Изобретения Дедала
Шрифт:
Взметая пыль
Как бы тщательно ты ни вытирал пыль, сокрушается Дедал, она все равно оседает обратно. Для решения этой бытовой проблемы Дедал начал исследовать аэродинамические свойства пыли. Каждая частица пыли, представляющая собой, как правило, волокно неправильной формы, занимает при падении устойчивое положение, в котором ее центр масс находится точно под центром аэродинамического сопротивления. Представьте себе теперь, что мы нашли способ раскрутить пылинку вокруг вертикальной оси. Если пылинка хотя бы слегка асимметрична, она имеет «закрутку» по отношению к этой оси и действует как пропеллер, хоть и не слишком эффективный. Если подъемная сила при этом направлена вверх, то пылинка станет набирать высоту. Если же «подъемная сила» направлена вниз, то характер приложения аэродинамических сил к пылинке изменится: центр аэродинамического сопротивления станет точкой приложения направленной вниз аэродинамической подъемной силы, пылинка перевернется (поскольку центр тяжести должен находиться сзади по потоку) и начнет двигаться вверх.
Таким образом, утверждает Дедал, если принудить каждую пылинку
Этот же замечательный принцип можно применить для предотвращения снежных заносов на дорогах. Сами по себе кристаллы льда симметричны, но снежинки, как правило, асимметричны и в большей или меньшей степени обладают пропеллерной «закруткой». Поэтому вращающееся электрическое поле, которое создают электроды, вмонтированные в ограждающий барьер, заставит снежинки подниматься вверх. Оседать же на землю снежинки будут только за пределами дороги.
New Scientist, March 27, 1980
Прибор КОШМАР с вращающимся электрическим полем эффективно отпугивает комаров
Имеется очень интересная работа Н. Б. Барановой и Б. Я. Зельдовича (Chemical Physics Letters, 57 (3), 1978, p. 453). Авторы указывают, что любая молекула, не обладающая зеркальной симметрией, должна иметь право- или левовинтовую спиральность. Другими словами, она ведет себя как пропеллер. Если такую молекулу в растворе привести во вращение, на нее будет действовать суммарная гидродинамическая сила, направленная вдоль оси вращения.
Предполагается, что этот принцип можно использовать для разделения пространственных изомеров, вращая молекулы в растворе с помощью высокочастотного поля. Не уверен, что эту идею удастся реализовать для молекул, но нет сомнений, что подобный принцип вполне осуществим в случае более крупных объектов, таких, как пылинки, плавающие в воздухе. Абсолютно симметричные пылинки встречаются крайне редко, так что почти каждая частица пыли представляет собой крошечный пропеллер и может перемещаться в заданном направлении, вращаемая внешним электрическим полем. (При этом следует только учесть, что, как говорилось выше, пылинки будут переворачиваться.) Поле, вращающееся вокруг вертикальной оси, будет двигать пылинки вбок — в результате они станут оседать на стенах.
Этому принципу, однако, можно найти и более достойное применение. Нет сомнения, что пылеуловитель с вращающимся электрическим полем окажется гораздо более эффективным средством для очистки промышленных газовых отходов, чем обычные электростатические фильтры. Кроме того, каждая новая пылинка, оседающая на стенки установки, станет ввинчиваться в уже образовывающийся слой; таким образом, мы получим нетканый материал с тесно переплетенными волокнами. Скорее всего, это будет нечто вроде бумаги, которая представляет собой не что иное, как слой целлюлозных волокон, осажденных из водной суспензии. Не исключено, что путем осаждения во вращающемся электрическом поле частиц, которые содержатся в дыме электростанций или газе печей для обжига цемента, можно получить новые виды абразивных и огнестойких бумаг. А если развивать эту идею дальше, то что вы скажете о копировальной бумаге, сделанной целиком из спрессованной сажи? Учитывая свойства углеродных волокон, можно надеяться, что такая копирка окажется невероятно прочной. (Но будет ли такая копирка оставлять след на бумаге? — Ред.)
Необнюханные — слаще
Весенние повадки лягушек, отмечает Дедал, нуждаются в некоторых объяснениях. Когда наступает пора брачных игр, эти забавные создания мигрируют на десятки километров в поисках воды, безошибочно определяя правильное направление. Расхожее мнение, будто животные «чуют» воду как таковую, не имеет под собой никаких оснований хотя бы потому, что носы у них всегда влажные. Более того, на фоне естественной влажности воздуха почувствовать удаленный водоем практически невозможно. Тот факт, что лягушки из года в год посещают одни и те же водоемы и, как ни странно, пренебрегают другими, навел Дедала на мысль, что они ориентируются по запаху какого-то вещества, обычно (но не всегда) присутствующего в воде прудов и озер. Произведя химический анализ воды из тех прудов, которые особенно активно посещают лягушки, Дедал надеется выделить этот специфический химический «индикатор» воды в чистом виде. Это вещество не только послужит неотразимой приманкой для лягушек, на радость натуралистам и французам — любителям лягушатины, но и станет основой для дальнейших исследований. Дело в том, что существует много других примеров «вынюхивания» воды; неуверенные, но порой довольно убедительные опыты «лозохождения» ([4] , с. 162–163, 246) наводят на мысль, что водоискатели руководствуются в своих поисках аналогичным чувством. «Лозоходцы» редко могут дать вразумительное объяснение своим способностям, но, по мнению Дедала, они подсознательно идут по пути, указываемому им обонянием, не ощущая при этом явного запаха, так же как мы не ощущаем запаха тех флюидов, которые создают эмоциональную атмосферу митингов и собраний.
