Сикорский, Сергей Лебедев — все они были первопроходцами в науке и технике, но не все смогли реализовать свои идеи в России, — полагает он. — Если русские были первопроходцами в таких сферах, как электричество, радиоволны, самолетостроение, разработка транзисторов, диодов, лазеров и ЭВМ, то почему Россия — слабый игрок на мировом рынке высоких технологий? А все дело в том, что ни одна другая страна в мире не имеет такого контраста между интеллектуальным, творческим превосходством и недостаточной развитостью высоких технологий, как Россия. Самым поразительным здесь является то, что Россию нельзя назвать технологическим болотом: российские ученые сделали в ХХ веке множество важнейших научных открытий. Среди их достижений можно назвать изобретение лазеров, они стали пионерами в области компьютерных технологий и даже предложили концепцию гидроразрыва. Однако все эти и многие другие идеи были позже доработаны и коммерциализированы в других странах. Неспособность крупной державы извлечь выгоду из своих научных знаний — чрезвычайно серьезная проблема.

Сегодня российские лидеры понемногу начали признавать это, но пока все усилия принимают форму централизованных инициатив, в том числе создания наукограда в Сколково, который правительство России при поддержке Массачусетского технологического института попыталось превратить в российскую версию Кремниевой долины. Однако этого недостаточно. Придется еще внести массу изменений в правовую систему, изучить и повсеместно применять, а главное, защищать патентное право и изменить положение инвесторов. Технологии не развиваются сами по себе. Для этого необходимо создать самые разные поддерживающие механизмы».

Пока же российская инновационная система ориентирована на приобретение готовых технологий, а не на разработку собственных, способных обеспечить устойчивое развитие экономики своими силами. В глобальных инновационных рейтингах Россия занимает 60-е(!) места. По показателю, характеризующему взаимодействие бизнеса и научного сообщества, мы находимся сегодня на 61-м месте, наш ближайший сосед — Сенегал.

Экономическая система должна обеспечивать инвестиционные возможности, законодательная — защищать интеллектуальную собственность и вознаграждать изобретателей, а политическая система должна не бояться технологических инноваций, успешных и влиятельных предпринимателей, а продвигать их.

А. РЕНКЕЛЬ, патентовед

Началась эта история ровно 70 лет назад. В 1945 году инженер американской компании Raytheon, специализировавшейся на производстве военной техники, Перси Спенсер работал над совершенствованием сконструированного им же излучателя сверхвысокочастотных волн, предназначавшегося для радара ПВО.

День клонился к вечеру, и Спенсер решил подкрепиться. Опустив руку в карман, он с изумлением обнаружил вместо шоколадного батончика некую пастообразную массу. Выходило, что радиоволны разогрели батончик.

Проверка показала, что кукурузные зерна, размещенные исследователем перед излучающей антенной, мгновенно превратились в попкорн. А яйцо, подвергнутое облучению мощностью 10 кВт, и вовсе взорвалось.

Все это привело к тому, что 8 октября 1945 года Перси Спенсер зарегистрировал патент № 2495429 на аппарат для приготовления еды при помощи электромагнитных волн. А через 2 года компания Raytheon начала выпускать первые в мире сверхвысокочастотные, или СВЧ-печи.

Изобретатель Перси Спенсер.

Первая СВЧ-печь на кухне ресторана.

Правда, иные историки говорят, что эту легенду сочинили газетчики в рекламных целях, а на самом деле все обстояло совсем иначе.

Возможно. Главное, что печь была изобретена, причем как раз вовремя. Вторая мировая война закончилась, и менеджерам компании пора было подумать о переходе на выпуск мирной продукции.

Что же касается Перси Спенсера, то этот самоучка, не имевший высшего образования, придумал не только СВЧ-печь. Всего на его счету около 100 патентов в области волновой техники. Так что на самом деле его вряд ли могло удивить, что шоколад растаял вблизи магнетрона. Он знал о подобных свойствах СВЧ-волн из своей предыдущей практики.

Дело в том, что электромагнитные волны СВЧ-диапазона действуют на биологические структуры совсем не так, как видимый свет или инфракрасные лучи, которые по большей части просто отражаются от поверхностей. Для СВЧ-излучения поверхность оказывается почти прозрачной, и электромагнитная волна проникает внутрь тела на относительно большую глубину — около 2,5 см. И там происходят 2 разных физических процесса, обеспечивающих нагревание облучаемых предметов.

