Изобретения Дедала
Шрифт:
Из миллиона известных науке животных более 250 тыс. приходится на жуков. Должно быть, у Природы с жуками связаны какие-то свои честолюбивые эволюционные планы. Дедал стал внимательно присматриваться к сонмищу жуков и был заинтригован защитными артиллерийскими способностями жука-бомбардира (Brachynus explodens). Этот жук вырабатывает крепкий раствор перекиси водорода, а в отдельной полости накапливает фермент каталазу, который является катализатором разложения перекиси водорода на водяной пар и кислород. В случае опасности жук смешивает эти два вещества в «камере сгорания» и с громким хлопком выстреливает кипящую жидкость в своего обидчика. Хотя отдача при этом невелика, Дедал не может отделаться от мысли, что жуку-бомбардиру было предначертано создать в ходе эволюции автономный реактивный двигатель. Немаловажен тот факт, что жук использует перекись водорода — топливо многих современных ракет. Если бы жуку просто потребовалось найти способ быстро уходить от преследования, то гораздо более экономичным было бы «создание» воздушно-реактивного двигателя. Перекись
New Scientist, August 5, 1971
В своем письме в наш журнал проф. Дж. Ф. Аллен из университета в Сеит-Эндрюс критиковал мою теорию космических жуков. Он утверждает, что даже органическая молекула должна разрушаться при входе в атмосферу, так что у жука нет никаких шансов. Однако проф. Фред Хойл и Ш. Викрамсинг считают (New Scientist, Sept. 28, 1978, p. 946), что по крайней мере вирусы могут выдерживать вход в атмосферу, и предполагают, что такие космические вирусы являются причиной земных эпидемий. Более того, они утверждают даже, что многие космические пылинки являются бактериальными «спорами», путешествующими от планеты к планете. Я думаю, что эволюция вполне могла бы выработать для космических жуков подходящую защиту: вход в атмосферу по скользящей траектории с периодами радиационного охлаждения, использование внешнего скелета в качестве теплозащитного экрана, попадание в атмосферу внутри метеоритов и т. д. И если жуки, как предполагает Дедал, являются первичной формой жизни, из которой развились все остальные живые существа, то вполне понятно, почему их так много!
Начальственная пирамида вверх ногами
Похоже, что энергетический кризис следует рассматривать как сигнал о необходимости перехода к стабильной экономике с нулевым приростом производства. До сих пор, несмотря на различные усовершенствования технологии, потребление энергии на протяжении уже более ста лет возрастает ежегодно на 4,5%. Эта цифра очень близка к приводимому Паркинсоном (см. « Потрясгаз ») проценту ежегодного прироста бюрократического аппарата вне зависимости от объема выполняемой этим аппаратом работы (если таковая вообще выполняется). Дедал считает, что промышленное развитие также подчиняется закону Паркинсона и происходит лишь для удовлетворения абсурдных амбиций предпринимателей. Если, к примеру, на каждого руководящего администратора приходится по четыре подчиненных и каждый сотрудник раз в пять лет, получая повышение, переходит на следующий, более высокий уровень служебной иерархии, то число сотрудников фирмы должно увеличиваться на 32% в год. Чтобы быть ближе к реальности, учтем распределение людей по способностям. Так, по Паркинсону, 20% людей выпивают 80% пива и 20% сотрудников делают 80% всей работы. Усерднее всего человек работает, если он имеет примерно 50%-ный шанс на повышение по службе; если же шанс больше или меньше, то его усердие падает. Тогда, если экономика движется вперед честолюбием 20% работников, расширение производства должно давать им половинный шанс на повышение в течение пяти лет. Иначе говоря, 5,4% сотрудников ежегодно получают повышение, что очень близко как к результатам Паркинсона, так и к росту потребления энергии, которое вполне может считаться надежным показателем экономического роста. Заметим, что население в промышленно развитых странах растет за последние столетия всего на 1% в год, поэтому 3,5% фирм должно ежегодно терпеть банкротство, чтобы обеспечить остальной приток новых сотрудников. Это тоже согласуется с действительностью.
Но тогда, по мнению Дедала, переход к стабильной экономике может быть произведен просто за счет изменения бюрократической структуры. Если на каждого начальника будет приходиться только по два подчиненных, то рост аппарата сократится до 2% в год. Если же на каждого начальника будет приходиться один подчиненный, так что на каждом уровне бюрократической иерархии будет одинаковое число сотрудников, то экономический рост прекратится. Каждый раунд повышений по службе поднимет всех на одну ступень вверх; администраторы самого верхнего уровня уйдут в отставку, а на самый нижний наберут новых работников. Все амбиции будут удовлетворены, а фирме не понадобится расширяться. Конечно, быть одним из нескольких сотен директоров компании не так лестно, как занимать этот пост в одиночку.
Но можно пойти еще дальше и вообще перевернуть начальственную пирамиду. На рабочего, стоящего у полностью автоматизированного станка, может приходиться четыре инженера, разрабатывающих программы управления, и шестнадцать
New Scientist, December 20, 1973
Рассмотрим иерархию, в которой на каждом уровне в t раз больше членов, чем на последующем. Возьмем, например, уровень l с N членами. Вышележащий уровень l+1 содержит N/t членов, а нижележащий уровень l-1 содержит Nt членов.
Пусть повышение получает доля p членов уровня. На уровне l остается N(1-p) обойденных сотрудников, к которым присоединяются Ntp новичков с нижнего уровня. Число членов на этом уровне составляет теперь N[tp+(1-р)], т. е. увеличивается в F = [tp+(1-p) = p(t+1)] раз.
Если повышения происходят раз в пять лет, то коэффициент ежегодного роста равен F1/5 или, в процентах, I = 100(F1/5– 1)% = 100[(p(t-1)+1)1/5–1].
Примеры. Если t = 4, т. е. на каждого начальника приходится четыре подчиненных, и каждый обязательно получает повышение раз в пять лет (р = 1), то I = 32% в год. Если кандидатами на повышение являются только 20% активно работающих сотрудников, но за пять лет повышение получает лишь половина из них, то р = 0,1 и I = 5,4% в год, что хорошо согласуется с многолетними наблюдениями. Если же t = 2, то при р = 0,1 мы получим I = 2% в год. При t = 1 ежегодный прирост равен нулю. А в перевернутой пирамиде с t = 0,25 I = -1,5%; иначе говоря, производство сокращается на 1,5 % в год. Дедал видит в этом подлинный путь к прогрессу.
Какое щемящее чувство вызывают сегодня эти рассуждения. Мы ухитрились дойти до экономического застоя старым испытанным способом — закрытием предприятий. Может быть, мои вычисления пригодятся японцам.
Энергия с горных вершин
Недавно изобретенный Дедалом тепловой планер (см. « Тепловой планер ») — летательный аппарат, использующий разность температур между верхними и нижними слоями атмосферы, — нетрудно преобразовать в более крупномасштабный проект. Значительная доля электрической энергии в современном обществе расходуется на кондиционирование воздуха. Поэтому большую ценность представляли бы способы непосредственного использования холода из верхних слоев атмосферы. Можно было бы, например, создать аэростат, поднимающийся вверх за счет подъемной силы газообразного аммиака и опускающийся на землю с грузом жидкого аммиака при -33°C. Более практичной, однако, была бы непрерывно действующая система. Поскольку температура воздуха падает с высотой на 6,5 градусов на километр, аэростат с теплообменником, поднятый на высоту 1–2 км и соединенный трубопроводами с поверхностью Земли, мог бы снабжать холодом дом или даже небольшой поселок [37] . Некоторые сложности возникнут только из-за ветра (потребуются дополнительные удерживающие растяжки); вряд ли удастся также создать такой аэростат действительно больших размеров.
37
Главная сложность использования сравнительно небольшой разности температур заключается в обеспечении хорошего теплообмена. Очень много проектов посвящено использованию разности температур между глубинными и поверхностными водами океана ([22], с. 226–229). Прим. ред.
Поэтому для широкомасштабного использования существующих в атмосфере температурных градиентов Дедал разрабатывает план извлечения энергии с заснеженных горных вершин. Многообещающей в этом отношении является гора Кения — пятитысячник в экваториальной Африке; температура на ее вершине опускается до -18°C. Здесь можно было бы установить большой теплообменник и по склону горы проложить к нему трубы. По одной трубе газ поступает в теплообменник, где сжижается при низкой температуре; образовавшаяся жидкость стекает по второй трубе к подножию горы, где установлен второй теплообменник. Здесь газ, испаряясь, вращает турбогенератор; часть газа идет также в систему центрального охлаждения. Отработанный газ идет опять наверх и сжижается. Такая установка может снабжать холодом и энергией целый тропический город. У верхнего же теплообменника смогут обогреться дерзкие покорители горной вершины.
Подобрать подходящее рабочее тело такой системы непросто; прежде всего оно должно иметь низкую молекулярную массу, иначе давление высокого столба газа приведет к ее конденсации в нижней части. Подходящим кажется аммиак (М = 17), однако для того, чтобы он конденсировался при -18°C, давление должно составлять 2,2 атм — в таком случае понадобятся толстостенные и тяжелые трубы. Больше всего подходит метиламин. На вершине Кении он сконденсируется при 0,6 атм, что очень близко к атмосферному давлению на этой высоте. Кроме того, молекулярная масса метиламина близка к эффективной молекулярной массе воздуха (31 и 29 соответственно), так что изменение плотности метиламина с высотой точно следует изменению плотности атмосферы. Поэтому можно использовать легкие трубы. Экономически выгодными могут оказаться и менее крупномасштабные проекты — например, с вершины горы Бен-Невис снабжать энергией Форт-Уильям.