Польза от «водоискательского эликсира» была бы огромной. Пивной бар, снабженный такой приманкой, привлекал бы посетителей за многие мили; при этом клиенты вряд ли отдавали бы себе отчет в том, что послужило причиной неожиданного приступа жажды. Продавцы мороженого тоже смогли бы привлекать внимание покупателей, не сотрясая воздух металлическим перезвоном. При этом, однако, предполагается, что флюиды, ощущаемые человеком, отличаются от тех, которые чувствуют животные, — в противном случае орды любвеобильных лягушек станут осаждать пивные бары и фургоны мороженщиков.
New Scientist, April 1, 1971
Мороженщик, осаждаемый ордой любвеобильных лягушек.
Смутно воспринимаемые запахи могут быть очень многозначительными. Всем нам приходилось бывать в домах, где запах прямо-таки бьет в нос. Трудно представить себе, чтобы жильцы не ощущали его, — и тем не менее для них это лишь подсознательный «родной дух». Дедал предполагает, что люди, как и многие животные, подсознательно пользуются обонянием для распознавания знакомых лиц, мест и т. д. По его мнению, нелегкий период обживания нового жилища связан с тем, что новые стены не сразу воспринимают запах жильцов. Изобретенный Дедалом аппарат для «записи» запаха пропускает воздух непрерывным потоком через камеру-уловитель, охлаждаемую жидким азотом, где происходит конденсация летучих компонентов. Через некоторое время в камере накопится достаточное количество вещества, чтобы наполнить аэрозольный баллон. Стоит теперь побрызгать немного из баллончика — и новый дом мгновенно станет родным и близким. Точно так же международные корпорации, которые не останавливаются ни перед какими расходами, стремясь создать в своих учреждениях единый «стиль фирмы», могут воспользоваться этим способом, чтобы создать единый «дух фирмы». Тогда ответственные работники корпорации смогут с легкостью переезжать с места на место, не испытывая мук акклиматизации. А если посмотреть на проблему в более скромном масштабе, то коммивояжер мог бы брать в свои поездки сконцентрированный аромат родного дома — тогда, побрызгав на стены гостиничного номера или вагонного купе, он сразу почувствует себя «как дома» и вся неловкость от пребывания в незнакомом месте исчезнет. Няньки, несомненно, смогут успокаивать капризных младенцев при помощи аэрозольного концентрата запаха их мамаш. Наконец, поскольку некоторые вещества (например, теллур) сообщают специфический запах поту проглотившего их человека, примешивая такие вещества к воде или пище, можно заставить всех людей пахнуть одинаково.
New Scientist, January 5, 1978
Оптически плоская Земля
С увеличением высоты над поверхностью Земли плотность атмосферы уменьшается. Любопытным следствием этого является изменение с высотой (градиент) показателя преломления воздуха, из-за чего луч света распространяется в атмосфере по слегка искривленной траектории, как бы огибая поверхность Земли. Так, например, мы видим Солнце в течение двух минут после того, как оно в действительности скрылось за горизонтом. Вычисления, проделанные Дедалом, показывают, что этот эффект исключительно тонко сбалансирован. Если бы радиус Земли был всего на 13 км меньше, то луч света, направленный вдоль ее поверхности, в точности следовал бы ее кривизне и Земля казалась бы плоской. Удаляющийся корабль не скрывался бы под горизонтом, а просто растворялся бы в дымке, и люди не смогли бы узнать, что Земля круглая, пока не обнаружили бы, что в хороший телескоп можно увидеть собственный затылок! Дедал считает, что несостоявшуюся возможность видения на неограниченном расстоянии без труда удастся реализовать. К примеру, приповерхностный слой воздуха можно заменить толстым слоем сернистого газа, имеющего в точности необходимые значения плотности и показателя преломления. Однако, вместо того чтобы разводить серные костры на вершинах гор, он рекомендует устраивать длинные трубопроводы, заполненные этим газом, — внутри такая труба будет казаться прямой независимо от того, насколько далеко она простирается вдоль поверхности Земли. Благодаря таким световодам люди смогут — с помощью мощных герметизированных телескопов — увидеть улыбающиеся лица своих родных, живущих в других уголках планеты; эти трубы послужат также каналом для передачи огромного объема информации. Когда будут построены трансконтинентальные трубопроводы, Дедал планирует провести эксперименты по измерению времени пробега фотонов в трубе, установив зеркала у ее концов. Однако экономически выгодно будет использовать трубопроводы для транспортировки более полезных газов, чем сернистый. В настоящее время по трубам на большие расстояния перекачивают метан и этилен; Дедал пытается убедить руководителей газовых и химических корпораций прокладывать такие трубопроводы по дуге большого круга (сечения земного шара, проходящего через земную ось). По его расчетам, трубопровод, заполненный этиленом под давлением 2,1 атм или метаном под давлением 5,9 атм, также будет казаться прямым, поскольку при указанных давлениях эти газы имеют необходимые градиенты показателя преломления.