Во-первых, энергия одного кванта такого излучения близка энергии валентной связи молекулы воды. Из-за этого молекула воды под действием лучей начинает быстро вибрировать, расталкивая соседей. В конце концов, эти осцилляции превращаются в кинетическую энергию молекул, то есть в тепло.

Во-вторых, меняющееся электромагнитное поле индуцирует внутри готовящейся еды вихревые токи (их называют еще токами Фуко). А поскольку пища по большей части хотя и проводит ток, но обладает большим электрическим сопротивлением, то и токи Фуко внутри нее быстро превращаются в тепло. В частности, именно из-за этого металлические предметы помещать в камеру микроволновки категорически запрещается. Токи Фуко в них будут порождать сильное вторичное электромагнитное поле, вследствие чего в камере начнется искрение, способное вывести печку из строя.

«Сердцем» микроволновки, как уже говорилось, является магнетрон — устройство, генерирующее электромагнитные волны частотой около 2 450 МГц. Данная частота в 1945 году была выделена компании Raytheon Федеральной комиссией по связи США для использования в бытовых приборах из тех соображений, чтобы она не пересекалась с частотами, применяющимися в радиолокации.

Магнетрон представляет собой герметичную металлическую камеру, в которой размещается катод — тонкая нить, испускающая при нагревании электроны. Анодом в данном случае служат сами стенки магнетрона. Внутри него формируется сильное магнитное поле, которое закручивает электроны, движущиеся от катода к аноду. Есть и специальные полости, являющиеся резонансными камерами. Их размер и форма задают частоту генерируемых волн.

Если с устройством магнетрона Спенсеру было все ясно с самого начала, то оптимальную конструкцию камеры, в которой должны размещаться продукты, он 2 года доводил до ума вместе с молодым инженером Марвином Боком. Дело в том, что выделенная федеральной комиссией частота имела существенный недостаток: длина ее волны составляла 12,25 см и была соизмерима с размерами камеры. Это могло приводить к образованию стоячих волн и к фрагментарному прогреву продуктов за счет неравномерности поля.

Эту проблему вначале попытались решить, сделав одну из стенок ящика подвижной, перемещающейся при помощи электромоторчика. Однако такая конструкция оказалась слишком сложной и ненадежной. Тогда Марвин Бок прикрепил к потолку камеры несколько металлических стержней, которые вращались с частотой три оборота в секунду и тем самым как бы «размешивали» поле, делая его более равномерным. Затем снабдили печь вращающимся столом, на котором располагался контейнер с едой.

Современная микроволновка.

Это конструктивное решение стало классическим и применяется во всех без исключения микроволновках уже полвека.

Еще одна проблема, с которой столкнулись инженеры, заключалась в том, что мощность, выделяемая магнетроном, не поддается регулированию. При снижении подаваемого на магнетрон напряжения прекращается термоэлектронная эмиссия, и происходит срыв генерации волны. Следовательно, микроволновка не способна работать в режиме размораживания и разогрева небольших объемов пищи. Она одинаково обрабатывает и горстку зеленого горошка, и крупного гуся.

Но не зря Спенсеру выдали более сотни патентов. Он предложил регулировать мощность за счет периодического отключения магнетрона. Например, если регулятор печи включен на 50-процентную мощность, то это означает, что половину времени магнетрон «отдыхает». Данный метод регулировки не претерпел никаких изменений до настоящего времени.

В 1947 году микроволновая печь Raytheon была выпущена на рынок. Поначалу это чудо техники при выходной мощности 3 кВт весило 340 кг, а в высоту достигало 170 см. К печи была подведена особая труба для водяного охлаждения. Впечатляла и стартовая цена — 3 тыс. долларов. В общем, поначалу СВЧ-печи шли в основном на кухни ресторанов, где быстро себя окупали.

Два десятилетия компания Raytheon постепенно снижала габариты микроволновки и уменьшала ее стоимость. В конце концов, появились доступные для среднего американца печи по цене 400–500 долларов.

Однако в начале 70-х годов ХХ века их выпуск на всю необъятную страну составлял лишь 40 тыс. штук в год. Это объяснялось отчасти мифами о вреде СВЧ для здоровья (такие слухи распространяются и сегодня, хотя они лишены всякого основания), отчасти тем, что микроволновки были не очень удобны. Положение изменилось, когда в печки начали встраивать микропроцессоры, позволяющие заранее программировать процесс приготовления или разогрева пищи.

Таким образом, максимально упростился, облегчился и ускорился процесс приготовления пищи. Вытащил продукт из холодильника, положил в камеру микроволновки, выбрал нужную программу, установил таймер и отправился по делам. А вернувшись, достал из печи свежеприготовленное блюдо. Которое будет еще и с румяной корочкой, поскольку теперь в СВЧ-печи встраивают гриль.

Сама полость микроволновки, как уже говорилось, изготавливается из металла. В самых дешевых моделях внутренняя поверхность покрыта краской «под эмаль». На это стоит обратить внимание при покупке. Поскольку не пройдет и полугода, как краска под воздействием высоких температур начнет трескаться и облезать.

Лучше сразу купить микроволновку с эмалевым или керамическим покрытием. Оно легко отмывается и выдерживает высокие температуры. Правда, и тут есть свои недостатки: эмаль и керамика чувствительны к ударам. Загружая в печь посуду, будьте аккуратны, чтобы невзначай не повредить покрытие.

Случайных соударений не боится камера из нержавеющей стали. Еще один плюс этого материала — прекрасное отражение микроволн. А минус в том, что, если хозяева уделяют мало внимания любимой микроволновке, брызги жира и пищи будут оставлять следы на поверхности. Так что чистить печь надо все же регулярно.

Нужен ли вам гриль или конвекция, определитесь сами, исходя из задач микроволновки и ее цены. А чтобы проверить, не будет ли СВЧ-излучение проникать из печки наружу, положите в выключенную печку мобильный телефон и позвоните на него. Если звонок не пройдет, то все в порядке.

СВЧ-печи продолжают совершенствовать и поныне с применением самых современных устройств и материалов. Например, недавно бывший инженер NASA Марк Робер изобрел инновационную печь, оснащенную инфракрасной камерой и ЖК-дисплеем.

Поскольку технические особенности аппаратуры, фиксирующей изображение, приведены к некоему оптимуму и никому уже не надо думать ни о выдержке, ни о диафрагме, ни даже о наводке резкости, то отличие хорошего снимка от плохого сводится в основном к сюжету и композиции кадра.

Правило «квадратов» помогает избежать так называемых пустых кадров, грамотно выстроить композицию. Суть здесь в следующем. Прежде чем нажать кнопку, мысленно разделите кадр на 9 примерно одинаковых квадратов. Основные объекты съемки должны располагаться в центральных квадратах и занимать от 50 до 75 % общей площади кадра. Кстати, в большинстве фотоаппаратов и смартфонов функция «сетка» уже встроена. Она также помогает не «завалить горизонт», расположить его строго горизонтально. А у многих он «пляшет» — это типичная ошибка начинающих фотографов. Линия горизонта не должна располагаться ровно посередине кадра. Это мешает восприятию снимка. В идеале линию горизонта располагают на треть выше середины.

Если объект, который вы снимаете, симметричен, постарайтесь, чтобы слева и права от него оставалась примерно одинаковая площадь кадра.

Если вы фотографируете динамический объект — например, едущую машину или бегущего человека, то при съемке оставьте побольше свободного пространства кадра в той стороне, куда направлено движение. Кроме того, при съемке таких объектов иногда используют «проводку». То есть камеру поворачивают примерно с той же скоростью, что движется объект. И, не прекращая движения, нажимают кнопку спуска. Кадр может получиться очень динамичным. Однако будьте готовы к тому, что при такой съемке бывает очень много брака — объект может оказаться просто смазанным. Так что придется делать дубли.

Старайтесь не наклонять камеру вверх или вниз, иначе вы рискуете получить перспективные искажения, особенно сильные при короткофокусном объективе. Снимая портрет крупным планом, фотографируйте с уровня глаз. Фотографируя человека в полный рост, держите камеру на уровне груди или талии — так вы избежите «эффекта коротких ног».

1. Пример строго симметричного кадра.

2. Правило «иллюзии движения» соблюдено — видно, куда человек бежит.

3. В портрете главное — «эти глаза напротив»… В цветном варианте эта фотография, возможно, смотрелась бы хуже.

Семейные фотографии выглядят намного лучше, если людей расположить живописной группой, а не выстраивать в шеренгу.

Следите, чтобы линия горизонта не «резала» голову, а также избегайте веток и столбов, растущих из-за головы. Фотографируйте всю фигуру. Если же вся она не помещается, то «обрезайте» ноги до середины бедра, а руки — по плечо, а не по кисть. А еще лучше попросить человека занять более компактную позу — например, присесть на стул, ступеньки или корточки.

В портрете главное — глаза, поэтому именно они должны быть самыми четкими. Если вы не можете поймать в фокус глаза — сфокусируйтесь на верхней пуговице одежды; как правило, она находится в той же фокальной плоскости, что и глаза.

При съемке вечером, а тем более ночью, когда освещение намного слабее, чем днем, лучше снимать со штатива или надежной опоры. Тогда меньше риска, что снимок получится нерезким. Между тем фотографии, сделанные в вечернее и ночное время, смотрятся часто интереснее, чем днем, — свет луны и электрических ламп преображает пейзаж, делает его как бы фантастичным.

Однако при слабом освещении очень трудно сделать удачный портрет. Тут уж надо пускать в ход фотовспышку — благо ныне ими оборудованы практически все фотоаппараты.

При этом не заставляйте человека смотреть прямо в камеру, иначе на снимке у него будут глаза красные, как у кролика — становится видна сетчатка глаза через широко раскрытый зрачок, не успевающий среагировать на молниеносный свет вспышки.

Посмотрите также, нет ли у вашей вспышки функции подсветки. В этом режиме вспышка лишь подсвечивает передний план, позволяя фотоаппарату запечатлеть и удаленные, слабее освещенные предметы. Помните, что даже самая мощная вспышка не в состоянии хорошо осветить объект, расположенный далее 5 м.

При большой выдержке фары отдельных автомобилей слились в световые полосы, создав эффект этакой «огненной змеи».

Чаще смотрите, в каком режиме работает в данном случае ваш фотоаппарат. Например, «Портрет» подчеркнет центральный объект и оставит нерезким фон. «Пейзаж» же, наоборот, подчеркнет объекты, которые находятся вдали. Если вы снимаете динамические объекты, то лучше использовать режим «Спорт», чтобы снимки не получились смазанными.

Не следует поднимать значение ISO выше 400. Чем выше чувствительность, тем больше на снимке будет цифрового шума.

Возможность сделать хороший кадр часто предоставляется тогда, когда этого меньше всего ожидаешь. Поэтому старайтесь не забывать камеру дома. Не пытайтесь целенаправленно «ходить на фотосъемку» как на работу, в надежде поймать удачный кадр. Просто держите камеру при себе, если пошли погулять, поехали в какое-то интересное место или на встречу с друзьями. Возможно, именно тогда и появится шанс сделать отличный кадр. Для таких случаев лучше подойдет небольшая компактная камера, чем огромная зеркалка.

Обращайте внимание на интересные для съемки предметы и сюжеты, даже когда у вас нет с собой камеры. Примечайте объекты, думайте о том, как их сфотографировать так, чтобы получился интересный снимок. Возможно, в другой раз у вас будет удобный момент, чтобы вернуться и сделать хороший кадр.

Если вы недовольны тем, что у вас получается, не спешите забрасывать камеру в дальний угол. Анализируйте свои снимки, думайте над тем, что не так, почему не получилось сделать то, что хотелось, и что надо было бы изменить. И в следующий раз вы не допустите той же ошибки. Просите критиковать ваши фотографии тех, кто знает больше, чем вы. Возможно, вам укажут на ошибки, которых вы не видите.

Как сказал один бильдредактор — большой специалист по качеству изображений, хорошую фотографию от плохой иной раз отличают буквально миллиметры. Этим он хотел подчеркнуть, что, кроме всего прочего, надо уметь оставлять «за кадром» все лишнее. Лучше, если вы успеете это сообразить еще до съемки. Но иногда дело можно поправить при редактировании уже готового изображения.

Если вы купили хорошую зеркалку, но постоянно снимаете в режиме «авто», то какой толк от ее возможностей? Интересные снимки редко делаются «на автомате». Внимательно и не один раз почитайте инструкцию к своей камере. Узнайте, что означает диафрагма, выдержка, приоритет диафрагмы, коррекция экспозиции, режим предварительного поднятия зеркала и многое другое. Когда поймете значение разных параметров, пробуйте их использовать, не стесняйтесь экспериментировать. И вас может удивить, как по-разному можно снять один и тот же предмет, всего лишь изменив настройки.

Не гонитесь за дорогой техникой. Фотографию делает фотограф, камера всего лишь инструмент в его руках. Шедевры деревянного зодчества создавались при помощи одного лишь топора. Так и с фотографией. Тем более что ныне новые модели цифровых камер меняются столь быстро, что за ними все равно не угнаться.

Фотографу или повезло, или он специально поставил в данном месте фотоловушку, зная, что совы здесь периодически бывают.

И, наконец, несколько изречений, собранных по разным книгам и сайтам. Они вобрали в себя личный опыт многих известных и неизвестных фотографов.

• Установка ультрафиолетовых фильтров на объектив — пустая трата денег.

• Бленда вовсе не обязательна: современные объективы позволяют прекрасно обойтись и без нее.

• Не надо переживать за свою камеру, как за маленького ребенка — техника очень быстро стареет, все равно рано или поздно ломается. Постарайтесь быстрее окупить своими снимками ее стоимость.

• Не нужно ненавидеть других фотографов — они тоже хотят получить хорошие снимки, а выигрышных точек съемки, как правило, немного.

• Используйте дешевые крышки на объективы. Их будет не жалко, когда потеряете. А потеряете обязательно.

• Собираясь на съемку, берите меньше вещей и оборудования. Фотограф должен быть мобилен.

• Объектив 28 или 35 мм наиболее практичен. Для удобства используйте также зум — объектив с переменным фокусным расстоянием — например, от 28 до 135 мм.

• Не гонитесь за «мегапикселями». Они не сделают ваши снимки интереснее. Неинтересная фотография может стать лучше, если сделать ее черно-белой.

• Смотрите на работы других людей — учитесь, беря у них лучшее.

• «Если снимок недостаточно хорош, значит, ты недостаточно близко подобрался к объекту съемки». Так сказал однажды Роберт Капа — один из лучших фоторепортеров нашего времени.

• Даже самое наилучшее оборудование не поможет, если вы выбрали неправильную точку для съемки или упустили момент.

Самый первый светофор появился в Лондоне, недалеко от Британского парламента, в 1868 году. Предложил его специалист по железнодорожным семафорам Дж. П. Найт. Управляли этим светофором вручную, и он состоял из 2 крыльев. Первое горизонтальное крыло, как и на железнодорожном светофоре, обозначало сигнал «стоп», а второе, под углом в 45 градусов, предупреждало, что надо двигаться осторожно.

В ночное время использовали еще и газовый фонарь — он подавал сигналы красного и зеленого цветов. Однако примерно через год после появления новинки газ взорвался.

В результате был ранен полицейский, управлявший светофором. Тогда для безопасности начали использовать электрический светофор, который изобрел Лестер Вайр из США в 1912 году.

У электрического светофора тоже поначалу было 2 фонаря — красного и зеленого цветов. Однако практика показала, что нужен еще дополнительный, третий фонарь желтого цвета, который бы предупреждал водителей и пешеходов о скорой смене цвета сигнала.

При этом была установлена строжайшая последовательность сигналов светофора по цветам — красный сверху, желтый посередине, зеленый внизу. Это сделано для того, чтобы дальтоники, не способные отличить, скажем, красное от зеленого, смогли перейти улицу без риска для жизни.

При этом в одном американском городке, где проживали в основном потомки ирландцев, в 1925 году произошел такой казус. Местные дети каждый день выбивали в светофоре стекла. Оказалось, они были оскорблены тем, что зеленый цвет, символизирующий их родину, Ирландию, находился ниже красного, британского, цвета. Городским властям пришлось сдаться и сделать единственный в мире светофор, в котором цвета размещаются «вверх тормашками».

Наши традиционные три вопроса: