Хочу всё знать [1970]

Ю. Коптев ЗАГАДКИ ТРИ — РАЗГАДКА ОДНА

Кто из нас не любит морские истории? В них столько необычного, таинственного, в них подчас описываются такие невероятные события, что порой кажется — их выдумывают специально, чтобы поразить наше воображение. И тем не менее большинство этих происшествий действительно имели место, но вокруг них, специально «для интереса», рассказчики сгущают краски таинственности. А иногда им просто не хватает фактов, чтобы объяснить кажущиеся загадочными и невероятными происшествия. Тогда в конце истории появляются фразы: «Эту тайну так и не удалось раскрыть до сих пор», или «И по сей день эта загадочная история не нашла своего объяснения». Однако иногда возникают догадки, которые позволяют по-новому взглянуть на «загадки моря», позволяют дать им научное толкование.

В этом рассказе мы попытаемся объяснить два морских происшествия, снять с них завесу таинственности и показать их связь с хорошо всем известными явлениями.

Стоял ясный холодный февральский день 1948 года. Ничто не предвещало беды, как вдруг: «SOS, SOS, SOS», — разнеслось над Моллукским проливом. Затем последовала пауза и через некоторое время снова: «SOS, SOS, SOS». Сигнал бедствия посылал датский пароход «Уранг Медан».

Опять пауза. Но сигналы уже успели принять радисты береговых станций. На вышедших на помощь спасательных судах с волнением ожидали дальнейших сообщений. Что там случилось? Пожар, столкновение?

Через некоторое время эфир ожил вновь. «Все офицеры, в том числе и капитан, погибли… вероятно, в живых я остался один». Следует серия непонятных сигналов — точек и тире. А затем совершенно ясно прозвучало: «Я умираю». И всё. Только зловещая тишина.

«Уранг Медан» нашли в 50 милях от помеченной на картах точки. Быстро были спущены на воду шлюпки, и гребцы навалились на вёсла. Судно приближалось в таинственном молчании. И вот первые спасатели поднялись на борт «Уранг Медана» и в ужасе остановились — их встретил корабль мертвецов. На мостике, раскинув руки, лежал капитан. Тела несчастных матросов и офицеров были повсюду: на палубах, в каютах, в переходах, в кают-компании. В радиорубке тяжело свисал с операторского кресла верный своему долгу радист — его застывшая рука продолжала сжимать ключ. И на всех лицах выражение конвульсивного ужаса. Даже корабельная собачка — маленький терьерчик — будто от дикой злобы ощерилась в предсмертной агонии. Странно было то, что ни на ком не было ни одной раны, ни одной царапины.

После небольшого совещания спасатели решили взять пароход на буксир и, ничего не трогая, доставить в близлежащий порт. Но когда уже был заведён трос, из трюма № 4 вырвался огромный язык пламени. Огонь, внезапный, жаркий и мощный, настолько быстро охватил большую поверхность корабля, что сбить его было невозможно. Спасатели заспешили на свои суда — пламя в любой момент могло перекинуться и на них. Буквально за спиной моряков последовал страшный взрыв, и «Уранг Медан» исчез в пучинах моря.

С тех пор прошло более 20 лет, но никто до сих пор не знает, отчего погиб корабль. Это стало ещё одной из многочисленных морских тайн.

А вот другая загадка моря.

Много статей, рассказов и книг с попыткой разрешить её написано на протяжении почти ста лет. Свою версию дал даже создатель бессмертного образа сыщика-любителя Шерлока Холмса Артур Конан Дойль. Его рассказ называется «Сообщение Шебекука Джефсона». Вы можете найти его в любом собрании сочинений великого английского писателя. И это всего лишь одна из попыток объяснить тайну. Но перейдём к фактам.

Ничто так не волнует в открытом океане, как встреча с другим судном, особенно если их капитаны друзья детства! Такая встреча произошла 4 декабря 1872 года в 400 милях от Гибралтарского пролива. Капитан судна «Дей Грация» Дэвид Морхауз с волнением узнал в идущей навстречу бригантине «Марию Целесту». Вот это встреча! Сколько раз капитан Морхауз и капитан «Марии Целесты» Бриггс обнимались при встречах в различных портах мира. А вот теперь довелось повидаться и в открытом океане! Но что-то в облике встречного судна встревожило Морхауза: палуба бригантины была пуста, часть парусов изодрана, ею никто не управлял, и штурвал свободно поворачивался то влево, то вправо. Не ответив на запросы Морхауза, «Мария Целеста», как привидение, проскользнула мимо.

Капитан «Дей Грации» приказывает повернуть и догнать странное судно. Вскоре помощник капитана Дево и двое моряков поднялись на борт «Марии Целесты». На палубе никого не оказалось. Первое, что бросилось в глаза, — валявшиеся повсюду перепутанные снасти. Обрывки канатов свисали за борт. В трюмах бригантины плескалась вода. Шлюпки не было.

Дево прошёл в капитанскую каюту. Здесь всё было в порядке. На письменном столе лежали свёрнутые рулоном карты, в ящике стола — большая сумма денег и шкатулка с женскими украшениями.

Осмотр матросского кубрика ещё больше озадачил Дево: четыре койки были аккуратно заправлены, все рундучки стояли на своих местах, а на столе лежали недокуренные трубки, те самые трубки, про которые говорят, что с ними матрос расстаётся лишь перед смертью. Рядом на баке сушились робы, зюйдвестки и сапоги.

В кают-компании тоже никого. Зато там Дево увидел грифельную доску. На ней было написано, что в 8 часов утра 25 ноября бригантина находилась в 6 милях от одного из Азорских островов.

В это время матросы закончили осмотр груза. В трюмах оказалось 1700 бочек спирта. Одна из бочек была открыта, в ней не хватало одной трети. Но куда же делась команда?

С тех пор прошло почти сто лет. Этим делом занимались и опытные сыщики Скотленд-Ярда, и многочисленные комиссии инженеров-судостроителей, офицеров и моряков. По мере разбирательства этой весьма загадочной истории возникали различные версии. Их число увеличивалось и благодаря пылкой фантазии моряков, рассказывающих в портовых кабачках самые невероятные факты о «Марии Целесте».

Что же всё-таки произошло? Может, на бригантину напали кровожадные пираты? В те годы они ещё бороздили моря, вселяя ужас в добропорядочных капитанов. Но эта версия отпала сразу же, ведь остались целы деньги и драгоценности. Кроме того, спирт был нетронут (а кто из морских разбойников устоял бы перед таким соблазном?).

По тем же соображениям — не было никаких следов борьбы или насилия — отпала и версия о том, что команда перепилась, убила офицеров, а утром, убоявшись содеянного, сбежала на шлюпке.

Говорили, что на судно напал гигантский кальмар — жуткое чудовище с десятью щупальцами, обитающее в глубинах океана. Это предположение подтверждалось тем, что ещё писатели древности упоминали о нападении этих гигантов моря, достигающих иногда 25 — 30 метров, на рыбачьи лодки и суда. (Кстати, они нападают даже на современные корабли. Не так давно огромный кальмар пытался утащить в морскую пучину норвежский танкер «Брунсвик».)

Появилась и такая версия: на бригантине вспыхнула эпидемия чумы. Она началась в матросском кубрике. Капитан Бриггс, чтобы сохранить остатки команды, запер больных, но они вырвались и перерезали всех здоровых. Затем напились, выбросили тела капитана и его приспешников, и сами на шлюпке пытались добраться до Азорских островов, но погибли в океане. Это было похоже на правду, так как в те годы эпидемии на кораблях были довольно часты. Нашёлся даже «свидетель» этой драмы — человек, выдававший себя за кока «Марии Целесты» Эдварда Хила. Но единственное, чего жаждал свидетель — от какой-нибудь из газет получить за свой рассказ деньги. Как только эта мечта сбылась, он исчез. Его пример оказался заразительным: то там, то здесь стали появляться другие «матросы» из пропавшего экипажа. Однажды только в одном Нью-Йорке их набралось 6 человек. Но все они рассказывали такую ерунду, что были сразу разоблачены.

Самые невероятные предположения рождаются и по сей день. Когда в зарубежной печати появились сообщения о «летающих тарелках», сразу же возникла версия о том, что команду бригантины похитили таинственные существа — жители других миров. Зачем? Для изучения людей Земли, для их обследования. Для того, наконец, чтобы проделывать на них свои эксперименты.

И всё же кое-что прояснилось. Сейчас наиболее убедительной считается версия, согласно которой команда по какой-то причине в спешке оставила судно. Это подтверждается тем, что на «Марии Целесте» отсутствовал лаг — прибор для измерения скорости судна, без которого просто нельзя выходить в море, — а компас был разбит (по-видимому, его пытались вынуть и перенести в шлюпку, да второпях обронили). О спешке говорит и тот факт, что одна из бочек с питьевой водой сдвинута, словно кто-то пытался отвязать её от остальных и взять с собой, да не успел.

Но что же испугало бывалых моряков? Одни считают, что это был гигантский смерч, но никто на других судах его не видел. Иные полагают, что под давлением скопившихся в трюме паров спирта выбило люки, команда испугалась более мощного взрыва и спустилась в шлюпку. Бригантина под парусами ушла по ветру, а моряки погибли либо во время шторма, либо от жажды.

Но так ли это? Об этом скажем чуть-чуть позже. А сейчас приведём ещё одну — третью — не менее таинственную историю.

Многие годы считалось, что чикагский пожар 1871 года, во время которого погибло более тысячи жителей, пожар, превративший в пепел цветущий город, произошёл из-за несчастного случая. Корова в стойле опрокинула керосиновую лампу, вспыхнула солома, загорелось стойло, затем рядом стоящие дома, и вот — выгорел весь город. 125 000 человек осталось без крова. Из-за одной какой-то коровы! Но находились люди, которые возражали против этой версии. И среди них был брандмайор города Чикаго Медилл. Вот что он писал: «Когда мы получили первое сообщение о том, что загорелся один из домов, почти тут же пришла весть о пожаре, который начался в церкви „Святой Павел“, находящейся в двух милях от места первого пожара. Дальше тревожные сигналы о пожарах стали поступать из самых различных частей города, так что мы даже не знали, где раньше гасить».

Конечно, трудно поверить, что корова могла запалить город со всех сторон. Огонь не мог столь быстро перебраться из одной его части в другую. Да к тому же, по воспоминаниям очевидцев, день был безветренный. Может, это был поджог?

С годами обстоятельства чикагской катастрофы сглаживались в воспоминаниях и вскоре о них забыли бы совсем, если бы не молодой американский учёный Чемберлен. Он пытался разрешить вопрос, есть ли связь между различными атмосферными явлениями и пожарами в прериях и лесах. И вот, просматривая специальную литературу, он вдруг наткнулся на сообщение, от которого у него буквально перехватило дыхание. Оказывается, одновременно с Чикаго многочисленные пожары возникли в различных районах штатов Висконсин, Мичиган, Айова, Индиана, Иллинойс, Миннесота, Канзас, Небраска и на побережье Тихого океана. То есть они прошли широкой полосой через весь континент.

Чемберлен отправился в Чикаго и стал копаться в архивах. Долгое время ему не удавалось найти ничего интересного. Но наконец ему повезло — он натолкнулся на книгу «История чикагского пожара», вышедшую вскоре после катастрофы. Труд Чемберлена был вознаграждён сторицей. В книге было именно то, что он искал — сообщение о том, что в тот же самый воскресный вечер 8 октября 1871 года, когда загорелся Чикаго, огнём были охвачены и другие города, находящиеся неподалёку.

По мере изучения материалов у Чемберлена скапливалось всё больше и больше непонятных фактов. Так, довольно необычно выглядели повреждения, вызванные пожаром. Например, металлический стапель, одиноко стоявший на берегу реки, был фактически сплавлен в один кусок. Отчего? Ведь ближайшие постройки находились от него в ста метрах и переброситься с них огонь никак не мог. Оставшиеся в живых погорельцы рассказывали на страницах различных документов, что в этот страшный вечер даже мрамор горел, как простой уголь, которым топят камины. А дома, стоявшие на большом расстоянии друг от друга, вспыхивали, как по волшебству.

Сотни трупов людей, бежавших от огня, были найдены в окрестностях Чикаго. Они лежали на полях и около дорог, то есть в таких местах, где огонь никак не мог их настигнуть. Вызывало удивление и то, что ни на телах погибших, ни на трупах животных не было обнаружено ожогов. «Казалось, что горит само небо», — прочитал Чемберлен в одной из газет. «Огонь падал дождём. Огненные камни падали подобно летящим из пожара головням», — было напечатано в другой. Похожие сообщения Чемберлен отыскал и в газетах близлежащих к Чикаго городов.

Что же произошло? Уже в третий раз мы задаём этот вопрос. Может быть, все три таинственных случая, о которых мы рассказали, связаны между собой одной причиной? Прежде чем ответить на этот вопрос, поговорим, казалось бы, совсем о другом.

В 1826 году любитель астрономии, австрийский майор фон Биела открыл, пожалуй, одну из самых замечательных комет. Из её траектории получалось, что она должна появляться в нашем небе через каждые 6 лет и 9 месяцев. Очередное прохождение кометы Биелы, как назвали её, было предсказано на ноябрь 1832 года. Точно в назначенный срок она пришла на свидание с Землёй. В 1839 году её никто не видел — слишком уж близко к Солнцу она прошла — зато во многих частях Северной Америки наблюдалось выпадение обильного метеоритного дождя.

Затем комета появилась в 1846 году. Сначала она имела вполне нормальный вид, но через месяц развалилась на две части. Это было первое наблюдаемое учёными дробление кометы, поэтому не удивителен тот интерес, с которым они ожидали следующего её появления. И комета не обманула их ожиданий — она изменилась ещё больше. Теперь оба её куска разошлись на два с половиной миллиона километров. «Что-то комета покажет в следующий раз?» — думали заинтригованные астрономы. Но космическая гостья на очередную встречу не явилась. Больше никто не видел комет-близнецов. Может, они изменили траекторию? Оставалось только ждать ноября 1872 года, когда она должна была появиться вновь.

Ночью 27 ноября в различных частях Европы прошёл метеоритный дождь. Учёные установили, что точка на небосводе, из которой он шёл, совпадает с той, где ожидалось появление кометы Биелы. Это доказывало, что метеоритный дождь есть не что иное, как остатки окончательно развалившейся кометы-двойняшки.

Такие же звёздные дожди наблюдались и позднее. Один из них видел в 1885 году русский геодезист В. В. Витковский. Он так рассказывает о нём: «Из-за тумана звёзды на небосводе были едва различимы и казалось, что они сорвались со своих мест и быстро неслись в разные стороны. Картина была не только волшебная, но и страшная». И опять это феерическое зрелище совпало по времени с прохождением кометы Биелы.

Открытая Чемберленом взаимосвязь между гибелью Чикаго и пожарами в других местах позволяет утверждать, что их вызвал тоже метеоритный дождь. Таким образом, загадочный «летучий огонь», поджёгший старый Чикаго, был не чем иным, как раскалёнными кусками некогда существовавшей кометы. Получает тогда своё объяснение и тот необычайный жар, заставляющий плавиться мрамор (ведь проходя через земную атмосферу, небесные камни раскаляются до очень высоких температур), и большое количество очагов пожаров. Понятна и гибель людей, бежавших из города. Они отравились ядовитыми газами, выделяющимися из этих огнедышащих осколков; такими, например, как циан или угарный газ.

Итак, в том, что произошло в Чикаго, мы, кажется, разобрались — обвинения с ни в чём не повинной коровы должны быть сняты. Вся ответственность за поджог падает на метеоритный дождь. А как же быть с тайной исчезновения экипажа «Марии Целесты»? Вы, вероятно, уже обратили внимание на то, что куски кометы Биелы упали на Землю в ноябре 1872 года, а именно тогда же пропала команда с бригантины капитана Бриггса. По-видимому, в этом и кроется причина её таинственного бегства. Представьте себе судно, нагруженное более чем полутора тысячами бочек спирта. И вдруг вокруг него с неба начинают падать раскалённые камни. В этом случае ощущение команды должно мало чем отличаться от ощущений человека, сидящего на бочке с порохом, в которого кидают горящими головёшками. Достаточно одного попадания, и страшный взрыв неизбежен. Вполне понятно, что испуганная команда «Марии Целесты» заспешила к шлюпке, разбив впопыхах компас и не успев захватить воды. А дальше? Может быть, порыв ветра угнал бригантину и гребцы не смогли её догнать, а может, один из «небесных камней» угодил в шлюпку? Так или иначе корабль лишился команды и, как легендарный «Летучий Голландец», ещё несколько дней носился по волнам.

А «Уранг Медан», его тоже погубила комета Биела? Нет. Но и здесь, очевидно, повинны метеориты. Упав в воду около корабля, один из них окутал пароход удушливым газом. Дальше всё ясно… Другой же попал в корабль и поджёг его. Некоторое время огонь теплился в трюме, но когда спасатели стали обследовать судно и открыли люки, это увеличило доступ воздуха или, что ещё хуже, создало тягу, и пожар разгорелся вовсю.

Но может ли метеорит попасть в корабль? Оказывается, может. Таких случаев зарегистрировано не менее десятка. Вот два из них.

«Экслипс» — английский трёхмачтовый бриг — шёл в Тихом океане под всеми парусами. Вдруг раздался сильный треск и метеорит величиной с человеческую голову, перебив одну из мачт, пробил насквозь судно. Пожар, начавшийся в трюме, удалось потушить, но пробоину в днище заделать не смогли. Экипаж покинул судно, которое вскоре затонуло.

Перед второй мировой войной жертвой «небесного гостя» чуть не стал голландский пароход «Океан». В нескольких метрах от него упал огромный метеорит, и пароход оказался окутанным удушливым газом, который, к счастью, был отнесён ветром. А если бы ветра не было? Тогда команда «Океана» разделила бы печальную участь экипажа «Уранг Медана».

Достоверность этих случаев подтверждают свидетели. Останься в живых кто-нибудь на «Марии Целесте» и «Уранг Медане», и на две «загадки моря» было бы меньше. Но, может быть, их стало меньше и после нашего предположения?

«Мария Целеста», «Уранг Медан», «Экслипс», «Океан»… Может возникнуть вопрос: а как часто могут повторяться такие происшествия? Сразу же успокоим вас. Те случаи, которые мы перечислили, это почти и всё, что известно. По теории вероятности попадание метеорита в судно или падение вблизи от него чрезвычайно редкое явление. Так что можете не бояться и спокойно отправляться в морское путешествие.

ИЗ ЗАПИСОК ЛЮБОЗНАТЕЛЬНОГО АРХИВАРИУСА

Однажды в дороге Альберт Эйнштейн вошёл в вагон-ресторан, чтобы поесть. Однако он обнаружил, что оставил свои очки в купе. Чтобы не идти за ними, прославленный учёный попросил официанта прочитать ему меню вслух. Официант не знал, с кем имеет дело. Он с сочувствием взглянул на беспомощного старика и, желая утешить, шепнул ему на ухо:

— Ничего, я тоже неграмотный!

Над дверью своего загородного дома знаменитый датский учёный Нильс Бор повесил подкову, якобы приносящую счастье. Один из гостей как-то спросил Бора с удивлением: «Неужели вы, такой великий учёный, верите этому?» — «Нет, конечно, — ответил Бор, — не верю. Это безусловно предрассудок. Но вы знаете, говорят, что подкова над дверью приносит удачу даже тем, кто в это не верит».

А. Томилин, Н. Теребинская ТРИ ЗАПОВЕДИ ЭКСПЕРИМЕНТАТОРА

Прежде всего давайте условимся, что учёные, даже самые гениальные, как и все остальные люди, имеют свои пристрастия. Вы, наверное, замечали, что среди товарищей встречаются такие, что любят всё делать собственными руками: мастерить, строить… А есть и другого склада ребята — любители порассуждать. Тоже строители, только воздушных замков.

Люди науки тоже делятся на два больших отряда: экспериментаторов и теоретиков. И хотя и те, и другие понимают, что ничего не стоят друг без друга, споры о том, кто главнее, не утихают. Экспериментаторы считают, что только опыт может считаться праведным судьёй для любой научной теории. Теоретики не отрицают значения опыта, но убеждены, что только теоретическое обобщение опытных результатов двигает науку вперёд.

Впрочем, мы не станем разбираться в этом споре. Сегодня мы на стороне экспериментаторов. Давайте посмотрим, как они работают, познакомимся с их основными инструментами и приборами. Начнём с самого простого.

Каким образом человек получает сведения (информацию) об окружающем мире? Прежде всего при помощи органов чувств: зрения, слуха, вкуса, обоняния и осязания. Это и есть главные датчики информации. И во всяком деле, во всяком эксперименте важно быть уверенным в том, что органы чувств нас не подводят. Тогда какие бы чудеса ни происходили в природе, но если я их сам увижу, сам услышу, попробую на вкус, понюхаю и пощупаю руками, никому не удастся меня убедить, что чудес этих не существует…

Самый большой объём сведений даёт зрение. Недаром народная мудрость гласит: «Лучше раз увидеть, чем сто раз услышать». Внимательные и зоркие глаза — залог успеха любого опыта. Но так люди думали не всегда.

В средние века наука представляла собой странное зрелище. Учёные философы собирались на диспуты и обсуждали всерьёз вопросы, которые сегодня могут показаться только шуткой. Например: «Сколько демонов поместится на кончике иголки?» При этом никого вовсе не волновало то обстоятельство, что самих демонов никто и никогда не видел. Или пример другого широко известного диспута: «Пройдёт ли верблюд сквозь игольное ушко?» Вы скажете: зачем спорить? Приведите верблюда и убедитесь в невозможности желаемого. Другими словами: поставьте опыт! В это-то всё и упиралось. Никаких опытов средневековая наука не допускала. Суть её заключалась в том, чтобы сто раз на все лады перетолковывать священное писание — библию. И всё! Ещё можно было обсуждать взгляды древнегреческого мыслителя Аристотеля. И то не все, а только те, что не противоречили церковным догмам. Так продолжалось долгие годы.

Даже во времена Галилея ещё не доверяли тому, что видят глаза, если это противоречило священному писанию. Тщетно великий учёный уговаривал монахов и даже кое-кого из священнослужителей высокого сана взглянуть в его телескоп — первый телескоп в истории человечества — и убедиться, что на Луне есть моря и горы… Церковники в ужасе отказывались. А вдруг правда увидят, посеется в душе сомнение. А от сомнения к безбожию — шаг!.. Галилей преодолел косность и невежество. С его удивительных работ наступил в истории науки век эксперимента. И всё-таки…

Знаете ли вы, что тёмной ночью человек с нормальным зрением может разглядеть огонёк спички… за тридцать километров! Потрясающая чувствительность! Особенно удивительна она, если учесть, что днём в летний полдень солнце заливает окружающий нас мир светом в миллионы миллионов раз ярче спичечного пламени. А наши глаза не слепнут, не теряют безвозвратно свою чувствительность от такой яркости, а видят по-прежнему. Удивителен диапазон зрения. Его можно было бы сравнить с подъёмным краном, способным одинаково легко поднять железнодорожный вагон и снять пылинку с лесного муравейника. Но таких подъёмных кранов не бывает!

Сегодня физики уже построили приборы, чувствительность которых превосходит чувствительность глаза. Единицы фотонов — световых частиц — улавливают фотоэлектронные умножители. Но боже сохрани чиркнуть рядом спичкой. Прибор сразу же выйдет из строя.

Почему же мы предлагаем не верить такому замечательному устройству, как глаз?

Перенёсемся на некоторое время в Англию конца XVIII столетия, в город Манчестер. Здесь в среднем учебном заведении под названием Новый колледж преподавал в те годы математику и натуральную философию некий Джон Долтон (у нас его фамилию произносят как Дальтон). Сын манчестерского ткача, он не получил систематического образования. Но наука была его призванием, и он всецело был ей предан. Однажды, сравнивая между собой различные полевые травы, Долтон обратил внимание на странное несоответствие, которое раньше проходило мимо его внимания. Рассматривая цвета и оттенки травы, он бесспорно видел розовые и красноватые тона. Между тем люди вокруг уверяли, что трава зелёная. Порезав осокой палец, Долтон выдавил из него каплю ярко-зелёной крови… Но ведь все уверены, что кровь красная. На следующий день он поднялся рано, чтобы встретить восход. И на его глазах небо на востоке зазеленело, вспыхнуло ярким светом, и взошло солнце. Однако все считают зарю розовой…

Долтон стал внимательно исследовать своё зрение и пришёл к удивительному открытию. Его глаза путали оттенки розового и зелёного. Он их фактически не различал…

Долтон написал интересную работу о своих наблюдениях. И когда она дошла до широкой публики, оказалось, что он не одинок. В разных концах Англии, даже его родного Манчестера, нашлись люди, путающие цвета. Явление «цветослепоты» оказалось чрезвычайно распространённым. Просто раньше никто на это не обращал внимания. Со временем статистика доказала, что из каждой сотни мужчин не меньше четырёх страдают этим недостатком зрения. Исследователи назвали его «дальтонизмом», по имени первооткрывателя. Среди женщин дальтонизм встречается реже: примерно у одной из двухсот.

Как же могло быть, что люди не замечали того обстоятельства, что путают цвета? Ведь с разнообразием красок и оттенков мы встречаемся каждый день… В этом-то, оказывается, и заключена причина того, что некоторые дальтоники не подозревают о своём недостатке. Человек с нормальным зрением обычно воспринимает около сорока различных оттенков в цветах. Художники их различают до нескольких тысяч. Мозг человека, перерабатывая информацию зрения, старается сам обходиться без двусмысленных, нечётких данных и как бы подавляет сигналы от перепутанных цветов, заменяя их остальным набором точных данных. Так бывает, конечно, когда возможность подобного выбора есть. Но представьте себе, что на оживлённый перекрёсток выехал автомобиль, за рулём которого — дальтоник. В сигналах светофора выбора нет: либо красный — что во всём мире означает стоп, опасность! — либо зелёный — проезд свободен. А как быть нашему водителю, который путает эти цвета?..

Вот почему перед тем, как получить водительские права, каждый должен обязательно побывать у врача-окулиста, прочесть разноцветные таблицы с цифрами и буквами, составленными из красно-зелёных или жёлто-синих точек.

Наш рассказ касался людей с недостатками зрения. Но ведь у большинства дальтонизма нет… Проделаем опыт посложнее. Вряд ли кто-нибудь усомнится в том, что цветок подсолнуха жёлтый… Но вот мы срезали его, перенесли в тень. Изменился ли цвет растения? Конечно, нет. Наши глаза ясно видят желтизну… Ещё одна проверка. В руках у нас спектрофотометр — прибор, безошибочно определяющий цвет по самым объективным данным — по длине световой волны. Направим прибор на подсолнух… И что это? Листья растения и лепестки цветка почти не вызывают изменений в показаниях прибора. Но листья зелёные, это уж точно! А цветок?..

Впрочем, давайте сначала разберёмся: что показывает спектрофотометр? Цвет лучей отражённого от предмета света.

Яркое солнце посылает на землю много прямых жёлтых лучей, которых в тени комнаты нет. В тени — свет зеленоватый, отражённый от предметов, рассеянный воздухом и голубым небом. В нём совсем или почти совсем нет жёлтых лучей. Об этом нам и говорит прибор… А как же глаз? Увы — глаз ошибается! Сказывается привычка. Мы привыкли считать цвет свойством. А на самом деле он зависит от состава отражённых лучей.

Аппарат зрения сконструирован у нас так, что независимо от воли и желания в нашем мозгу постоянно вводится поправка на освещение. Поправка, которая позволяет одним и тем же предметам в разных условиях сохранять в нашем представлении одинаковый цвет. Помогают нам в этом светлые предметы, самые светлые, которые мы называем белыми.

Выходит, глаза лгут?.. Лгут, и лгут преднамеренно. Представьте себе на минутку, что наше зрение обладает объективностью спектрофотометра. Какая путаница воцарилась бы в окружающем нас мире! В солнечный день он блистал бы множеством ярких красок. Но стоило бы Солнцу спрятаться за тучи, как все цвета неузнаваемо должны были бы измениться. При электрическом освещении — новая перемена…

Мозг человека должен был бы перерабатывать огромное количество новой информации каждый раз, чтобы обеспечить узнавание одних и тех же предметов при различном освещении. Вместо этого экономная Природа ввела поправку, заставила глаз ошибаться.

Тому из вас, кто любит убеждаться во всём сам, я предлагаю несложный опыт. Накройте стол жёлтой скатертью. Поставьте на него вазу с чёрной розой. А теперь осветите всё это жёлтым светом. Можно вставить для этого в окошко жёлтое стекло. И вы увидите чудесную метаморфозу: на столе на белой скатерти у вас будет стоять красная роза.

Вот почему мы говорим: экспериментатор, не верь глазам своим!

— Вы любите шоколад?

— Ещё бы! И шоколад, и конфеты, и пирожные, и мороженое… Разве есть в мире ребята, которые не любят сладостей?..

Да, пожалуй, против шоколада не поспоришь. Но вот несколько лет назад был автор в Дании. В большом кондитерском магазине на главной торговой улице Копенгагена то и дело открывались двери. Подходило рождество, и юные датчане запасались сладостями. Причём наибольшим спросом пользовались чёрные, будто слепленные из вара лакричные палочки и лепёшки. Не долго думая, автор тоже накупил лакомств датской детворы и привёз их в Ленинград. Должен сразу признаться, мои сувениры не вызвали энтузиазма ни у дочери, ни у её друзей. Нет, зарубежным сладостям они откровенно предпочли ленинградского «Мишку на севере»… Правильно говорит пословица: «На вкус, на цвет — товарища нет». Внимательный читатель может возразить: «Так-то оно так, о вкусах, как говорится, не спорят. То, что нравится одному, может не нравиться другому. Но горькое, солёное, сладкое и кислое люди должны различать одинаково… Вкус — одно из пяти человеческих чувств, приносящих нам информацию о внешнем мире. Значит, он должен быть примерно одинаков у всех людей…»

И вот оказывается, что вкус, хоть и очень важное, но на редкость капризное чувство.

Раньше, когда химический анализ был ещё развит слабо, по вкусу часто определяли качества химических веществ. Представим себе, что мы находимся на русском пороховом заводе примерно петровских времён или чуть пораньше. В заводской двор одна за другой въезжают подводы. Это купцы привезли селитру. Пороховых дел мастер выходит принимать. Вот он берёт кусок селитры из мешка, разламывает, кладёт в рот и жуёт, протягивая остаток подмастерью. Подмастерье тоже старательно жуёт селитру, морщится. А мастер учит:

— Ежели оная селитра горька и солона, то она не добра. А коли только по языку покусывает и сладко слышится, такова селитра добра есть…

Так осуществлялся качественный анализ триста лет назад. Немалую роль играл вкус и в физике прошлых веков. Вот что мы находим в записях шведского философа XVIII века Зульцера: «Если два куска металла, один оловянный, другой серебряный соединить… и если приложить их к языку, то последний будет ощущать некоторый вкус, довольно похожий на вкус железного купороса, в то время как каждый кусок металла в отдельности не даёт и следа этого вкуса».

Если вам приходилось когда-нибудь проверять исправность электрической батарейки, пробуя её контакты на язык, то вы легко поймёте, что шведский философ описал не что иное, как открытие нового явления, названного в дальнейшем гальваническим электричеством.

Открытие Зульцера не привлекало внимания, потому что наука и техника ещё не были в состоянии заинтересоваться электричеством. Прошло несколько лет, и Гальвани, итальянский врач, повторив фактически опыты Зульцера, стал считаться отцом электротехники.

Таким образом, вкус занимал серьёзное место среди методов познания мира человеком. А теперь наступило время выяснить, насколько надёжен вкусовой метод. То есть можно ли и стоит ли широко применять его для научных целей?

Те из вас, кто увлекается химией, наверняка знают вещество под названием бензонат натрия — мелкие белые кристаллики. Попробуйте их на язык… К сожалению, я не могу сказать заранее, что вы почувствуете. Каков он на вкус… Потому что одним он может показаться сладким, а другим — горьким. Третьим — солоноватым, а четвёртым — просто безвкусным. Это удивительное вещество разным людям кажется разного вкуса.

А вот другое химическое соединение — фенилтиокарбомид. Его вкус различен для разных народов. Причём вкус к нему передаётся по наследству из поколения в поколение… Иногда этим свойством пользуются антропологи, чтобы выяснить, к какой группе народов принадлежит тот или иной представитель неизвестного племени.

Вкус даже у одного и того же человека способен меняться в зависимости от состояния его организма. Больному с повышенной температурой всё кажется пресным, лишённым вкуса. Зато проголодавшемуся здоровому человеку вкусно всё!

Утром, когда еда только что вынута из холодильника, сыр и колбаса редко покажутся особенно аппетитными. Это происходит потому, что многие продукты на холоде теряют свои вкусовые качества. А есть и такие, которые их, наоборот, только приобретают с охлаждением. Например, мороженое. Стоит ему растаять — всё пропало…

Нет, вкус, конечно, может дать какое-то представление о веществе. Но это представление крайне субъективное. А то, что правильно для одного и неверно для других, — научным считаться не может. Значит, исследователю вкус — не велик помощник.

Слух не зря ставят сразу после зрения, перечисляя человеческие чувства. Он действительно несёт множество сведений об окружающем мире.

Так и в науке, и в технике слух играет чрезвычайно важную роль. Люди с давних пор пользовались слухом для всевозможных исследований.

Вернёмся на минуту снова на старинный пороховой завод и встретимся со знакомым мастером и его подмастерьем.

На этот раз они принимают серу. Купец-поставщик услужливо развязывает рогожный куль. Мастер берёт кусок серы.

— Тихо, тихо, оглашенные! — кричит купец на приказчиков и возчиков.

Во дворе воцаряется полная тишина. Даже кони перестают похрапывать.

Мастер подносит к уху зажатый в кулаке кусок серы. И замирает. Слушает. Проходит минута, другая.

— Гожо! Сгружайте! — следует его приказ.

Облегчённо вздыхает купец: «Пронесло!» Можно таскать кули на склад.

Опять на наших глазах произведён анализ вещества. Только на этот раз — анализ на слух.

Как же определил мастер качество серы?

Оказывается, зажатый в кулаке кусок чистой серы слегка нагревается от тепла руки. Нагревается неравномерно. И там, где сера теплее, распадается она на крупицы, чуть слышно потрескивая, — рассыпается. Вот это потрескивание и должен услышать мастер.

«Голос» серы как бы говорит: «Качество хорошее, можно употреблять в дело».

Но горе поставщику, если его сера «молчит». Это значит, она плохо очищена и теплопроводность её иная. Она уже не начнёт рассыпаться, потрескивая, от тепла руки. Порох из загрязнённой примесями серы вырабатывать опасно — он может взорваться сам по себе. «Молчащую» серу остаётся только выкинуть на свалку, а купца-поставщика гнать в три шеи да ещё наложить штраф…

Анализ «на слух» — самый скорый. Но далеко не самый точный. Кроме того, надо иметь изощрённый слух, чтобы различить слабое потрескивание. Поэтому не всякому дано распознать таким способом качество серы.

Нельзя забывать, что у разных людей слух не одинаков. Меняется он и с возрастом. Люди, жизнь которых проходит на природе, как правило, обладают более тонким слухом. Но даже они не способны воспринимать многие природные звуки. Наше ухо улавливает лишь звуки, которые имеют не меньше 20 — 25 колебаний в секунду.

По сравнению с морскими животными, например, человек просто глух.

Перед штормом, задолго до того, как разразятся его первые порывы, некоторые животные спешат уйти подальше от скалистых берегов и укрываются в бухтах. Они чувствуют, слышат приближение бури. Специальные чувствительные органы воспринимают мощные инфразвуки, которыми непогода предупреждает о своём наступлении.

А человек не слышит этого предостерегающего голоса. Хотя уловить его очень важно. Приходится строить специальные громоздкие и сложные приборы, с помощью которых можно поймать голос разбушевавшегося океана, узнать о приближении страшных цунами — гигантских волн, вызванных подводными землетрясениями и извержениями вулканов.

Так же, как низкие — инфразвуки, нужны человеку и сверхвысокие — ультразвуки. Те, что уже не могут быть услышаны невооружённым ухом. Вы спросите: зачем? Приведу несколько примеров. Каждый читатель, наверное, знает, что в море, в толще солёной воды, радиоволны распространяются плохо. Свет тоже довольно быстро угасает. Как же переговариваться двум подводным лодкам, находящимся в плаванье?

И вот оказалось, что в воде великолепно распространяется звук. Особенно ультразвук, который как луч прожектора может лететь в непроглядной океанской мгле. Люди построили такие приборы. Сначала построили, а потом узнали, что природа давно научила пользоваться ультразвуком многочисленных обитателей моря. Сначала гидроакустические приёмники рассказали нам о «рыбьих разговорах», а несколько лет назад открыли голоса дельфинов. Некоторые учёные даже считают, что, пересвистываясь неслышными человеку ультразвуковыми сигналами, дельфины разумны и имеют свой дельфиний язык…

Мы рассмотрели три чувства из пяти, которыми наделён человек, и обнаружили, что все они ненадёжны. А сколько есть явлений, которые человек вообще принципиально не способен улавливать…

Тут и радиоволны, и потоки всевозможных частиц, ультрафиолетовое излучение и магнитные поля. Да многое, многое можно перечислить из того, о чём мы знаем по показаниям мудрых приборов, построенных благодаря разуму.

Правда, каждый прибор, так же как и органы чувств самого исследователя, вносит в изучаемое явление какую-то свою ошибку. Но чем дальше движется общество по пути прогресса, тем ближе к истине приближаются и наши знания. Однако, как бы близко ни подошли мы к ней, какие бы сверхтонкие приборы ни окружали исследователя, его главной заповедью всегда будет:

И касаться она всегда будет и показаний самых точных приборов, и своих собственных наблюдений.

ИЗ ЗАПИСОК ЛЮБОЗНАТЕЛЬНОГО АРХИВАРИУСА

Томас Эдисон обладал чувством юмора. Его многочисленные посетители нередко выражали своё удивление по поводу того, что дворовые ворота у него нелегко открываются. Кто-то из его приятелей сказал:

— Такой мастер, как ты, мог бы сконструировать не такие тугие ворота.

Эдисон засмеялся:

— Мои ворота очень хорошо сконструированы.

— Ты шутишь?

— Вовсе нет. Я соединил ворота с цистерной, что находится во дворе. Каждый мой посетитель автоматически накачивает в эту цистерну двадцать литров воды.

Ю. Xарик ДОЛЖЕН ЛИ УГОЛЬ ГОРЕТЬ?

Вы топите печь. Обыкновенную печь. Удобная это вещь, правда? Подбрасываешь дрова, а взамен получаешь тепло. Сколько вы уже набросали дров? Поленьев десять. А сколько получили тепла? Соответственное количество.

Так ли это? Если подсчитать, то окажется, что с пользой для получения тепла израсходована только 1/20 часть дров. А остальные? Да попросту улетучились. Конечно, печь далеко не совершенный тепловой агрегат. Приведём другой пример. Среди тысяч разнообразных машин, которые сегодня работают на человека, трудно найти более совершенные, чем турбины современной мощной теплоэлектростанции. И, несмотря на это, даже самые лучшие из них превращают в электрическую энергию лишь четвёртую часть угля. Если бы весь уголь, добываемый в Советском Союзе за год — примерно 600 000 000 тонн, — использовался для выработки электрической энергии и был сожжён в топках электростанций, то лишь 100 с лишним миллионов тонн превратилось бы в электричество, а свыше 400 миллионов тонн попросту улетучилось бы. Только для того, чтобы перевезти этот уголь, понадобилось бы 8 000 000 вагонов! Вот вам и турбина!

В чём же дело? Оказывается, в том, что агрегаты тепловой электрической станции не могут работать лучше, так как основаны на несовершенном способе. Конечно, современные теплоэлектростанции непохожи на те костры, в которых наши предки сжигали волшебные «чёрные камни», то есть уголь, да и с домашней печкой имеют мало общего. Однако за многие века, отделяющие нас от этого времени, принцип использования энергии угля совсем не изменился.

Как же работает теплоэлектростанция? Уголь поступает в топку парового котла, где сгорает, превращаясь в горячие газы. Эти газы, нагревая воду, находящуюся в барабане и трубках котла, превращают её в пар. Пар поступает в турбину и приводит её во вращение. Турбина связана с генератором, который и вырабатывает электрическую энергию. Большой путь проходит химическая энергия угля, пока она превратится в электрический ток. В паровом котле она превращается в тепловую энергию, в турбине теплота переходит в механическую энергию вращения и лишь в генераторе происходит последнее превращение — механической энергии в электрическую. Всё как будто бы хорошо, но во всей этой цепочке превращений есть одно слабое звено. Это звено — теплота, которую недаром называют «неполноценной энергией». И действительно, очень легко превратить почти полностью любой вид энергии в тепло, зато обратный процесс идёт с большими трудностями и потерями.

Наука о тепловой энергии — термодинамика — говорит о том, что пар, полученный в котле теплоэлектростанции, мог бы полностью отдать свою энергию турбине только в том случае, если бы охладился до температуры так называемого абсолютного нуля, до —273°, или же если б его начальная температура была бесконечно большой. Конечно, ни на одной станции добиться этого нельзя.

Попробуйте проделать такой опыт: рядом с накалённым утюгом поставьте холодный утюг. Через некоторое время вы заметите, что горячий утюг начал остывать, а холодный — нагреваться. Так будет продолжаться до тех пор, пока температуры обоих утюгов не станут одинаковыми. Из этого опыта видно, что тепло переходит от более нагретого тела к менее нагретому.

Значит, если не прибегать к специальным сложным устройствам (например, к холодильникам), то для охлаждения какого-либо тела надо иметь другое тело — более холодное. В лабораториях учёных с помощью сложных приборов и больших затрат энергии удалось получить температуру, близкую к абсолютному нулю. Но это в лаборатории, где имеют дело с граммами вещества. А как же быть на теплоэлектростанции, где нужно охлаждать сотни тонн пара в час? Здесь пар охлаждается в конденсаторах, через которые пропускается обычная вода. Но так как даже в самые сильные морозы температура охлаждающей воды гораздо выше абсолютного нуля, то с её помощью не удаётся охладить пар настолько, чтобы отобрать у него хотя бы половину энергии. Другой путь — повышение температуры теплоносителя — также имеет предел.

Что же это за процесс — горения и получения теплоты, — который является столь расточительным?

Горение — это процесс окисления, то есть присоединение кислорода к углероду в том случае, если сжигается уголь. Но так как и кислород и углерод состоят из атомов, то есть мельчайших своих частичек, а атомы, в свою очередь, имеют электроны, то есть ещё более мелкие, чем атом, частички, заряженные отрицательным электричеством, то можно сказать, что горение — это обмен электронами между кислородом и углеродом. Атомы углерода при нагревании теряют электроны, атомы кислорода присоединяют их. Таким образом, происходит движение электронов, а это уже электрический ток.

В процессе горения миллиарды электронов переходят из углерода в кислород, но вся беда в том, что эти электроны движутся беспорядочно, в разные стороны. Электрический же ток — упорядоченный поток электронов. Процесс горения можно сравнить с движением горного потока, который бесцельно тратит свою энергию. Если же горный поток заключить в трубы и заставить его течь в нужном направлении, то он сможет вращать колёса турбин, орошать поля и т. д. Так и поток электронов при горении мог бы не разогревать топливо, а стать источником электрического тока. Но как это сделать, как заставить огромное количество электронов двигаться в определённом порядке, как сделать их «послушными»?

Всем, конечно, знакома обыкновенная батарейка от карманного фонаря. В батарейке происходят те же явления, что и при горении угля. Батарейка, или, что одно и то же, гальванический элемент, состоит из двух разных стержней (электродов), помещённых в электролит, то есть в среду, проводящую электрический ток. Один электрод цинковый, а другой — угольный. Цинк, растворяясь в электролите, теряет электроны, уголь же их присоединяет. Если соединить полюса батарейки проводником, то по нему потёчет электрический ток.

Отличие этого процесса от горения угля в прямом смысле заключается в том, что при горении угля обмен электронами между углеродом и кислородом происходит сразу во всём пространстве. В батарейке же процесс обмена электронами между цинком и углём происходит в двух строго определённых местах: на поверхности отрицательного цинкового электрода и положительного угольного. Благодаря этому в батарейке создаётся порядок в движении электронов, то есть электрический ток.

Батарейка — очень удобный источник энергии. Он в особенности незаменим в тех случаях, когда потребляется мало электрической энергии, причём не непрерывно, а время от времени. А почему бы не построить уже сейчас электростанцию, работающую от батарей из таких элементов? Ведь их коэффициент полезного действия очень высок! К сожалению, сделать это нельзя, так как срок службы элементов невелик.

Идея создания электрического элемента возникла давно. Ещё в 1802 году изобретатель безопасной шахтёрской лампы Хэмфри Дэви высказал предположение, что химическую энергию, высвобождающуюся при окислении угля, можно непосредственно преобразовать в электрическую. К сожалению, Дэви не удалось изготовить такое устройство. Зато уже в 1839 году была продемонстрирована первая так называемая газовая батарея. В ней энергия реакции окисления водорода преобразовывалась непосредственно в электрический ток. Газовая батарея — это первый топливный элемент, где химическая энергия топлива непосредственно превращалась в электрическую.

Конечно, первый топливный элемент был очень несовершенен и обладал малой мощностью. Работы продолжались. И лишь совсем недавно были созданы промышленные топливные элементы. Какие же внутренние процессы сопровождают их работу?

Можно ли совершенно чистую воду, очень плохой проводник электрического тока, превратить в хороший проводник? Можно, и это очень легко сделать. Необходимо только растворить в ней небольшое количество поваренной соли. Водопроводная вода только кажется абсолютно чистой. На самом же деле она содержит небольшие количества растворённых солей, что и помогает ей проводить электрический ток. Вот почему иногда «дёргает» человека, прикоснувшегося мокрой рукой к электрическому выключателю, в особенности если выключатель в металлическом корпусе.

Водные растворы, которые проводят электрический ток, называются электролитами. Если через них пропускать электрический ток, то можно наблюдать различные интересные явления. Представьте себе, что в сосуд с электролитом из раствора сульфата меди опущены два медных электрода, присоединённых к электрической цепи с батареей. Один из электродов, тот, что соединён с отрицательным полюсом батареи, назван катодом. А тот, что с положительным — анодом. При пропускании электрического тока через некоторое время на катоде появится свежий слой меди, а анод постепенно будет растворяться. Может быть и по-другому: медь по-прежнему будет осаждаться на катоде, а на аноде появятся пузырьки кислорода. Всё зависит от материала анода, катода и от состава электролита.

Особый интерес представляет случай, когда электролит — раствор серной кислоты в воде, а электроды сделаны из платины. При пропускании электрического тока у электродов выделяются газы, причём у катода — водород, у анода — кислород. По мере течения процесса уровень электролита непрерывно понижается, то есть концентрация серной кислоты возрастает. В конце концов остаётся чистая серная кислота. Куда же делась вода?

Оказывается, в процессе электролиза она разложилась на составные элементы — водород и кислород, которые и выделялись у электродов.

Долгое время оставалось неясным: каким образом переносятся электрические заряды в электролитах? Объяснение было найдено в 1887 году, когда известный шведский химик Аррениус разработал свою знаменитую теорию электролитической диссоциации.

Основной смысл этой теории в том, что при растворении вещества, например серной кислоты, в воде в получившемся электролите образуется огромное количество положительно и отрицательно заряженных частичек — ионов. Если этот электролит подключить к электрической цепи с батареей, ионы приходят в движение, причём положительные движутся к катоду, а отрицательные к аноду. А это не что иное, как упорядоченное движение заряженных частиц, то есть электрический ток. И вот ионы, эти электрические «странники», прибыли к «месту назначения»: один к аноду, другой к катоду. Что же происходит дальше? В результате химической реакции на аноде образуется кислород. На катоде — водород.

Теперь ясно, что конечный результат электролиза водного раствора серной кислоты — разложение воды на кислород и водород. Энергия для этого берётся от внешнего источника тока, то есть от батареи.

А возможен ли обратный процесс: соединение водорода с кислородом с образованием воды? Да, возможен. Химики знают: если поджечь смесь этих газов, то раздастся сильный взрыв. Химическая энергия выделится в виде теплоты и звука. Но если этот же процесс будет протекать в электрохимических элементах, то химическая энергия будет непосредственно превращаться в электрическую. В этом-то и состоит принцип действия так называемого водородно-кислородного топливного элемента.

Как же он устроен?

Представьте себе, в сосуд с электролитом, то есть с водой, разбавленной серной кислотой, опущены два пористых, как губка, платиновых электрода. К одному из электродов под давлением подаётся кислород, а к другому — водород, которые просачиваются в электролит. Проходя через электрод, нейтральные атомы кислорода захватывают электроны из металла и превращаются в отрицательные ионы, переходя в электролит. Здесь они двигаются к другому электроду, достигают его, отдают свои электроны и, снова превращаясь в нейтральные атомы кислорода, соединяются с водородом, который подаётся под давлением. В результате этой реакции образуется вода и выделяется энергия, которая расходуется на создание потока электронов во внешней цепи, то есть электрического тока. Теперь достаточно подключить лампочку к платиновым электродам, и она ярко вспыхнет.

Хорош ли такой элемент? Безусловно: ведь его коэффициент полезного действия уже не 30—40%, а 70—80!

Если соединить много таких элементов в одну батарею, то можно получить достаточную мощность для вращения, например, какого-либо двигателя. Но у водородно-кислородного топливного элемента есть крупный недостаток: он может эффективно работать только на очень чистом водороде, который стоит дорого. Значит, и электроэнергия от такого элемента дорога. Поэтому-то вместо водорода нужно применять более дешёвое топливо. И оно было найдено. Например, использовался газ пропан и другие углеродистые газы. Теперь пробуют использовать воздух вместо кислорода: это значительно дешевле. И, наконец, самым дешёвым был бы элемент, работающий на природном газе и обычном воздухе.

Исследования продолжаются. Уже немало создано и успешно работают различные топливные элементы. Выдвигаются и совсем оригинальные идеи, например, создания так называемого биохимического топливного элемента. В нём к аноду подаются бактерии и питательная среда, а к катоду — кислород. Бактерии окисляют питательные вещества, а высвобождаемая энергия преобразуется непосредственно в электричество.

Кто знает, может, в недалёком будущем такие «живые» батареи найдут самое широкое применение, например, в дальних космических полётах!

Пока область применения топливных элементов ограничена: ведь они вырабатывают постоянный ток низкого напряжения и невелики по мощности. Но они непрерывно совершенствуются, область их применения растёт. Пока трудно сказать, смогут ли топливные элементы в недалёком будущем заменить обычные электростанции. Ясно одно: время, когда во многих областях техники источником энергии будет топливный элемент, — не за горами.

ИЗ ЗАПИСОК ЛЮБОЗНАТЕЛЬНОГО АРХИВАРИУСА

В 1802 году французский физик Луи Гей-Люссак проводил в Париже научные опыты. Ему понадобилась стеклянная посуда, которую вырабатывали только на немецкой территории. Когда учёный её выписал, французская таможня наложила такую высокую пошлину, что он не мог выкупить посылку. Узнав об этом, немецкий учёный Александр фон Гумбольдт пришёл на помощь французскому. Он распорядился, чтобы отправители запечатывали пустые сосуды и наклеивали на них этикетки: «Образцы немецкого воздуха! Осторожно!» Французские таможенники не могли найти в списках облагаемых пошлиной такого предмета как воздух!

Говорят, что вода мягкая, пока об неё не ударишься. А если очень сильно сжать воду, она становится крепче, чем сталь.

В баллон накачали воду под давлением в 500 атмосфер. На каждый квадратный сантиметр баллона давит сила в полтонны. Если сделать в баллоне маленькое отверстие, сжатая вода вырвется тонкой разящей струёй. Такая струя мгновенно пробьёт стальную пластинку, может вырезать нужной формы деталь в стальном листе.

Используя это свойство воды, делают специальные пушки-гидромониторы, которые «стреляют» струёй воды. Таким способом добывают уголь, режут мрамор и гранит.

Ю. Коптев УДЕРЖИВАЕТ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Существует легенда, что гроб с прахом пророка Магомета долгое время висел в воздухе в специальной пещере. Его не поддерживали ни подпорки, ни верёвки — он удерживался только никому неведомыми сверхъестественными силами.

А вот другой рассказ. Его поведал древнеримский писатель Плиний, живший в первом столетии нашей эры. Он писал, что александрийский архитектор Хинократ задумал создать храм со сводом из магнитного камня, в котором железная фигура Арсинои (это в её честь воздвигался храм) парила бы в воздухе. Замысел был очень интересным, но, к сожалению, не осуществился — помешала смерть Хинократа.

Совсем недавно несколько молодых авторов представили на конкурс проекты памятников с использованием магнитных сводов. А вообще осуществимы ли эти проекты? Под силу ли сейчас технике заставить неподвижно висеть, не прикасаясь ни к чему, какой-либо предмет?

Кто из вас не проделывал различные фокусы с магнитом? Мы поднимали им гвоздики, бритвы, ножницы и много других металлических предметов, попавшихся нам на глаза. И всё же вряд ли кому удавалось заставить неподвижно висеть железный шарик или гвоздь на некотором расстоянии от магнита. Отчего?

Ответ на этот вопрос прост. Если какой-нибудь железный предмет неподвижно застыл в воздухе под магнитом, то это значит, что его вес в точности равен силе притяжения магнита. Но достаточно малейшего дуновения ветерка, достаточно, чтобы чуть-чуть дрогнул магнит, как равновесие нарушается, и железный предмет либо падает на пол, либо подскакивает и «прилипает» к магниту. Эти наблюдения привели к тому, что в 1842 году английский учёный Ирншоу в весьма солидном журнале «Записки Кембриджского университета» писал, что «магнитное тело, помещённое в поле, образованное постоянным магнитом или несколькими магнитами, не может находиться в состоянии устойчивого равновесия». Это заявление Ирншоу возводилось в ранг правила.

Всё, о чём мы пока говорили, относилось к магнитным телам (железо, никель, кобальт и т. д.), или, как их называют в научной литературе, ферромагнетикам. А как обстоит дело с немагнитными телами? Ну, здесь, кажется, всё обстоит просто, ведь на них магнитные силы не должны действовать. Но так ли это?

Оказалось, что наши представления о немагнитных телах совершенно неверны. Дело в том, что веществ, не взаимодействующих с магнитами, в природе просто не существует. Они все реагируют на их присутствие, но эта реакция настолько незначительна, что её долгое время никто не замечал. Сейчас в любом учебнике можно прочитать, что все вещества, ранее считавшиеся невзаимодействующими с магнитами, делятся на два больших класса: вещества, которые слабо притягиваются ими, — парамагнетики и вещества, которые так же слабо отталкиваются, — диамагнетики.

А теперь, после знакомства с основными терминами, которые нам ещё не раз понадобятся, перейдём к теме нашего рассказа.

Кто из вас не читал о необычных приключениях «сначала хирурга, а потом капитана нескольких кораблей» Лемюэля Гулливера?

Так вот, в одном из своих путешествий он рассказывает о «летающих островах».

Сейчас уже многие из тех вещей, о которых писал в «Путешествиях Гулливера» Джонатан Свифт, оказались не такими уж нелепыми. А некоторые из них были даже воплощены в жизнь. Вполне возможно, что когда-нибудь появятся и «летающие острова», правда, они будут наверняка не такими, какими представлял их себе Свифт. Нет нужды устанавливать магниты на алмазные опоры. Да и таинственная, находящаяся в недрах Земли «субстанция», от которой отталкиваются острова, окажется не такой уж таинственной.

Может быть, Свифт всё же «перегнул палку», ведь такие полёты нарушают правило Ирншоу?

«Нет правил без исключения», — гласит поговорка. А есть ли исключения из правила Ирншоу? Долгое время их не могли отыскать. Лишь в 1939 году немецкий учёный Браунбек доказал, что для диамагнитных тел это правило не подходит. За счёт сил отталкивания он заставил парить над сильным постоянным электромагнитом кусочек графита и кусочек висмута. Чем не «летающие острова»? Правда, они имели очень незначительный вес — всего несколько десятков миллиграммов, но начало было положено. Прошло несколько лет, и советский учёный, член-корреспондент Академии наук СССР В. К. Аркадьев, как сказали бы спортсмены, «побил этот рекорд».

Уже давно наблюдались удивительные вещи, которые происходят с некоторыми металлами и сплавами при температурах, близких к абсолютному нулю, то есть к —273°. У них совсем исчезает сопротивление электрическому току; наступает состояние, которое физики называют сверхпроводимостью. Если мы, например, возбудим ток в серебряном кольце и не будем его больше поддерживать, то уже через несколько десятых долей секунды он уменьшится практически до нуля. Совсем иное дело в сверхпроводниках. Там ток тоже затухает, но, как показали расчёты, до полного его исчезновения потребуется время, в миллиарды миллиардов раз превышающее время существования нашей галактики! И этим не исчерпываются чудесные свойства сверхпроводников: оказалось, что магнитное поле не проникает внутрь их, а только «омывает» снаружи, как вода корабль. Вот это-то свойство и предложил использовать Аркадьев. Раз сверхпроводник не пускает магнитное поле в себя, выталкивает его, то падающий магнит, удерживаемый невидимой подушкой из магнитных силовых линий, должен повиснуть над сверхпроводником. Аркадьев вычислил вес магнита и высоту, на которой он может парить. По расчётам выходило, что спокойно висеть может тело весом в целый грамм. Проделанные учёным опыты блестяще подтвердили это.

Но для таких экспериментов требовались сверхнизкие температуры. А нельзя ли такие же опыты провести при комнатной температуре, ведь тогда этот эффект свободного парения можно было бы применить в технике?

Возьмём металлическое кольцо и пропустим через него переменный электрический ток. Так как электрическое и магнитное поля связаны между собой и одно не может существовать без другого, то вокруг кольца сразу же появится магнитное поле. Теперь если мы поместим в это магнитное поле какой-либо металлический предмет, то в нём сразу же возникнет (индуцируется) электрический ток и магнитное поле. Оказывается, можно подобрать поля так, чтобы кольцо и внесённый в поле металлический предмет отталкивались друг от друга.

Такое отталкивание впервые получил в конце прошлого века изобретатель Элиу Томпсон. В катушку металлического провода он вставил сердечник — пучок железных проволочек, а на сердечник надел алюминиевое кольцо. Вот и всё. Теперь только стоило включить катушку в электрическую сеть, как кольцо мгновенно подскакивало и спрыгивало с сердечника.

До такого же простого устройства додумался и монтёр из Бельгии Башле. Работая с трансформаторами, он заметил, что алюминиевые предметы отталкиваются от них. Свой прибор Башле назвал «облегчающей электромагнитной катушкой». Хотя он не имел технического образования и не понимал физической сущности протекающих в устройстве процессов, но, будучи человеком практического ума, стал размышлять: к чему бы его применить? И скоро додумался: создать особый вид транспорта — железную дорогу без трения. По его мнению, эта дорога должна была выглядеть так: ряд металлических колонн-сердечников с укреплёнными на них катушками. Вагон, имеющий вид торпеды, изготовляется из алюминия. При выключенном токе он лежит на катушках, а при включении катушек в электрическую сеть повисает над ними. Перемещался бы вагончик при помощи бегущего электрического поля.

20 лет Башле работал над осуществлением своей идеи. И вот в 1910 году модель дороги была построена. Она демонстрировалась в Лондоне и произвела там фурор. Корреспонденты называли её «чудом XX века», о ней писали все газеты мира. И не удивительно, вагон весом в 50 килограммов развивал поистине фантастическую по тем временам скорость: до 50 километров в час. Были у этой дороги, конечно, и свои недостатки. Она потребляла много энергии, вагон, по причине, о которой мы расскажем ниже, разогревался, не обеспечивалась безопасность движения. Однако Башле не унывал. Он считал, что все эти недостатки можно преодолеть. Но началась первая мировая война, до новой дороги никому не было дела. О ней забыли.

На ином принципе работала дорога без трения, созданная в 1911—1913 годах в физической лаборатории Томского технологического института Б. П. Вейнбергом. Если Башле в своём проекте использовал отталкивание металлов от магнита, то наш соотечественник заставил работать притяжение. Железный вагон в опытах Вейнберга двигался в медной трубке, вдоль которой на некотором расстоянии друг от друга располагались электромагниты. Их сила была рассчитана так, что уравновешивала вес мчащегося в трубке вагона, и он всё время оставался между её «потолком» и «полом».

Но и эти эксперименты не привели к созданию дороги без машинистов и кондукторов. Однако небольшие её модели всё же были изготовлены. Одна из них до сих пор применяется на московском почтамте для транспортировки грузов.

Пока одни изобретатели пытались «подвесить» в магнитном поле вагончики безрельсовых дорог, другие старались заставить работать магнит в технических центрифугах, предназначенных для сушки материалов, разделения смесей на составляющие их элементы, для исследования материалов на прочность и ещё для многих, многих целей.

Допустим, нам надо высушить бельё. Загрузим его в барабан из сетки и начнём вращать барабан с большой скоростью. Под действием центробежных сил капельки воды через отверстия в сетке будут вылеётать с поверхности мокрого белья, и оно высохнет. Так же можно разделять и смеси. Если одно вещество смеси тяжелее другого, то оно быстрее осядет на стенку барабана (в этом случае она, конечно, сплошная), и его можно будет собрать. Все эти операции совершаются тем лучше, чем больше скорость центрифуг. Однако увеличить её мешало трение. Вот тогда-то и вспомнили о магнитной подвеске. А что, если заставить барабан центрифуги парить в воздухе? Но ведь и воздух тоже оказывает трение, хоть и маленькое. Значит, надо подвеску барабана производить в вакууме.

В 1937 году американец Холмс впервые воплотил эти идеи в жизнь, а уже через два года Франтишек Эйнгорн в Чехословакии довёл скорость вращения ротора центрифуги до 6 000 000 оборотов в минуту! Скорость частиц на поверхности его барабана достигала 9420 метров в секунду. Это на полторы тысячи метров в секунду больше первой космической скорости! И это не было пределом. Вскоре доктор Бимс из США довёл скорость своей «карусели» до 50 000 000 оборотов в минуту.

Но оставим это соревнование в скорости и посмотрим, где ещё может работать магнитное поле.

Уже давно было замечено, что кусок металла, помещённый в переменное магнитное поле, нагревается. (Именно поэтому и становился горячим вагон дороги, созданной Башле.) И чем выше частота поля, тем больше этот разогрев.

Помню, в детстве меня поразил в цирке такой фокус. На манеже был поставлен электрохолодильник. Вышел фокусник со сковородой и несколькими куриными яйцами. Держа сковородку над холодильником, он довольно быстро приготовил яичницу и с большим аппетитом съел её на глазах у зрителей. Не знаю, нравилось ли ему каждый день поедать яичницу, но зрителям этот фокус нравился. Тогда я был очень удивлён: как это можно на холодильнике жарить? И лишь позднее, прочитав учебник физики, убедился, что ничего таинственного или сложного здесь нет. Просто у фокусника в кожухе от холодильника был спрятан электромагнит. А если частоту переменного магнитного поля сделать довольно высокой, то выделяющегося тепла окажется вполне достаточно не только для того, чтобы поджарить яичницу, но и расплавить саму внесённую в поле сковородку. Стало мне понятно и то, почему фокусник с таким трудом удерживал, казалось бы небольшую и лёгкую, сковороду: её отталкивало от мнимого холодильника сильное магнитное поле.

Но не подумайте, что электромагнитное поле высокой частоты способно только показывать фокусы. Чтобы убедиться в этом, совершим экскурсию в ордена Ленина физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе Академии наук СССР, в лабораторию, которой уже много лет руководит Александр Александрович Фогель. Ваше внимание наверняка привлечёт постоянный магнитик, стоящий у него на столе. В поле этого магнитика висит крупинка графита; она мала, не больше спичечной головки, но это только начало удивительной выставки. В следующем приборчике два магнитных брусочка расположены между стоек так, что их одноимённые полюсы расположены друг над другом. Верхний брусок неподвижно висит над нижним, и если нажать на него пальцем, то можно почувствовать, как сильно сопротивляется магнитное поле, — кажется, что между брусками находится невидимая пружина. В таких условиях мог бы висеть и легендарный гроб Магомета.

И, наконец, вам покажут основной прибор: два медных кольца, расположенных одно над другим. Их диаметр не более десяти сантиметров. К кольцам подведён электрический ток. Здесь же лежат тяжёлые металлические шары. Возьмём один из них (только осторожно, не уроните его себе на ногу) и попробуем просунуть через верхнее кольцо, Оказывается, это не так-то просто сделать. Магнитное поле, точно тугая сетка, натянутая в кольце, не пускает шар. Но вот с огромным усилием вам всё же удаётся просунуть его через кольцо. Теперь не бойтесь, отпускайте руку, шар будет спокойно висеть в пространстве между кольцами — «индукторами», как их называют в научной литературе, — ему не даст упасть магнитное поле нижнего кольца. Форма индукторов подбирается так, чтобы магнитное поле не только поддерживало шар, но и не давало уходить ему в сторону. Создаётся нечто вроде гамака, в котором и покоится металлический шар.

А зачем нужно это устройство, неужели просто так, чтобы поразить воображение посетителей?

Сейчас в науке и технике всё большее применение находят редкие металлы, такие как тантал, титан, цирконий и другие. Сплавы, созданные на их основе, обладают очень нужными для промышленности и научных исследований свойствами. Например, титановые сплавы чрезвычайно тугоплавки. Но вот беда, изготовить их очень трудно. Сами редкие металлы плавятся при высоких температурах (более 2,5 тысячи градусов для молибдена и ещё на тысячу градусов выше для вольфрама). Вот и расплавь их! Для этого требуются специальные печи. Обладают они и ещё одним «нехорошим» свойством — чрезвычайной активностью. Попробуйте расплавить ниобий в тигле. К концу плавки его там и не останется, он химически соединится с материалом тигля, станет его частью. Чего только не пробовали учёные, какие огнеупорные вещества не использовали для изготовления тиглей, и всё напрасно. Правда, с помощью невероятных ухищрений учёным всё-таки удавалось получать нужные им материалы необходимой чистоты, но затраты на их производство были настолько велики, что даже мельчайшие их крупинки хранились в сейфах как настоящие драгоценности.

Как же быть, как сделать редкие металлы чистыми и дешёвыми? Очевидно, следовало проводить все операции так, чтобы металлы не соприкасались ни с чем, а следовательно, и не пачкались. Плавку требовалось проводить в пустоте. Вот здесь-то и помогло учёным парение металлов в переменном магнитном поле.

Кусочек металла помещается в специальной вакуумной камере между магнитами-индукторами. Здесь он и покоится всё время, пока индуктор подключён к высокочастотным генераторам. Но «подвесить» металл — это ещё полдела. То же самое магнитное поле, которое делает его невесомым, может и расплавить его. Увеличим частоту поля, и вот уже наш кусочек металла прямо на глазах начинает нагреваться. Через две-три минуты мы уже не можем смотреть на него без тёмных очков, так ослепительно сияет это маленькое солнце — его температура сейчас две-три тысячи градусов. Все примеси испаряются от этого нестерпимого жара. Плавка окончена; щелчок переключателя, и вскоре остывший металлический шарик чистейшего металла извлекается из установки.

— Скоро ни один исследователь новых материалов не сможет обойтись без установки для электромагнитной подвески и плавки, — говорит Александр Александрович Фогель. — Они станут такими же необходимыми приборами, как микроскопы. Недаром разработкой этой методики занимаются ведущие фирмы и университеты США, Канады, Австрии, ФРГ. За ней большое будущее.

И это действительно так. Ведь при помощи разработанной в Физико-техническом институте установки можно не только получать сверхчистые материалы, а и изучать их свойства в жидком состоянии, изучать взаимодействие с различными газами. Можно исследовать и такие важные вопросы, как смачивание материалов: ведь, меняя магнитное поле, можно капельку расплавленного металла очень осторожно, без удара, опустить на какую-нибудь подложку из исследуемого материала и проследить, как она растекается. В общем, у магнитного поля-металлурга работы хватает.

ИЗ ЗАПИСОК ЛЮБОЗНАТЕЛЬНОГО АРХИВАРИУСА

Однажды во время своего обучения в Геттингене Нильс Бор плохо подготовился к коллоквиуму. Его доклад был слабым, но Бор не растерялся и под конец с улыбкой сказал:

— Я выслушал здесь столько плохих выступлений, что прошу расценить моё сегодняшнее выступление как наилучшее.

Польский математик Альфред Элерт в свободное время занимается любопытным делом. С помощью сложных математических формул он рассчитывает и шьёт одежду. «Я работаю без примерок. Сообщите только свои вес, рост, ширину в плечах, размер талии и приходите через два дня за готовым костюмом». И портной-математик никогда не ошибается. Правда, рассчитать отличный костюм не так-то просто, вычисления сложны. Элерт написал об этом книгу, и первыми читателями её стали не портные, а учёные польского Института прикладной математики.

Можно ли научить дельфинов печатать на машинке? Это и хотят проверить два шведских учёных Карл Фицтелиус и Эрик Фабрициус. Для опытов в зоопарке небольшого городка Кольморден в Швеции построен специальный бассейн. На его дне установлены особые пишущие машинки со сложным электронным оборудованием, световые табло, звуковая сигнализация. Учёные хотят обучить нескольких дельфинов печатать на машинке и затем читать написанное. Опыты, надеются учёные, помогут узнать, каким же образом дельфины общаются между собой, какой он — дельфиний «язык».

А. Кондратов МОЛОДАЯ НАУКА О ДРЕВНОСТЯХ (Археология и техника XX века)

Термин «археология», состоящий из двух греческих слов: «архаиос» — древний и «логос» — знание, впервые встречается в сочинениях античного философа Платона (кстати сказать, Платон является автором и другого термина — «кибернетика», то есть «наука об управлении»).

Истоки археологии, науки о древностях, восходят к очень давним временам. Две с половиною тысячи лет назад по приказу вавилонского царя Набунаида производились раскопки фундаментов древних храмов и дворцов: царь хотел отыскать вещественные доказательства событий прошлого, не полагаясь на одни только рассказы легенд и хроник.

«Отец истории» — Геродот — может быть назван если не «отцом», то «дедом» археологической науки: он первым стал обращать внимание в исторических исследованиях на вещественные памятники прошлого, тщательно описывая египетские пирамиды, древние поселения на сваях, царские могилы и т. п.

В средневековой Европе никто не продолжил дело, начатое историками античности. Напротив, случайные находки древних статуй, памятников архитектуры и живописи объявлялись «языческими» и «богомерзкими» и, как правило, уничтожались суеверными людьми. И лишь с наступлением эпохи Возрождения с необычайной силой проявляется интерес к памятникам старины, и прежде всего — к произведениям античного искусства. Знатоками древностей, их собирателями и ценителями становятся не только учёные, но и графы, князья, кардиналы и даже римские папы.

Правда, главный интерес любителей древностей в эпоху Возрождения был направлен на то, чтобы отыскать новые произведения искусства, украшения, надписи, храмы, раскопать богатый клад или гробницу. Никакому систематическому описанию, никакой научной обработке открытые предметы не подвергались. И лишь в XVIII веке начинаются первые попытки осмыслить находки, привести их в систему, сравнить друг с другом, тщательно обмерить и описать.

В 1718 году император Пётр I издаёт два «археологических» указа, где повелевает собирать «старые надписи, старое оружие, посуду и всё, что зело старо и необыкновенно» и отправлять находки в музей-Кунсткамеру. При этом «всему делать чертежи, как что найдут». Через год в Западной Европе выходит в свет десять огромных томов, написанных Монфоконом — первая попытка обобщить многочисленные находки памятников античной культуры.

В начале XVIII века начинаются раскопки римского города Геркуланума, погибшего при извержении Везувия около двух тысячелетий назад. В 1748 году начинаются раскопки другого погубленного Везувием города — Помпей.

Год за годом раскапывая эти мёртвые города, учёные постепенно приходят к мысли, что не только статуи и произведения искусства представляют интерес: ведь вулканический пепел Везувия, обрушившись на Геркуланум и Помпеи, погребя их, как бы законсервировал на многие столетия эти античные города, сделал «каменные фотографии» жизни и быта древних римлян.

«Идеи новых, научных приёмов раскопок, зародившиеся в Помпеях и Геркулануме, прошли долгий путь развития, потребовали работы многих выдающихся умов, пока не была выработана современная научная методика археологических исследований, продолжающая совершенствоваться с каждым годом», — пишут советские учёные Монгайт и Амальрик в книге «В поисках исчезнувших цивилизаций».

Раскопки мёртвых городов античности дали мощный толчок к рождению новой науки — археологии.

Археология — это наука, изучающая историческое прошлое человечества по вещественным источникам: остаткам зданий, местам погребений, оружию, утвари, украшениям. А так как источники эти обычно погребены в земле, можно сказать, что археология является историей, вооружённой лопатой.

Археология произвела переворот в исторической науке. Ведь она расширила горизонт истории так же, как телескоп расширил поле зрения астрономии…

Так характеризуют свою науку археологи, люди, доставшие для человечества из-под земли — в буквальном смысле слова! — новые, казалось бы, бесследно исчезнувшие миры.

Подлинный расцвет археологии начался в прошлом веке, когда были открыты и исследованы богатейшие памятники Древнего Египта, раскопаны города Двуречья, найдена легендарная гомеровская Троя, вскрыты гробницы-курганы скифских царей, обильные золотыми изделиями. Недаром этот период называют «героическим веком археологии». Но и в нашем, XX веке были открыты не менее величественные постройки и города, не менее развитые и самобытные цивилизации, не менее богатые клады.

Европа, Азия, Африка, Америка, Австралия и Океания — все континенты, кроме необитаемой Антарктиды, вошли в поле зрения современных археологов. Но не только по географическому охвату превосходит наука о древностях нашего века археологию века минувшего. Ведь археологам нашего столетия служит техника, о которой не могли и мечтать учёные XIX века.

Руины исчезнувших городов, следы погибших цивилизаций очень часто находятся там, где ныне царствуют пески или джунгли. В середине прошлого столетия после долгих скитаний в труднопроходимых зарослях Гватемалы американский исследователь Стивенс обнаружил памятники культуры цивилизации майя, самой развитой в Новом свете. После утомительных путешествий по бесплодным пескам пустыни Гоби русский путешественник П. К. Козлов открыл «мёртвый город» Хара-Хото, столицу некогда могущественной державы тангутов, варварски уничтоженной ордами Чингисхана.

Ныне поиски строений и городов древних майя ведутся с помощью аэрофотосъёмки. С борта самолёта были сфотографированы перед раскопками руины Древнего Хорезма, почти полностью погребённые песками. Аэрофотосъёмка помогла советским археологам вести продуманные и тщательно спланированные раскопки, в результате которых была открыта самобытная хорезмийская цивилизация.

С помощью «всевидящего ока» аэрофотосъёмки не так давно итальянские археологи обнаружили порт Спину — город, созданный загадочным народом этрусками, «учителями» римлян (римляне, в свою очередь, были «учителями» народов Западной Европы; значит, этруски могут быть названы «учителями учителей»). Из сообщений античных историков было известно, что город Спина существовал две тысячи лет назад и находился в дельте реки По. Дельта По была заснята с воздуха. И на снимках учёные увидели своеобразный «план города», ушедшего под землю. На том месте, где когда-то протекал канал Спины, трава росла очень густо и образовывала на снимках тёмные полосы. А светлые линии обозначили места стен и строений — ведь здесь трава росла очень плохо или совсем не росла. Получив такой «аэрофотоплан» Спины, археологи достигли блестящих результатов, проведя планомерные раскопки древнего порта этрусков. Не будь в их распоряжении современной техники, учёным пришлось бы копать «вслепую», на ощупь, при раскопках могли быть повреждены памятники, как это неоднократно случалось с археологами XIX века.

Чаще всего от раскопок «вслепую» страдали гробницы. Ведь строение склепа до начала исследования неизвестно археологу. А любое неосторожное действие может обратить в прах ценнейшие вещи, законсервированные в гробнице. На помощь современной археологии и здесь пришла техника XX века.

Чтобы отыскивать подземные месторождения нефти, руд или вод, геологи разработали метод электроразведки. Заключается он в следующем: через грунт пропускается электрический ток и в зависимости от сопротивления этого грунта определяется его состав: есть ли под толщей земли вода, руды, нефть. С помощью электроразведки ищут подземные погребения современные археологи: ведь сопротивление тока сразу станет иным, едва только «электроразведчик» натолкнётся на склеп.

И позже, когда погребение найдено, археолог обращается к технике — только уже не к «электроразведчику», а к фотозонду. До начала раскопок в найденном погребении бурится почва. В отверстие опускается специальный фотоаппарат с электронной вспышкой. С её помощью делаются снимки внутренности гробницы. И лишь затем, уже зная — по сделанным снимкам — устройство погребения, археологи приступают к раскопкам.

Изобретение акваланга позволило человеку начать завоевание «голубого континента» — морей и океанов. С помощью аквалангов археологи начали поиски на дне морском. В наши дни делает свои первые шаги подводная археология.

Античные авторы говорят о Диоскурии, городе, основанном греческими колонистами на черноморском побережье Кавказа. Но тщетно искали археологи остатки этого города до тех пор, пока они не «вооружились» аквалангами. Исследования под водой показали, что Диоскурия покоится на дне Сухумской бухты. Учёным удалось поднять со дна замечательные произведения античного искусства и памятники древнегреческой культуры, существовавшей на черноморском побережье Кавказа.

Не так давно греческий археолог Галанопулос обнаружил другой «подводный город», находящийся в Эгейском море, возле острова Санторин. Город опустился на дно морское после грандиозной катастрофы, произошедшей около трёх с половиною тысяч лет назад… Не отголоском ли этой трагической гибели является легенда об Атлантиде, о которой поведал человечеству Платон?

Галанопулос считает, что ему удалось найти следы легендарной Атлантиды. Но другие учёные против этой гипотезы. Ведь руины подводного города возле Санторина ещё не исследованы. А кроме них, существуют и другие «кандидаты» на право считаться остатками Атлантиды: древние сооружения на дне Средиземного моря вблизи острова Мальта, остатки городов на дне Северного моря, поселения, поглощённые дельтами рек Испании…

Не так давно доктору исторических наук Л. Н. Гумилёву удалось разыскать остатки «русской Атлантиды» — Хазариды. О хазарах учёные хорошо знали из исторических документов. Но найти следы их культуры, поселения, гробницы, оружие и т. д. никак не удавалось. Гумилёв доказал, что главные города Хазарии находятся на дне Каспийского моря и Волги, которая несколько раз меняла русло за последнее тысячелетие.

Первые же исследования с аквалангом подтвердили это: на волжском дне были обнаружены памятники хазарской культуры.

Нет сомнения в том, что успехи в освоении «голубого континента» принесут новые открытия и археологи всё чаще начнут обращаться не только к недрам земли, но и ко дну морей и океанов в поисках ответов на загадки древней истории.

Когда произошло то или иное событие?

Чем глубже в земле найден археологом предмет, тем он древнее. Изучая расположение слоёв по отношению друг к другу, можно установить хронологию событий. Но хронология эта, к сожалению, будет относительной, условной. Мы будем знать лишь, что событие «А» или город «Б» древней, чем событие «В» или город «Г», но не будем знать абсолютного, точного времени. А знать его необходимо, иначе мы не сможем сравнивать разные культуры и цивилизации, которые не имели контакта между собой. В самом деле: что древнее — статуи острова Пасхи или египетские пирамиды? Храмы Двуречья или Древней Мексики? Монументальные каменные сооружения Европы или похожие на них монументы Кавказа и Океании?

Хроники, летописи и другие письменные документы часто сообщают даты. Каждая из этих дат имеет своё «начало отсчёта». Для христиан это мифическое «сотворение мира» или «рождество Христово», для мусульман — «год хиджры», связанный с пророком Магометом и его деяниями, для древних римлян — «день основания Рима». Все эти «точки отсчёта» нетрудно согласовать с нашей хронологией и перевести мусульманские, христианские или древнеримские даты на даты наших дней. «Год хиджры» — это 622 год н. э., «день основания Рима» — это 754 год до н. э., а «сотворение мира», согласно библии, произошло около 7000 лет назад.

У индейцев майя существовал очень точный календарь (достаточно сказать, что, вычисляя длину лунного месяца, они ошиблись всего лишь на 0,00027 дня, а ведь единственными «астрономическими приборами» у майя были глаза!). И календарь этот имел две «точки отсчёта», подобные христианскому «сотворению мира» и «рождеству Христову» — только дата сотворения мира у майя была отнесена не на семь тысячелетий, а на 5 000 000 лет до наших дней!

Ну, а как быть, когда в распоряжении археолога нет письменных дат? И даже таких косвенных источников, как родословные, упоминания летописцев о «большом пожаре» или «небесном затмении», или «правлении царя такого-то»? Можно ли тогда определить время происходивших событий?

Долгое время археологам приходилось довольствоваться относительной хронологией. Лишь совсем недавно, уже после второй мировой войны, американскому учёному Либби удалось найти способ определения абсолютного времени (за это открытие он получил Нобелевскую премию). Для этого нужно иметь лишь древесные остатки, золу или какие-либо другие следы органических веществ. В состав всех организмов входит изотоп углерода С₁₄ — радиоактивный элемент, который образуется под воздействием космических лучей. Изотоп этот поглощается растениями из атмосферы, а через растительную пищу попадает во все живые существа нашей планеты.

Образование изотопа возможно лишь при жизни организма. Как только наступает его смерть, начинается распад радиоактивного С₁₄ — и распад этот происходит со строго определённой скоростью. А это означает, что в лаборатории можно найти почти точную дату археологического памятника, определив, сколько С₁₄ в нём содержится.

Археологи прошлого и начала нынешнего века вели долгие споры о том, какие памятники древней — Старого Света, Америки или Океании. Благодаря «атомным часам», изотопу углерода С₁₄, спор этот ныне решён. Высокие цивилизации, родившиеся в долинах Нила, Тигра, Евфрата, Инда, имеют возраст, равный 5—6 тысячелетиям. А самые ранние монументальные постройки в Америке стали возводиться несколько тысячелетий спустя — в VI, V, III столетии до н. э. Гигантские статуи острова Пасхи имеют ещё более молодой возраст — их начали высекать лишь в XI веке нашей эры. А ведь были предположения, что возраст статуй острова Пасхи равен 10—12 тысячелетиям, а возраст некоторых сооружений Древней Америки, например Ворот Солнца, расположенных возле озера Титикака в Боливии, — 25 000 и даже 200 000 лет!

Датировка с помощью «атомных часов» показала, что цивилизации Старого Света намного древней цивилизаций Америки и Океании, и помогла решить многие другие спорные вопросы хронологии. Но датировка эта возможна лишь в пределах отрезка времени, равного 60 000 лет. За более долгий срок изотоп распадается полностью. А возраст многих памятников археологии, например костей предков человека, первых его стоянок и жилищ, достигает сотен тысяч лет. Здесь археологи прибегают к другим методам определения возраста памятников. Количество фтора в костях, наличие других химических компонентов в кости позволяет лабораторным путём приблизительно определять время гибели животного, останки которого найдены рядом со следами пребывания древних предков людей.

Криминалистика — это наука о раскрытии преступлений. На помощь следователям приходят достижения современной науки и техники, рассказ о которых потребовал бы не один десяток страниц. Но причём здесь археология?

Оказывается, криминалист может оказать весьма существенную помощь археологу, а в некоторых случаях им приходится решать почти одинаковые задачи. Трассиология — это название существует и в криминалистической науке, и в археологической. Так называется особая отрасль знания, изучающая следы. Только криминалистов интересуют следы, оставляемые преступником (вмятины от пуль и т. п.), а археолога — следы изнашивания инструмента и следы обработки на древних изделиях.

Следы позволяют определить, какая работа производилась тем или иным орудием, по какому материалу и каким способом. Оказывается, все основные процессы труда — сверление, прокалывание, пиление, резание, рубка, строгание, затачивание, скобление, шлифование, копание земли и т. д. — отражаются в следах изнашивания орудий, имеют свои особые «законы изнашивания».

Имеют свои закономерности и следы обработки на древних изделиях. С их помощью можно выяснить, какими орудиями и какими способами сделаны эти памятники. Для изучения следов изнашивания орудий, так же как и следов обработки, археологи прибегают к услугам современной техники — к бинокулярной лупе, к стереофотографированию.

В районе Берингова моря были найдены древние гарпуны. Американские археологи решили, что они выполнены орудиями из камня и, следовательно, относятся к очень древним временам, до контакта эскимосов с европейцами. Советские археологи провели трассиологическую экспертизу гарпунов, исследовав их с помощью бинокулярной лупы и стереофотографирования. И экспертиза показала, что гарпуны сделаны орудиями из железа: значит, их возраст совсем не так велик, они выполнены после того, как эскимосы получили от европейцев железные орудия труда.

В том, что археология некоторыми своими приёмами смыкается с криминалистикой, «нет ничего удивительного, — замечает известный ленинградский археолог, один из создателей „археологической трассиологии“ доктор исторических наук С. Семёнов, — уподобляясь следователям-криминалистам, учёные по древним орудиям труда восстанавливают картину становления человека и организации человеческого общества».

Дактилоскопия, изучение отпечатков пальцев, является одной из самых важных и разработанных областей криминалистики. Ныне к её услугам начинают прибегать и археологи. В отпечатках пальцев, учит дактилоскопия, проявляется неповторимое своеобразие кожных узоров каждого из многих миллиардов нынешних, будущих или прошлых обитателей Земли. Но оказывается, кроме своеобразия, в кожных узорах есть и общие черты для разных групп людей, рас, народов. Так, например, на пальцах у пигмеев, обитателей джунглей Конго, имеется узор из 9 так называемых «дельта», у русских, в среднем, этих «дельта» — 12, у бурят — 14 или 15, а у эскимосов — 18. Значит, найдя древний предмет, сохранивший отпечатки пальцев, археолог может установить, кто держал его в руках, какому народу он принадлежал.

Чаще всего отпечатки пальцев оставались на изделиях из глины, выполненных вручную, ибо в те давние времена человечество не знало ещё гончарного круга. Дактилоскопия не так давно помогла ответить на вопрос, который не могла решить археология прошлых дней: кто изготовлял изделия из глины в те давние времена, мужчины или женщины? Ведь не только каждая нация, но и каждый пол — мужской или женский — имеет свои характерные узоры в отпечатках пальцев.

Тщательно исследовав горшки из глины, сделанные вручную — ведь обжиг сохранил на них следы отпечатков пальцев создателей, — археологи пришли к выводу, что производство горшков было женским делом, отпечатки имели характерные «женские» узоры.

Создатели горшков и других изделий из глины украшали свои произведения орнаментом и росписями. Археологи уже давно научились распознавать по этим украшениям национальность их творцов, а также время создания изделий из глины. Так, например, если на территории СССР найден красный сосуд, на котором искусно изображены чёрным лаком человеческие фигуры и сцены из жизни, это означает, что сосуд изготовлен греческими колонистами и возраст его не древней VII века до н. э. — даты появления греков на Черноморском побережье. Если же найден горшок, прочерченный волнистыми параллельными линиями, то его создатель — представитель какого-либо славянского племени времён Киевской Руси и т. д.

В наши дни археологи проводят более тщательные и тонкие исследования, которые заставляют «рассказать» древние изделия из глины о своих создателях. Чтобы установить различия в качестве обжига и глины, с черепков срезают «шлифы», тончайшие пластинки, и фотографируют их через микроскоп. Чтобы установить, происходят изделия из одного и того же селения или же из разных, их помещают в атомный реактор, облучают, а затем проверяют возникающую от облучения радиоактивность. Если изделия вылеплены из глины, взятой в одном и том же месте, у них должна быть одна и та же радиоактивность.

Чтобы найти точный химический состав глины, черепки подвергают спектральному анализу. Крупинки глины сжигаются, луч пламени проходит через стеклянную призму и разлагается на радужную полосу света. Каждый химический элемент имеет свой «паспорт», свои особые цветные линии — и по ним археологи узнают химический состав глины, а следовательно, и место, откуда эта глина была взята.

Иногда археологи прибегают к помощи химиков. Но химические методы анализа, как правило, ведут к уничтожению исследуемого предмета: он или сжигается (как, например, при спектрографии или датировке с помощью радиоактивного углерода), или растворяется. А нельзя ли оставить предмет в неприкосновенности? Ведь среди предметов, нуждающихся в химическом анализе, есть очень ценные произведения искусства, тексты, монеты.

Оказывается, можно. Позволяет это сделать так называемый актиционный метод анализа. Исследуемый предмет облучается потоком нейтронов. Нейтроны взаимодействуют с ядрами элементов и вызывают радиоактивность. Измерив её, можно определить, из каких элементов состоит предмет и каково содержание того или иного элемента в нём — причём сам предмет останется в неприкосновенности!

Но, пожалуй, самые интересные исследования с применением «атомной» техники XX века в археологии ведутся египетскими учёными: с их помощью, быть может, удастся разгадать тайну самых монументальных сооружений древности — пирамид.

Ещё в прошлом веке археологи тщательно исследовали грандиозные гробницы — пирамиды фараонов Древнего Египта. Оказалось, что большинство из них ещё в глубокой древности разграблено. Но ведь в пирамидах, по всей вероятности, существуют многие потайные камеры, коридоры, помещения, спрятавшиеся за толстыми стенами, надёжно замурованные. Быть может, их удастся отыскать в толще камня?

Конечно, рентгеновские лучи не способны одолеть колоссальные, достигающие ста пятидесяти метров толщины (!) массивы камня. А вот космические лучи могут это сделать. Пронизывая пирамиду по разным направлениям, они оставят следы на фотоплёнке. С помощью электронно-вычислительной машины можно произвести обработку данных, которые несёт каждая частица, а затем составить «космическую рентгенограмму». Если по какому-либо из направлений пойдёт больше частиц, чем по остальным, это будет означать, что в данном направлении — пустота, скрытая камера или коридор.

Профессор Каирского университета Ф. Бедиеви начинает составление «космической рентгенограммы» с пирамиды фараона Хефрена, которая с давних пор вызывала «подозрения» археологов. В самом деле: внутреннее устройство этого гиганта из камня чересчур уж просто. Тут нет никаких хитрых ловушек, ложных ходов, колодцев и тому подобных устройств, которые имеются почти во всех пирамидах. Погребальная камера пирамиды Хефрена ничтожно мала, и доступ к ней лёгок; при исследовании этой камеры археологи нашли лишь пустой саркофаг.

Но, быть может, Хефрен был хитрей своих предшественников и эта погребальная камера — ложная? А на самом деле настоящая гробница фараона надёжно замурована в гигантской глыбе пирамиды? Ведь в ней может упрятаться не один десяток потайных коридоров и камер.

Ответ на этот вопрос дадут исследования с помощью космических лучей. Через полтора — два года. Если эксперимент пройдёт удачно, археологи и физики обратятся к самой величественной из пирамид Египта — пирамиде Хеопса, отца Хефрена.

На строительство этой пирамиды пошло два с лишним миллиона огромных каменных блоков. Если бы их погрузили на поезд, то железнодорожный состав протянулся бы от Парижа до Волгограда и обратно! А между тем, исследовав гигантскую гробницу, учёные увидели, что гранитный саркофаг — гроб фараона — пуст. И нет уверенности в том, что в нём вообще лежало тело Хеопса.

Быть может, настоящие захоронения Хеопса и его сына Хефрена на самом деле ещё не открыты? И с помощью «космических рентгенограмм» посчастливится их найти? Если это сбудется, археологов ожидает находка величайшей ценности.

И поныне самым большим кладом золота считается клад, найденный в гробнице фараона Тутанхамона, по счастливой случайности избежавшей разграбления (единственная из всех пирамид!). Около двухсот килограммов золота нашли археологи в этой гробнице, а кроме того, великолепные украшения, массу драгоценных камней и другие ценности.

А ведь фараон Тутанхамон — это незначительный правитель Египта, царствовавший в эпоху упадка, умерший восемнадцати лет от роду и ничем себя не прославивший. Трудно даже представить себе те неисчислимые богатства, которые могут содержаться в погребальных камерах Хефрена и Хеопса, одних из наиболее могучих властителей Египта, если с помощью космических лучей учёным удастся отыскать потайные ходы и камеры в толще гигантских сооружений.

Ну, а если «космическая рентгенограмма» покажет, что никаких потайных ходов, коридоров и камер в пирамидах нет? Тогда станет ясно, что пирамиды сооружались не для погребения сокровищ, а с какой-то иной целью. С какой? На это ответят будущие исследования. Ясно одно — что они будут вестись с помощью средств, которые даёт в руки археологов современная техника. Археология год от года совершенствует свои методы, вооружается лучшими достижениями техники XX века для проникновения в толщу веков и тысячелетий.

Ирина Фрейдлин В ДЕБРЯХ МИКРОМИРА

Вам известно о существовании «царства Вира»? А ведь это не художественный вымысел и даже не изобретение романтически настроенного публициста — нет, это научный термин, принятый в 1965 году в Париже Международным номенклатурным комитетом вирусологов.

Царство Вира — лишь одна из держав микромира, насчитывающая наибольшее количество «подданных». Правда, население микромира с трудом поддаётся учёту, ввиду невероятной скорости размножения и неуловимо быстрой смены поколений. Но путём теоретического подсчёта можно легко убедиться в том, что общий вес протоплазмы микробов, обитающих на земле, во много раз больше веса протоплазмы всех животных и людей, вместе взятых.

Такая «весомость» микромира невольно наводит на размышления о его роли в нашей жизни.

Что это: антимир или дружественный лагерь? Возможно ли мирное сосуществование, или мы обречены на борьбу миров?

Не так просто ответить на эти вопросы.

Микромир многообразен и противоречив. Среди его обитателей есть и вреднейшие паразиты, и безвредные, во многом даже полезные представители — сапрофиты (организмы, питающиеся мёртвым органическим материалом).

Пожалуй, можно попытаться условно разделить весь микромир на две части: антимир болезнетворных микробов — паразитов и дружественный лагерь мирно сосуществующих с нами микробов. Мельчайшими и злейшими паразитами являются вирусы, вызывающие у человека оспу, бешенство, грипп, полиомиелит.

Но ведь есть вирусы, которые являются паразитами бактерий. Их называют бактериофагами. Как быть с ними, к какому лагерю их причислить?

Было бы крайне несправедливо отнести их целиком к антимиру паразитов: ведь для человека они безвредны, даже полезны. Приспособившиеся к паразитизму на бактериях, в том числе и на болезнетворных, они неотступно сопутствуют своим хозяевам, составляя своеобразную «пятую колонну» в стане наших врагов-паразитов, подрывая антимир изнутри.

Со дня открытия бактериофагов прошло более 50 лет. Полувековая история учения о бактериофагии достаточно драматична и поучительна.

Великие открытия нередко делаются случайно.

В 1910 году любознательный микробиолог Феликс Д'Эррель, уроженец Канады, француз, занялся изучением… поноса у саранчи, нашествие которой застало его в Мексике. Ему удалось выделить от больных насекомых возбудителя поноса — особый вид бактерий.

Рассматривая агаровые пластинки, засеянные этими бактериями, Д'Эррель обнаружил непонятные проплешины на сплошном газоне роста микробов — стерильные пятна, в пределах которых бактерии то ли не выросли, то ли растворились под влиянием чего-то или кого-то.

Почему эти пятна привлекли внимание учёного? Вероятнее всего, случайно. Он сам вспоминал позже, что явление это заинтересовало его, «хотя в сущности в нём не было ничего необыкновенного, скорее оно было настолько заурядным, что многие бактериологи и раньше наблюдали его».

Д'Эррель, работавший в то время в Пастеровском институте в Париже, взял на себя смелость выдвинуть и отстаивать свою гипотезу для объяснения непонятного явления. Он предположил, что гибель бактерий, их лизис (растворение) вызывается особым мельчайшим фильтрующимся вирусом. Чтобы доказать это, он приготовил фильтрат из бульонной культуры поражённых бактерий и смешал этот фильтрат с нормальными бактериями. Смесь была засеяна в бульон и на чашки с агаром. Картина полного лизиса бактерий под действием фильтрата, которую увидел Д'Эррель, вызвала в нём бурю восторга. «Бактерии растворились, как сахар в воде!» — взволнованно воскликнул он.

Учёный окрестил своих любимцев «бактериофагами» — пожирателями бактерий.

Д'Эррель дожил до того дня, когда электронный микроскоп дал возможность воочию увидеть бактериофагов. Когда его спросили, доволен ли он этим, он ответил: «Возможность заглянуть бактериофагу „в лицо“ добавила лишь несколько деталей к сложившемуся у меня представлению о нём. Мне не было ни малейшей необходимости видеть его, чтобы поверить в его существование».

Судьбы открытий, так же как судьбы людей, складываются по-разному.

Вначале очень немногие всерьёз приняли открытие бактериофага. Большинство микробиологов упрямо продолжали считать его плодом фантазии Д'Эрреля, лабораторным курьёзом.

Однако это ничуть не обескуражило Д'Эрреля. Он завершил и опубликовал свои исследования о природе бактериофага. В 1921 году они вышли отдельной книгой.

Не ограничившись выпуском книги, Д'Эррель, неутомимый путешественник, насаждает учение о бактериофагах в разных странах.

Интересно, что наиболее раннее признание получили бактериофаги у нас в стране. Под руководством самого Д'Эрреля, который работал в Советском Союзе с 1934 по 1936 год, а потом под руководством его учеников и последователей в Тбилиси, Киеве и Харькове возникают научно-исследовательские и производственные институты, занятые проблемой бактериофагии. Советских микробиологов заинтересовала возможность практического применения бактериофагов для борьбы с болезнетворными бактериями. Их попытались поставить на службу медицине.

В 20-е годы медицинская литература была буквально наводнена работами по фаготерапии. Но бактериофаги, исправно атаковавшие бактерии в пробирках и на чашках, часто оказывались совершенно не боеспособными в организме больного. Вирусы были очень не стойки, чувствительны к действию разных факторов внешней среды. Быстро погибали они, например, в кислой среде желудочного сока. Болезнетворные микробы, со свойственным им коварством, удивительно быстро приспосабливались к обществу своих «внутренних врагов», приобретая какую-то непонятную устойчивость к их действию.

Однако некоторые бактериофаговые препараты вышли с честью из лабораторных испытаний и шагнули в лечебную практику. Например, противохолерный бактериофаг стал надёжным оружием в борьбе с эпидемическими вспышками этой страшной болезни.

Но только начали бактериофаги входить в доверие и приобретать авторитет в медицинских кругах, как им снова не повезло.

Дело в том, что как раз в это время благодетельным ливнем хлынул на человечество поток синтезированных химиками лечебных препаратов, а чуть позже — антибиотиков.

Спасительный стрептоцид, магический пенициллин начисто затмили бактериофагов своим непререкаемым могуществом. Славные Д'Эррелевские вирусы были почти повсеместно забыты.

Фортуна вновь улыбнулась заброшенным бактериофагам через какой-нибудь десяток лет. Вспомнили о них и неблагодарные медики: их всё чаще стали подводить хвалёные антибиотики, к которым большинство болезнетворных микробов потеряло чувствительность.

Но своим вторым рождением бактериофаги обязаны, как ни странно, не врачам и даже не биологам, а физикам.

Как же фаги удостоились внимания физиков? С чего началось их триумфальное шествие в генетику, биохимию, молекулярную биологию, радиобиологию?

В 30-е годы самой «модной» наукой в Европе стала генетика. Проблемы наследственности волновали самые различные слои общества.

В те годы в Берлине формируется кружок молодых физиков-экспериментаторов, которые считали, что новая, квантовая физика должна прийти на помощь биологии, чтобы найти правильное материалистическое объяснение явлений наследственности. Бурные собрания этого кружка, на которых велись нескончаемые споры, посещал и Макс Дельбрюк, только что окончивший физический факультет Геттингенского университета.

В 1937 году произошло первое знакомство Дельбрюка с фагами в стенах Калифорнийского технологического института. С первого взгляда он понял, какими неоценимыми преимуществами обладают эти вирусы для изучения механизма биологического самовоспроизведения. Все модели, на которых до этого изучались генетические закономерности, были слишком сложными.

Дельбрюк, со свойственным ему физико-математическим мышлением, искал «единицу» наследственности, поддающуюся измерению и учёту. Он нашёл такую «единицу» в лице фага.

Ему были известны работы венгерского химика М. Шлезингера, который впервые выяснил химический состав фагов и обнаружил, что фаги удивительно напоминают хромосомы — носителей наследственной информации любых живых клеток. Они не содержат ничего «лишнего», только нуклеиновую кислоту (ДНК) и белок. Чем не единица наследственности, к тому же живая, активно самовоспроизводящаяся и «в чистом виде»!

Возможность точного количественного учёта инфекционных частиц фага, то есть частиц, способных атаковать бактерий, была показана ещё самим Д'Эррелем. Дельбрюк установил, что каждая отдельно взятая бактериальная клетка, заражённая фагом, через полчаса высвобождает несколько сотен его потомков, а сама разрушается. Тогда перед исследователями во весь рост встал основной вопрос: каким образом родительскому фагу удаётся стократно воспроизвестись внутри заражённой бактериальной клетки за какие-нибудь полчаса?

Ответ на этот вопрос должен был приоткрыть завесу над наиболее таинственными механизмами наследственности, характерными для всех живых организмов.

Фаг стал моделью, орудием для изучения основ наследственности в руках физиков, биологов и биохимиков из группы, которую возглавил Дельбрюк, покинувший Германию и обосновавшийся в США после прихода Гитлера к власти. В течение десяти лет эта группа заложила фундамент совершенно новой области знаний, которая получила название молекулярной биологии.

Многое из того, что мы знаем о молекулярных основах наследственности, так или иначе связано с исследованиями, проведёнными на фагах.

Не кто иной, как фаги позволили получить совершенно конкретное представление о материальном носителе наследственности.

Наблюдая за процессами деления сложно устроенных, нафаршированных различными химическими веществами клеток, трудно установить, какие из этих веществ ответственны за передачу потомству родительских свойств.

Разобравшись в том, каким образом бактериофаг, состоящий только из белка и нуклеиновой кислоты, умудряется внутри клетки хозяина воспроизвести сотни себе подобных, можно скорее решить вопрос о материальном носителе наследственности. Этот вопрос и был решён с помощью фагов.

Оказалось, что белок фага даже не попадает внутрь клетки хозяина. Из белка построен защитный футляр, окружающий нуклеиновую кислоту, и хвостовой отросток. Хвостом бактериофаг цепляется за поверхность бактериальной клетки. Хвост этот можно сравнить с хоботом слона, так как он полый внутри и может активно сокращаться. Разумеется, это хобот субмикроскопических размеров.

Укрепившись на бактериальной стенке, фаг проделывает кончиком всё того же хвоста микроотверстие, через которое внутрь клетки при активном сокращении хвостового отростка — хобота — впрыскивается нуклеиновая кислота фага. Белковый футляр, сделавший своё дело, остаётся снаружи и в размножении фага не участвует, предоставляя всё дальнейшее одной только нуклеиновой кислоте фага.

Фаговая нуклеиновая кислота оказывается внутри клетки в положении десанта, заброшенного в тылы противника. Времени терять нельзя, и ДНК ведёт себя очень активно. Обладая способностью к самоудвоению, она быстро накапливается в клетке. Одновременно она захватывает все командные высоты в клетке, блокируя нуклеиновую кислоту самой клетки. Клетка оказывается обезглавленной. Из центра на периферию больше не поступает обычных для клетки приказов. Вместо этого фаговая ДНК спешит навязать исполнительным органам клетки свою программу, заставить их работать на себя, строить фаговые белки вместо клеточных. Дезорганизация в стане противника, спровоцированная десантом ДНК, приводит к желательным для фага и губительным для клетки результатам. За какие-нибудь полчаса уже всё готово. Готовые молекулы ДНК закутываются в готовые белковые оболочки, им становится тесно внутри бактерии, клетка лопается, и сотни новорожденных фагов выходят наружу, готовые продолжать дело своих предков. Всё это сделала одна молекула ДНК!

Чем объясняется могущество этой молекулы? Каков язык, на котором ДНК отдаёт свои приказы?

Овладеть языком макромолекул — вот к чему стремятся исследователи. Дело это не лёгкое, пожалуй, даже посложнее, чем расшифровка древнейшей клинописи. Но ключ найден, и тайна постепенно отступает. Этим ключом оказались так называемые мутанты, то есть своеобразные уродцы в семье фагов. Всякий мутант отличается от своих нормальных собратьев каким-то новым свойством или, наоборот, потерей какого-то свойства. Молекулу ДНК мутантного фага подвергают всестороннему химическому анализу, чтобы определить, какое именно звено в цепочке изменено. Ведь именно в этом изменённом звене должна быть записана информация о новом свойстве мутантного фага.

Например, у мутантного фага, который утратил способность прикрепляться к бактериальной клетке, удаётся обнаружить дефект в структуре ДНК: не хватает определённого звена в цепочке. Значит, именно в этом звене была записана программа построения белков фага, ответственных за прикрепление к бактерии. Дефектная ДНК не могла отдать вовремя нужного приказа, и из клетки вышел неполноценный мутантный фаг.

В коллекциях учёных всё больше накапливается таких мутантных фагов, «захромавших на одну ногу», всё больше устанавливается связей, пополняется словарь языка макромолекул.

Другой, не менее сложной проблемой генетики является проблема генетического обмена, в результате которого две особи с разными свойствами дают начало потомству, несущему в себе черты обоих родителей. Вопрос о том, почему один из двух братьев похож на папу, а другой на маму, тоже решается при участии фагов.

Фаги дают исследователю возможность проследить за скрещиванием не организмов и не клеток, а изолированных молекул ДНК. Представьте, что в одну и ту же бактериальную клетку впрыснуты двумя разными фагами две разные молекулы ДНК. Каждая из них немедленно принимается за дело, то есть две цепочки, из которых она состоит, расходятся, и на обеих половинках образуются похожие как зеркальное отражение цепочки. Вскоре молекулам ДНК становится тесно внутри бактериальной клетки. В такой тесноте не мудрено и перепутаться. Какая-то из вновь образующихся цепочек начала «отпечатываться» с одной родительской цепочки, а потом ей «подвернулась» другая родительская цепочка. Вот и получается гибридная молекула ДНК, а после растворения, распада клетки из неё выходит часть фагов, которые похожи на оба родительских фага и в то же время отличаются от каждого из них. Почти как у людей, не правда ли?

Список заслуг бактериофагов перед наукой и человечеством растёт.

Бактериофаги являются прекрасной молекулярной моделью не только для генетиков, но и для исследования таких проблем, как паразитизм.

Бактериофагов приходится причислить к паразитам. Для бактерий — это антимир, как для нас — вирусы оспы или бешенства. Познать законы паразитизма фагов на бактериях — это значит ближе познакомиться с повадками своих собственных паразитов.

Бактериофаги помогли биологам понять самую суть той трагедии, которая разыгрывается в поражённой клетке хозяина. Долгое время действие её развёртывалось как бы за закрытым занавесом. Учёные даже придумали таинственное название «эклипс-фаза» для того периода, когда вирус, проникший в клетку, как бы исчезает в ней до того момента, когда новое поколение вирусных частиц выходит из клетки. На вид (даже если смотреть под электронным микроскопом) в клетке ровным счётом ничего не происходит.

А на самом деле в клетке уже хозяйничает вирусная ДНК, подавляя наследственные механизмы самой клетки, раздавая направо и налево свои приказы, распоряжаясь всеми запасами клетки по своему усмотрению. Зная последовательность этих событий, можно попытаться вовремя вмешаться: помешать вирусу, помочь клетке. Для этого используют различные химические лечебные препараты.

С тех пор, как биологи поднялись на молекулярный уровень исследований, перед ними раскрылись многие секреты «антимира». Установили, какие вещества нужны микробам от наших клеток. Химики синтезировали очень похожие вещества.

Человек принимает лекарство, микробы не замечают подмены и, наглотавшись, погибают, человек выздоравливает.

Труднее всего бороться с вирусами. Проникнув в клетку, они так тесно переплетают свои и её жизненные интересы, так удачно маскируются, что пока просто нет возможности бить по вирусу без риска задеть саму клетку.

Нет, вирусологи отнюдь не собираются складывать оружие. Они выискивают слабое звено в молекулярной цепи явлений вирусного паразитизма, ту «ахиллесову пяту», которую можно будет поражать.

Новорожденный уже с первым вдохом получает первую порцию микробов, которые тут же деловито начинают обживать его носовую и ротовую полость. К концу первых суток жизни из организма ребенка удаётся выделить более 12 видов микробов. К десятому дню количество удваивается. В одной капле слюны взрослого человека можно насчитать миллионы живых микробов.

Антоний Левенгук, в XVII веке впервые увидевший микробов через отшлифованные им стёкла, ничуть не ошибался, когда писал про обнаруженные им живые существа: «В моём рту их больше, чем людей в Соединённом Королевстве!»

Как освободить организм от этих самовольных поселенцев? Выход подсказала сама природа. Она-то умеет обеспечить полную биологическую изоляцию в тех случаях, когда нужно. Цыплёнок внутри яйца, ребёнок в утробе матери — вот примеры существования живых организмов в стерильных условиях. Такое состояние можно продлить, переведя новорожденного из естественной биологической изоляции в искусственную, — решили учёные. На помощь пришла современная техника, современные пластические материалы. И вот новорожденные мышата, крольчата, крысята, поросята и даже телята получают герметически замкнутые, прозрачные жилища, куда поступает профильтрованный от микробов воздух, подаётся стерильная пища и питьё. Наконец удаётся добиться, чтобы животные жили и даже размножались в стерильных условиях. Новая наука о безмикробных животных — гнотобиология — получает права гражданства. Термины «жизнь без бактерий», «стерильная жизнь» из области научной фантастики переходят в отчётные доклады на конференциях и съездах.

Однако для учёных создание гнотобионтов — это лишь начало целой серии различных исследований, многие из которых уже дали очень интересные результаты.

Первый из изученных вопросов — чем отличаются животные, выросшие в безмикробных условиях, от своих обычных собратьев? На первый взгляд мало чем отличаются, но если разобраться глубже… Гнотобионты, не успев познакомиться с микробами и вирусами в течение своей стерильной жизни, беззащитны при столкновении с какими-нибудь патогенными микробами. Они никак не подготовлены к таким встречам, не научились правильно на них реагировать. Их защитные механизмы дремлют, не разбуженные, и не могут быстро мобилизоваться в случае необходимости.

Не удивительно, что для таких «неопытных» организмов опасность представляют даже микробы, абсолютно безвредные для обычных животных.

Беспомощными и незащищёнными перед лицом болезнетворных микробов оказываются гнотобионты ещё и потому, что они вынуждены вступать в единоборство с микробами-агрессорами, лишённые помощи и поддержки со стороны своих «домашних» микробов. В то же время их собратья, выросшие на свободе и успевшие заселить свой организм разнообразной флорой, оказываются за спиной своих микробов-постояльцев, как за каменной стеной. Дело в том, что между микробами чаще всего складываются конкурентные, враждебные отношения, и постоянные обитатели всегда выступают против пришельцев. А у гнотобионтов вредоносный микроб спокойно вторгается на никем не занятую и неохраняемую территорию и начинает бесчинствовать без всяких помех.

Как видите, истинную цену друга, даже если это микробы, часто познаёшь, только потеряв этого друга. Только тогда вдруг выясняется, что микробы, населяющие кишечник, не теряют времени даром, а снабжают наш организм необходимыми витаминами. Чистюли — гнотобионты — остаются без этих витаминов.

К сожалению, люди иногда оказываются в таком же невыгодном положении. Увлекшись лечением антибиотиками, они настолько напичкивают свой организм лекарствами, что мирные представители их нормальной микрофлоры не выдерживают и исчезают. Человек приближается к состоянию подопытной стерильной морской свинки со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Итак, мир без микробов — не такая уж утопия, как могло показаться вначале. Правда, это не мир, а скорее узкий замкнутый мирок. Может ли он оказаться полезным? Безусловно.

Достаточно вспомнить о попытках хирургов осуществить пересадку органов от одного человека к другому, так называемую гомотрансплантацию. Не так давно весь мир с напряжённым вниманием следил за судьбой первых пациентов с пересаженным сердцем.

Организм не желает принимать чужих тканей, его защитные клетки вступают в яростную борьбу с трансплантатом и не успокаиваются, пока не вызывают его отторжения. Есть только один выход — убить защитные клетки на время приживления трансплантата. Этого можно добиться рентгеновским облучением. Но тогда возникает новая опасность: лишённый своих защитных клеток, организм становится необычайно восприимчивым к инфекциям, не может сопротивляться микробам и вирусам и легко может погибнуть.

Вот тут-то и могут прийти на помощь биологические изоляторы. Достаточно поместить оперированного и облучённого человека в такую камеру из современных пластических материалов, куда будет подаваться стерильный воздух, вода и пища, и больной будет избавлен от контакта с антимиром, который представляет для него смертельную опасность. Уход за ним можно обеспечить через систему стерильных боксов. Массивные дозы антибиотиков подавят его внутреннюю микрофлору. В условиях такой стерильной жизни организму легче будет пережить первые, самые опасные недели после вмешательства.

Сейчас уже есть все реальные предпосылки для того, чтобы биологические изоляторы шагнули из лаборатории в клинику.

Есть ещё одна область, в которой последние достижения гнотобиологии были встречены с особым интересом. Это область космической биологии и медицины. Человек уже ступил на Луну. Разрабатываются планы полёта на Марс.

Кабина космического корабля во многом напоминает биологический изолятор. А если учесть, что космонавт или космонавты попадают в эти условия уже со своей сложившейся микрофлорой, то тут можно столкнуться с самыми неожиданными биологическими конфликтами.

Стерильная воздушная среда, стерильная однообразная пища и стерильная вода способствуют постепенному переходу космонавтов в состояние, близкое к гнотобиотическому.

Длительное совместное пребывание в таких условиях нередко приводило к гибели подопытных животных от взаимного заражения неумеренно размножившимися представителями своей микрофлоры. Угроза заражения вполне реальна для будущих полётов на Марс, длительностью более двух лет.

Первые опыты показали, что микрофлора организма в замкнутой системе может вести себя самым непредвиденным образом: нарастать до гигантских размеров, угрожая взаимным заражением членам экипажа, или упрощаться до 1—2 видов, что приводит к резким физиологическим сдвигам в организме. При этом может меняться даже запах тела, выделяемых газов, что ставит новые, уже психологические проблемы. Нелегко добиться сбалансированного состояния микрофлоры в таких необычных условиях. Но первые экспериментальные шаги в этом направлении уже предприняты. Возможно, что придётся создавать коммунальную микрофлору среди команды космонавтов ещё до полёта, добиваясь устойчивого и безопасного равновесия.

Окончательная проверка кабины корабля в любом случае должна включать строгий и вдумчивый биологический контроль.

Нет, мы не можем и не хотим избавляться от сопутствующих нам микробов, но приходится быть с ними всё время начеку — всё-таки «антимир», хотя и перешедший частично в дружественный лагерь!

Г. Григорьев ТАМ, ГДЕ ХРАНИТСЯ ПАМЯТЬ…

Гению, таланту всегда сопутствует необычная память — между степенью талантливости и объёмом памяти всегда существует какое-то соответствие, какая-то формула связывает эти величины, формула, которую мы не можем пока выразить ни языком математики, ни языком формальной логики. Творец прогресса должен помнить то, что было сделано до него. «Беспамятных гениев» человечество не знало.

Сергею Рахманинову достаточно было один раз услышать фортепианный концерт, чтобы сыграть его так, как будто он тщательно готовился к его исполнению.

Музыкальная память юного Моцарта и сейчас служит предметом восторга для всех его биографов. Взрослый Моцарт записывал многоголосое произведение, прослушав его один или два раза.

А. К. Глазунов по памяти восстанавливал партитуру крупных музыкальных произведений…

Французскому художнику Густаву Доре был заказан рисунок альпийской природы, он должен был скопировать его с фотографии. Доре ушёл, забыв фотографию. И всё-таки на другой день он принёс готовый рисунок, — точную копию, сделанную по памяти.

В. Шкловский пишет о Льве Толстом, что он «и в детстве отличался необыкновенной памятью». Когда в гости к его отцу приехал Языков, совсем маленький Лев Николаевич удивил его, прочтя наизусть стихи Пушкина «К морю» и «Наполеон» — сто восемьдесят сложных строк.

Чемпион мира по шахматам Александр Алехин мог играть «вслепую» с 30—40 партнёрами одновременно, удерживая «в голове» все партии и осуществляя в них самые неожиданные комбинации, рассчитанные за много ходов вперёд. Алехин помнил практически все сыгранные в жизни партии и ещё много партий других шахматистов.

Эйнштейн, по его собственным словам, уже «в возрасте от 12 до 16 лет овладел основами математики, включая принцип дифференциального и интегрального исчисления».

В 15 лет Эварист Галуа освоил почти весь развитый до него математический аппарат алгебры. В первых числах января 1831 года «Газетт дез Экель» поместила объявление о лекциях, даваемых 20-летним Галуа, где, в частности, говорилось: «Курс состоит из новых теорий, ни одна из которых ранее не была изложена в публичном курсе. Достаточно назвать новую теорию мнимых величин, теорию уравнений, разрешимых в радикалах, теорию чисел и эллиптических функций, рассматриваемых чистой алгеброй…»

Использовал… овладел… освоил… излагал — во всех этих случаях именно память единственное вместилище слов, основ, теорий, курсов, идей и т. д. Память — условие обязательное для таланта, хотя недостаточное для того, чтобы его полностью определить. Это лишь одно из условий. История знает людей с феноменальной памятью, которые, не обогатив человечество своими творениями, обогатили науку просто самим фактом своего существования.

Подобно титанам живописи, литературы и науки высятся над общим уровнем человечества эти титаны памяти. В конце прошлого века прославился грек Диаманди, который обладал феноменальной зрительной памятью. Он производил требуемые вычисления с цифрами, вписанными в квадрат, в спираль. Через 3 минуты после наблюдения он уже представлял себе ряд из 25 цифр, свободно читая эти как бы «видимые» внутренним зрением цифры в любом порядке.

В ряду титанов памяти и наш соотечественник — простой репортёр вечерней газеты.

В 1926 году в лабораторию известного советского нейропсихолога А. Р. Лурии пришёл человек, условно назовём его С. Ш., ему было около 30 лет, и сообщил, что он — репортёр вечерней газеты, направлен редактором в лабораторию для того, чтобы исследовать его память: поручения редактора он запоминает без всякой записи.

Когда Лурия попытался исследовать объём и прочность его памяти, психолог увидел, что у него нет способов установить границы памяти репортёра. Ему предлагали запомнить 20, 40, 100 слов, цифр или картин; он выслушивал материал один раз, затем повторял от начала к концу, от конца к началу. Он без труда мог сказать, какое слово шло вслед за каким, причём никаких специальных приёмов для запоминания было не нужно. Можно было без предупреждения проверить, помнит ли он эти слова и фразы через неделю, месяц, год, 2 года, 15—20 лет, и всегда получить совершенно точные ответы. Никакого «забывания» у испытуемого не было. Через 20 лет он воспроизводил материал с той же точностью, с какой делал это 20 лет назад, причём без всякого предупреждения.

Недавно вышла «Маленькая книжка о большой памяти» А. Р. Лурии, книга, посвящённая феноменальной памяти С. Ш., исполненная уважения к дару природы, которым владел этот человек.

Многие психологи считают, что человек запоминает практически всё, с чем сталкивается в жизни, но не в состоянии всё это воспроизвести, лишь в исключительных случаях забытые воспоминания вдруг обнаруживают себя. По страницам многих книг о памяти кочует история простой служанки, которая, заболев, заговорила на каких-то древних языках. Специалисты разобрали, что больная изъяснялась фразами на древнегреческом, латинском и древнееврейском языках. Позже выяснилось, что задолго до болезни девушка работала у пастора — любителя древних языков, — и, совершенно не понимая смысла, запомнила длиннейшие тексты, которые пастор читал вслух. Болезнь «включила» таинственный «магнитофон» её памяти.

Гипнозом удавалось вернуть людей к воспоминаниям самого раннего детства.

Где же хранятся все эти сведения? Как записаны в памяти строки стихов и выводы формул, нормы поведения и героические традиции, скупые факты учебников и нежный запах сирени?

Первым, кто всерьёз задумался над этим вопросом, был Аристотель.

В трактате «О памяти и воспоминании» он задал вопрос: где хранится память и как выглядят те «восковые таблички», на которых всё записывается?

Это был глас вопиющего в пустыне незнания.

Но эхо покатилось через века и страны.

За 25 веков, прошедших с Аристотелевых времён, возникла громадная по объёму литература, посвящённая памяти, но проблема физико-химических основ памяти, её «восковых табличек», остаётся тайной за семью, а может быть, и за семьсот семью печатями. Нужны были существенные успехи электрофизиологии, биохимии, гистохимии, молекулярной биологии, чтобы сорвать хотя бы одну из этих печатей. И успехи пришли. Двадцать пять веков незнания завершаются. Впервые эхо Аристотелева вопроса может не остаться без ответа. Этот ответ пытается дать в первую очередь молекулярная биология — наука, изучающая строение и жизненную роль самых «главных» молекул клетки: белков и нуклеиновых кислот.

В 1943 году было сделано одно из самых замечательных открытий в молекулярной биологии — получено строгое экспериментальное доказательство того, что полимер, который давно уже обнаружили в живых клетках — дезоксирибонуклеиновая кислота — ДНК, отвечает за передачу наследственных свойств. Сейчас это открытие стало рядовым фактом школьного учебника по биологии, а тогда, когда оно было сделано, — только начиналась азартная охота за молекулярными структурами гена.

Для генетической, наследственной памяти природа использовала нуклеиновую кислоту. Но почему бы этой «удобной» для памяти молекулой не воспользоваться организму для записи следов событий, происходящих в его жизни?

В том же 1943 году шведский гистохимик («гисто» — ткань) Г. Хиден открыл, что при возбуждении нервной системы в нервных клетках увеличивается накопление и расход рибонуклеиновой кислоты (РНК). Хиден высказал предположение, что обмен нуклеиновых кислот является биохимической основой мышления и, в частности, памяти, и что нуклеиновые кислоты — это и есть «восковые дощечки» Аристотеля. Теперь естественно было задать вопрос, как выглядят на этих дощечках иероглифы памяти.

В 1953 году англичанин Френсис Крик и американец Джеймс Уотсон придумали (именно придумали, а не открыли) структуру ДНК, предположив, что молекула ДНК составлена из двух очень длинных тонких полимерных цепей, закрученных в правильную линейную спираль: нечто вроде винтовой лестницы, у которой перила — чередование сахаров и остатков фосфорной кислоты, а ступеньки — азотистые основания, плоские многоугольники, две штуки в одной ступеньке.

Эти многоугольники (а точнее: химические соединения, в них скрытые) и оказались теми «буквами», которыми записано всё строение организма. Их чередования, подобно комбинациям точек и тире в азбуке Морзе, несли сведения о том, как устроены белки — эти кирпичики живой материи и как «по кирпичику» сложено само «здание» — живой организм.

Имена Уотсона и Крика стали упоминаться рядом с именами Дарвина, Менделя, Мечникова, а само открытие послужило началом цепной реакции других открытий, которые вынесли молекулярную биологию в число заглавных наук нашего времени.

Успехи молекулярной биологии подстёгивали исследователей в смежных областях, заставляли спешить всё того же Хидена. Хиден поставил перед собой задачу — выяснить, меняется ли соотношение разных «букв» — азотистых оснований нуклеиновой кислоты — при обучении животных: ведь всякое обучение связано с запоминанием. Хиден справедливо полагал, что если после обучения количество «букв» изменится, значит, появился какой-то другой «текст», возникли новые «слова».

Дальше всё происходило как в цирке. Белых молодых крыс учили ходить по проволоке длиной почти в метр, да ещё натянутой под углом. Минут 15 длился проход — аттракцион. Но уже на третий день путь занимал всего две минуты. Прогресс был налицо. Оказалось, что количество РНК в клетках мозга возросло, а что главное — изменился нуклеотидный состав РНК, состав тех самых букв, изменилось их количество, которое свидетельствовало и об изменении текста.

Значит, в РНК обученных крыс появились какие-то новые записи. Увы, прочесть эти записи нельзя: язык нам не знаком, да и много ли скажешь, зная только, как изменилось количество букв?

Этот новый текст, как бы повествующий о том, как нужно ходить по проволоке, сохранялся 48 часов, а потом, словно невидимая рука стирала записи с доски памяти, запоминаемое исчезало…

А между тем в череде дней, из которых складывалась история молекулярной биологии, пришёл день 14 августа 1961 года. В этот день с трибуны Международного биохимического конгресса в конференц-зале Московского университета прозвучало сообщение молодого американского учёного Маршалла Ниренберга о том, что ему совместно с другим биохимиком Генрихом Маттеи удалось расшифровать язык молекул ДНК.

Каждые три нуклеотида — три коротеньких звена длиннейшей цепи ДНК — образовывали одно «слово»: название аминокислоты, которая сама по себе есть звено другой цепи — белковой. В строгой последовательности записаны на ДНК эти рецепты белков. Какие звенья белка соответствуют каким звеньям ДНК — это-то и удалось прочесть Ниренбергу и Маттеи, образно говоря, им удалось составить словарь того языка, грамматика которого была открыта Уотсоном и Криком.

Теперь, после всех этих работ, можно было попытаться нарисовать картину «алхимической кухни» клетки. В этой кухне нет ни ярких огней, ни горластых реторт. За миллионы лет суровый отбор оставил только всё самое необходимое, рациональное.

…Когда клетке нужен определённый белок, с того участка ДНК, где записан рецепт этого белка, снимается копия: на этом участке синтезируется рибонуклеиновая кислота, повторяющая кодовую запись на ДНК. Этот своеобразный слепок с ДНК, получивший название информационной РНК, поступает в специальную молекулярную «машину» — рибосому, хитро задуманную всё той же природой. Непрерывно подходит к рибосоме «транспорт» со строительными материалами — аминокислотами. Их тащат на себе коротенькие молекулы — РНК другого типа — транспортные. Поток информации, поток сырья и поток энергии превращается в рибосоме в уникальную по архитектуре молекулу белка.

Эта стройная картина внесла ясность в мир человеческих представлений о молекулярной биологии и смуту в мир нашего понимания молекулярных основ памяти. В самом деле, во-первых: какая РНК принимает участие в формировании памяти? Информационная? Транспортная? А есть ещё и РНК, входящая в состав рибосом. Сперва московский биохимик профессор В. Я. Бродский, всё тот же Хиден, а затем американец Дж. Лемп и его сотрудники разными методами и на самых различных объектах показали, что в процессе обучения (а следовательно, запоминания) меняется количество молекул РНК, большую часть которой составляет именно информационная.

Но информационная РНК, согласно уже классической схеме, фактически исполняет роль курьера, переносящего информацию из главного хранилища белковых рецептов к «фабрикам» белка — рибосомам.

Так, может быть, двойная спираль ДНК — главная «фигура» в основах памяти? Или белок?

И вот уже советский биолог, член-корреспондент АН СССР В. Л. Рыжков, выдвигает гипотезу о том, что память записана на нити ДНК. Согласно его гипотезе, под влиянием нервного импульса меняется количество ионов калия и натрия в клетке, а ионы (это известно) влияют на спираль ДНК: отдельные участки двойной спирали закручиваются или раскручиваются: закручено, раскручено, как точка — тире, точка — тире… В раскрученных местах идёт синтез информационной РНК.

Вроде бы всё согласовано, но вот в конце 1968 года в лондонском журнале «Природа» появляется известие: выделили небольшой белок, и он-то и есть носитель памяти… Так где же истина? Может быть, надо рассматривать всю триаду ДНК—РНК—белок? И как рассматривать, как ставить те опыты, которые должны дать ответ?

«Если поблизости от вас, читатель, имеется пруд со стоячей водой, заросшей тростником, и покрытый широкими листьями водяных лилий — попробуйте найти здесь маленького плоского червя — планарию. Иной раз достаточно перевернуть несколько лежащих на заиленном дне камней, чтобы найти на нижней стороне одного из них зеленоватую или зеленовато-коричневую планарию…» Так начинается в I томе нового отечественного издания «Жизнь животных» очерк о плоских червях.

История, о которой пойдёт речь, началась с того, что американские учёные У. Корнинг, Дж. Мак-Конелл и другие выработали у планарий условный рефлекс — сокращение тела в ответ на световой сигнал. Для этого в многочисленных опытах вспышку света подкрепляли ударом электрического тока до тех пор, пока одна световая вспышка, без всякого подкрепления током, стала вызывать сокращение тела планарий.

Планарии обладают удивительной способностью к регенерации: в одном из опытов их тело расчленили на 279 частей, и из каждой части возникал нормальный червь со всеми присущими планариям органами.

После выработки рефлекса червя разрезали поперёк, и через некоторое время обе половины вырастали в целых червей. При этом и «головной» и «хвостовой» червь помнили то, чему их обучили до операции — требовалось намного меньше попыток, чтобы вновь выработать рефлекс.

Опыт повторили, но на этот раз обе половинки на период регенерации поместили в слабый раствор рибонуклеазы — белка, расщепляющего, как бы разрывающего рибонуклеиновую кислоту — РНК. Замысел внешне был прост: если в образовании следов памяти принимает участие РНК, содержащаяся в нервных клетках, то фермент, её расщепляющий, должен «уничтожить» память, подобно огню, уничтожающему основу книги — бумагу, а вместе с этим и всё, что на бумаге записано.

Червь, регенерировавший из «головы», в растворе фермента сохранил свой рефлекс, «хвостовая» планария всё забыла.

Может быть, фермент просто не мог проникнуть в «голову»?

В научной литературе высказывались сомнения в правильности результатов Мак-Конелла.

Но вот в Пущине на Оке на симпозиуме, посвящённом проблемам памяти, появились результаты советских учёных А. Н. Черкашина и И. М. Шейнмана. Они содержали планарий в слабом растворе рибонуклеазы, не разрезая их, и оказалось, что и в этом случае образования условных рефлексов не происходит.

«Магнитофонная лента» памяти как бы обрела свою «стирающую головку».

Внешность планарий обманчива — нежное тело скрывает свирепого хищника. Планария нападает на мелких животных, например рачков, и высасывает их, рвёт на части, глотая куски целиком.

Свирепостью планарий и воспользовался Мак-Конелл, а затем и другие учёные. Необученных планарий кормили кусочками обученных, пытаясь таким образом передать им «память», зафиксированную в молекулах РНК. И действительно, планарии, съевшие своих «учёных» родственников, обучались быстрее, чем планарии, которых кормили «неучёными».

На Международном конгрессе по психологии в Москве в 1967 году Дж. Мак-Конелл рассказал о своих последних опытах.

Вначале он выяснил, какой рукав в Т-образном лабиринте (светлый или тёмный) больше нравится планариям. Как только планария попадала в этот рукав, она получала удар током. Через некоторое время наученная горьким опытом планария уже отказывалась идти в свой «любимый» рукав лабиринта и шла в другой, безопасный. Дальше Мак-Конелл кормил необученных планарий обученными.

Оказалось, что накормленные планарии двигались в тот же рукав лабиринта, куда направлялись их «учёные» жертвы.

Эти опыты стали сенсацией прессы, породив целую гамму оттенков: от мрачных прогнозов до шуток. Начало им положил сам Мак-Конелл, который в одном из публичных докладов шутя сказал, что ему понятно, почему в древние времена в некоторых племенах поедали одряхлевших мудрецов, и что профессоров-пенсионеров следовало бы превращать в пилюли и прописывать студентам.

Что же касается науки, она получила от опытов Мак-Конелла не так уж много — в конечном итоге, если бы следы памяти были записаны не на РНК, а на любой другой молекуле, эффект был бы тот же самый. Съедая куски планарии-жертвы, планария-хищник получает всё, что там есть.

Если бы можно было ввести «консервированную память» — РНК — прямо в мозг, ввести через шприц новые знания!

И такой опыт был сделан — причём не на червях с их примитивной организацией, а на крысах. Одну группу крыс обучили бежать к кормушке на звук трещотки, а другую — на мигающий свет. Затем выделили РНК из мозга крыс обеих групп, ввели их необученным крысам, завертели трещотку, и крысы, получившие через шприц «звуковую» память, пошли с первого раза к кормушке, а крысы, получившие «световую» память, направились к своей кормушке, повинуясь сигналам мигающего света. Инъекция памяти!

Но вот появилась новая работа: белковое вещество, выделенное из мозга крыс, тренированных на то, чтобы из двух мест — светлого и тёмного — выбирать светлое, ввели в брюшную полость мышей, и эти мыши сразу же стали удирать в светлые «норы». Снова белок?

Да, треугольник ДНК—РНК—белок оказался «заколдованным», выбраться из него не так-то просто. И «съесть» знающего человека тоже, увы, нельзя, хотя бы потому, что пока никто не может чётко указать выход. Тем более, что скептиков по-прежнему, хоть отбавляй.

Слово за новым экспериментом.

Несомненно, что именно с генетическим материалом передаётся из поколения в поколение и то, что называют безусловными рефлексами, врождёнными инстинктами, например, способность птиц ориентироваться при перелётах с Севера на Юг и обратно.

Быть может, каждый из нас хранит в памяти всё, что знали и умели до нас, и мозг наш испещрён миллионами следов умений и навыков.

Все слышали, как поразительно ловки лунатики, с какой слепой уверенностью движутся они по краю крыши или узкому карнизу. И. И. Мечников предположил, что секрет этой ловкости скрыт в каждом из нас и что, доставшись от наших пращуров, прыгавших по деревьям, он зарыт где-то в древней наследственной памяти… Зарыт в самой глубокой тёмной штольне, где бездействует уже тысячелетия…

А умение плавать?

Известный советский учёный П. В. Симонов пишет: «Вполне возможно, что двигательный механизм плавания заложен в мозге от рождения, но до поры до времени хранится в нём в скрытом, запечатанном виде».

В качестве гипотезы, теоретически возможной, но не имеющей фактического подтверждения, можно даже допустить, что в этой передаваемой с хромосомами памяти заложены воспоминания о древнейшем прошлом человечества, уходящем своими истоками в дремучую даль тысячелетий, к тем временам, когда человек был вовсе и не человеком, а ловким и сильным зверем, и, может быть, в мозгу младенцев, чья память не загружена накопленным опытом жизни, смутно проносятся туманные образы далёкого прошлого…

Словом, как в шутку было сказано с трибуны одной научной конференции:

В 1962 году известный английский писатель-фантаст А. Кларк написал книгу, быстро ставшую знаменитой, «Черты будущего». В главе «Мозг и тело» А. Кларк писал: «Когда мы разгадаем, как мозг фильтрует и хранит ту лавину впечатлений, которая вливается в него каждую секунду нашей жизни, мы, возможно, научимся управлять памятью с помощью сознания или искусственных внешних воздействий».

Даже с меньшим даром провидца, чем у Кларка, можно уже сейчас больше сказать об управлении памятью. На основе данных современной литературы, часть из которых изложена в этом очерке, можно попытаться составить далеко не полный перечень грядущих операций над памятью.

Самое простое — угнетать память, стирать записи с «восковых табличек». Разрушать всегда проще, чем созидать. Сравнительно простое вещество метрозол нацело стирает «память» мышей, почти то же делает белок — рибонуклеаза, введённая непосредственно в мышиный мозг.

Как-то в газетах промелькнуло короткое сообщение: американским солдатам, покидающим Вьетнам, дают «пилюли памяти» — вещества, ослабляющие память, туманящие тот тлеющий пепел воспоминаний, который «стучит в груди» каждого честного солдата.

С помощью РНК удаётся передать память от крысы к крысе. А если попытаться от человека к человеку? Законы биологии едины, особенно на молекулярном уровне.

РНК и ДНК можно воспроизводить в пробирках, создавая тысячи и миллионы копий с одного оригинала. Может быть, печатание учебников заменить размножением «законсервированных знаний»? Можно размножить память гениев, а можно и память человеконенавистников. Небольшой экскурс в прогнозирование — и сразу молекулярная биология переходит в социологию, в этику, в философию… В самом деле, если стереть память человека и вообще заменить её новой? Этично ли это? Имеем ли мы право на то, чтобы создать психически новую личность в старой телесной оболочке?

Стоит ли волноваться по этому поводу, скажет иной читатель. Право, до этого же ещё так далеко… Увы, эта даль близка. В апреле 1969 года журнал «За рубежом» перепечатал статью из западно-германского журнала «Штерн». Сделаем скидку на сенсационность, присущую буржуазной печати, и всмотримся в факты и рассуждения: «Найти высокоодарённого донора, по всей вероятности, можно. Многие лауреаты Нобелевской премии уже завещали свой мозг для научных исследований. Последним это сделал американский генетик Герман Джозеф Маллер».

Однако удастся ли найти человека, который согласится на инъекцию чужой памяти? Ведь вводить будут не поддающуюся контролю смесь. Отдельных способностей по заказу отфильтровать пока не удаётся… Тому, кто захочет получить через иглу шприца знания другого человека, придётся принять всю горечь воспоминаний, накопившуюся у донора в течение его жизни.

Поэтому профессор Юнгар считает: «Единственным способом сделать это направление исследований пригодным для практического применения является создание искусственных „препаратов памяти“».

Исследования в этой области ведутся с повышенной интенсивностью и в обстановке секретности. Лишь изредка публикуются кое-какие сведения.

В Олбэни (штат Нью-Йорк) профессор Камерон избрал прямой путь. Он стал вводить своим престарелым пациентам, страдающим выпадением памяти, препараты рибонуклеиновой кислоты (РНК), полученной из дрожжей. Расчёт его прост: возможно, избыток «кирпичиков», из которых строится память, снова повысит способность мозга запоминать. Успех превзошёл все ожидания. У пациентов Камерона память улучшилась.

Лаборатории фирмы «Эббот» в Чикаго, очевидно, удалось найти вещество, стимулирующее естественный синтез РНК. Это пермолин магния; его действие испытывали на крысах. Через 30 минут после получения таблетки крысы должны были научиться по определённому знаку прыгать с доски. Они научились этому трюку в пять раз быстрее, чем их сородичи, не получавшие препарата.

В 1966 году были проведены первые опыты на людях. Они также оказались многообещающими. Но вскоре препарат и опыты с ним были засекречены. Фирма «Эббот» окружила плотной завесой тайны свои новые «пилюли памяти».

В 1899 году в Санкт-Петербурге вышла тоненькая книжечка «Память. Мнемоника». Её автор Д. Павлов рекомендовал себя как первый и единственный русский специалист по памяти.

Спустя 67 лет в Биологическом центре Академии наук СССР в городе Пущино на берегу Оки 125 отечественных специалистов представили 87 докладов только о физико-химических основах памяти.

Летом этого же года в Москве на Международном психологическом конгрессе памяти было посвящено три симпозиума, 157 докладов.

Поток работ только о молекулярных основах памяти стремительно нарастает.

Конечно, хранение памяти не сводится к двум-трём типам молекул: просто мы ничего пока больше не знаем. Науке о памяти ещё далеко до старческой мудрости. Память по-прежнему загадочна и таинственна.

И хочется завершить очерк прекрасными словами С. Цвейга: «Наша память не похожа на бюрократическую регистратуру, где в надёжно упакованных бумагах исторически верно и неизменно — акт к акту — документально изложены все десятилетия нашей жизни; то, что мы называем памятью, заложено в нашей крови и заливается её волнами; это живой орган, подчинённый изменениям и превращениям, а не ледник, не устойчивый аппарат для хранения, в котором каждое чувство сохранило бы свои основные свойства, природный аромат, былую историческую форму. В этом струящемся потоке, который мы поспешно сжимаем в одно слово, называя его памятью, события двигаются как гальки на дне ручья, шлифуясь друг о друга до неузнаваемости. Они приспособляются, передвигаются, они в таинственной мимикрии принимают форму и цвет наших желаний. Ничего или почти ничего не остаётся неизменным в этой трансформирующей стихии, каждое последующее впечатление затемняет предыдущее, новое воспоминание до неузнаваемости и часто до противоположности изменяет первоначальное!!!»

В стихию памяти началось вторжение человека, но укрощение стихий всегда было делом сложным, долгим и небезопасным.

«Ум человеческий открыл много диковинного в природе и откроет ещё больше, увеличивая тем самым власть над ней» (В. И. Ленин). Будем же надеяться, что эта власть пойдёт на пользу человеку.

ИЗ ЗАПИСОК ЛЮБОЗНАТЕЛЬНОГО АРХИВАРИУСА

Никто не знает имени изобретателя чернил. Известно только, что в Древнем Египте люди уже писали чернилами, изготовленными из сажи и смолы деревьев. В Китае тоже давным-давно умели делать чернила. Правда, если говорить строго, это были не чернила, а тушь. Писать ею было не очень удобно: тушь быстро густеет, а высохнув, становится ломкой.

Европейцы о чернилах узнали намного позже. Сначала это были те же угольные чернила из сажи и смолы. Их сменили железо-галловые чернила. Для приготовления этих чернил использовали орешки — галлы, которые можно увидеть на листьях дуба. Соки этих орешков с солями железа образуют любопытную жидкость. Она почти бесцветна. Но под действием света и воздуха строчки приобретали красивый чёрный цвет. Особенно славились в XVI и XVII веках итальянские и испанские галловые чернила.

Однако у галловых чернил тоже имелся большой недостаток. Ведь увидеть написанное можно было только через 10—12 часов.

С открытием испанцами Америки связано появление кампешевых чернил. Краску для этих чернил добывали из кампешевого дерева, растущего на островах Кубе и Ямайке. Но и новые чернила были не идеальны. Написанный ими текст со временем бледнел.

1855 год считается особенным в истории чернил. В этом году саксонский учитель Христиан Август Леонгарди изобрёл чернила, которые он назвал «ализариновыми». Это были галловые чернила, но уже сине-зелёного цвета. На бумаге же они становились тёмно-чёрными: Леонгарди добавил к ним специальный краситель крапп из корней марены, или ализари, как называют это растение в Италии. Позже у них появился конкурент — анилиновые чернила. Например, всем известные фиолетовые. Они хуже ализариновых, но зато они дешевы и удобны для повседневного употребления.

Когда появились авторучки, чернила тоже потребовались особые.

В наше время существует много видов чернил; во многих странах мира есть даже правила, когда и какими чернилами писать.

Ю. Барский МАШИНА, ВАШ ХОД!

В этом необыкновенном международном шахматном матче не участвовали гроссмейстеры, а отдельные ходы в его партиях вызывали у шахматистов лишь снисходительные улыбки. И всё же он подробно освещался газетами почти всех стран — уж очень необычны были противники, или, вернее, противницы: армиями чёрных и белых фигур командовали… электронные машины!

Машина Института теоретической и экспериментальной физики (СССР) играла одновременно четыре партии с машиной Станфордского университета (США). Они как бы взаимно давали друг другу сеансы одновременной игры на четырёх досках. Ходы передавались по телеграфу. В одной из партий наша машина объявила сопернице мат на 19-м ходу, в другой — на 41-м, а остальные две встречи закончила вничью и таким образом победила в матче со счётом 3:1. И хотя и победительница и побеждённая — машины, за ними стоят люди, их создатели — учёные.

Что же представляет собой такая необычная шахматная ученица — электронная машина?

Уже свыше пятнадцати лет она умеет играть и тренируется довольно часто, но большими успехами пока не радует.

А ведь обучением машины занялись и шахматисты, и математики, и психологи — все стараются научить её играть хорошо. И смотрите, какие отличные у неё спортивные задатки: она в состоянии хранить в своей памяти столько шахматных познаний, сколькими не обладает ни один шахматист; ходы в игре она способна рассчитывать с неимоверной быстротой — десятки тысяч в секунду; нервы у неё, разумеется, никогда не шалят, от лени она застрахована…

Ну как не прочить машину в гроссмейстеры?

Но пока что она достигла лишь силы шахматиста третьего — второго разряда. Что же выходит? Неспособная?

— Не умеем обучать, — неизменно берут на себя вину её учителя-учёные.

Зачем же тратят они силы? Разве и без шахмат мало найдётся для машин дел? Или недостаточно у нас сильных шахматистов? Ни то, ни другое! Не затем её натаскивают, чтобы когда-нибудь разыграть шахматную корону чемпиона в матче человека с машиной. Цель куда более заманчивая…

Вы знаете, что электронные машины решают сложные математические уравнения? Но везде: в экономике, науке, искусстве, управлении, суде, военном деле — есть проблемы, решать которые приходится человеку. Вот бы создать себе помощника — научить машину справляться с ними… Какие сказочные откроются возможности! Ведь машины смогут тогда выдвигать даже новые научные теории…

Однако прежде люди должны разобраться в том, как они сами решают такие задачи, то есть понять, как они мыслят.

Вот учёный предложил оригинальную гипотезу. Научное открытие!

Вот полководец избрал дерзкий, неожиданный для противника стратегический план сражения. Победа!

Вот шахматный гроссмейстер ведёт сеанс одновременной игры. Он обходит доски и везде, не задумываясь, определяет, какой фигурой и куда следует пойти. Он выигрывает партию за партией.

И смотрите: никогда ранее ни учёный, ни полководец, ни гроссмейстер в точно такой ситуации не оказывались, их «мысли-ходы» зародились в мозгу внезапно, а между тем они единственно правильные! Каким же образом у каждого из них, у человека вообще, вдруг возникает мысль (и верная!) о том, что необходимо действовать именно так, а не иначе? Для науки было бы крайне ценно располагать ответом на такой вопрос. Но пока ей известно лишь то, что во всех подобных случаях человеком руководит интуиция — особое чутьё, которое появляется с приобретением опыта. А раскрыть, что из себя представляет эта таинственная способность человеческого мозга — интуиция, объяснить, как она образуется, наука ещё не в силах. И выяснить это учёные хотят именно на примере машины-шахматиста. Ведь хорошо играющая машина явилась бы моделью мыслящего шахматиста, моделью человека, обладающего интуицией.

Почему же пробным камнем для исследования механизма интуиции сделали шахматную игру? Потому что здесь удаётся предельно просто выяснить, образуется ли в машине интуиция. Это показывает результат партии: если интуиция образуется, то машина будет всякий раз избирать лучший ход и в итоге — выигрывать; не образуется — будет ошибаться и проигрывать.

Но, может быть, вы скажете, что интуиция в игре — это совсем не то, что интуиция в более серьёзных и важных областях деятельности человека; что играть, отыскивать лучшие ходы на доске — это одно, а решать проблемы, поставленные жизнью, — совсем другое…

Вдумаемся: что значит — играть? Это значит, действуя по установленным правилам, добиваться определённой цели, преодолевая по пути неожиданно возникающие препятствия (в шахматах цель — объявить мат вражескому королю, а препятствие — ходы противника, которые он, словно «палки», подбрасывает в ваши «колёса»). Но ведь сколько жизненных проблем можно представить как «игру», где есть правила, которыми следует руководствоваться, и есть «противник», мешающий добиваться цели!

Возьмём полёт в космос. Космонавту поставлена цель — достигнуть какого-то указанного места, выполнить задание и вернуться на Землю. Если бы у него не было противника, если бы не было препятствий (причём самых неожиданных!), то полёт был бы делом очень простым. А он необычайно труден. И именно потому, что есть «противник», и даже не один: против космонавта «играют» и природа, и сам космический корабль. И та и другой во время полёта делают довольно коварные «ходы»: то возникает какое-то стихийное явление, то отказывает какой-нибудь прибор, то нечётко действует одна из систем… Всем этим ходам «противника» космонавт должен противопоставлять свои быстрые и точные ответы.

Есть несложные игры (например, «крестики и нолики», «волк и овцы» и т. п.), в которых все препятствия можно наперёд перечислить и дать рецепты, как их преодолевать. И тогда, чтобы играть наилучшим образом, достаточно иметь перед глазами или в памяти список с указанной «рецептурой». Машина проводит такие игры безошибочно. Это и понятно: они требуют от неё только памяти или точного расчёта, а и то, и другое — её конёк.

Будь и шахматы подобной игрой, где удаётся учесть и проанализировать до конца все варианты, которые могут возникнуть, машина уже претендовала бы на чемпионскую корону. В любой момент она находила бы сильнейший ход, обращаясь лишь к своей колоссальной памяти: там хранились бы точные указания для всех возможных позиций. Но в шахматах позиций и вариантов столько, что о таких точных указаниях нечего и мечтать. Посадите за доски всех жителей планеты и обяжите каждого круглые сутки ежесекундно делать ход. Когда будут переиграны все варианты шахматных партий? Через сто лет? Через тысячу? Через миллион? Единица со «шлейфом» из ста нулей — вот сколько веков потребуется для этого! Это гигантское число практически бесконечно, и потому все шахматные познания и спортивные достоинства машины не обеспечивают ей умения всегда выбирать хороший ход: точных указаний для каждой позиции нет, а раз так, то нужно «соображать» самой.

А теперь посмотрим, как машину обучают и что она уже усвоила.

Прежде чем усадить её за шахматную доску, нужно было подобрать язык, на котором удалось бы с ней о шахматах разговаривать. Наиболее удобным оказался язык чисел. И вот начались занятия…

Ей растолковали, как ходят фигуры, объяснили, что такое шах, мат, рокировка и прочие премудрости, и она теперь уверенно делает ходы по правилам.

Ей дали понять, что шахматное имущество следует в игре беречь, и она постоянно начеку, а невнимательного и зевающего противника обязательно накажет.

Она знает: чем фигуры подвижнее, тем они сильнее; особенно нужно охранять короля; проходная пешка — будущий ферзь…

Её научили рассчитывать на несколько ходов вперёд, и она проделывает это с невероятной скоростью. Если же в глубине её расчёта таится мат, она непременно объявит его.

Вот, например, шахматная задача, решённая электронной машиной:

Белые начинают и дают мат в три хода — таково задание. Это означает: требуется найти за белых такие ходы, которые при любых (даже самых лучших!) ответах чёрных обеспечат не позже третьего хода мат чёрному королю.

Хотя у чёрных, кроме короля, ничего нет, а у белых три пешки вот-вот превратятся в ферзей, решить эту задачу не просто. Хитрость её в том, что как раз те ходы, которые выглядят самыми лучшими — превращение пешек в ферзей — к решению не приведут. Они, как говорят шахматисты, являются «ложным следом», сбивающим решателя.

В самом деле: попробуем превратить в ферзя пешку c7. Итак: 1. c7—c8Ф+ (+ обозначает шах). За чёрных возможны три ответа. Если они ответят 1… Крe6:d6, то белые смогут объявить мат даже вторым ходом: 2. e7—e8КX (К — означает превращение пешки в коня, а знак X — мат). Если чёрный король пойдёт 1… Крe6—f7, то последует 2. g7—g8Ф+ Крf7:f6 3. Фc8—f5Х — опять-таки всё в порядке. Однако побей чёрные пешку 1… Крe6:f6, и белым выполнить задание — дать мат третьим ходом — не удастся. А это значит, что ход 1. c7—c8Ф+ ошибочен, что, начав так, белые задачу не решат.

Попробуйте начать ходом 1. g7—g8Ф+ — вы убедитесь, что и при нём чёрным удаётся избежать мата в три хода. Превращение в ферзя пешки e7, то есть 1. e7—e8Ф+ тоже ни к чему не приведёт. Также ни ходы королём, ни ходы пешкой d6 или f6 не позволят решить задачу. Однако, чтобы всё это выяснить, нужно затратить немало времени. Как же необходимо играть, чтобы мат в три хода был обеспечен при любых ответах чёрных?

…В электронную машину вложили перфокарту, на которой в закодированном виде была записана позиция диаграммы и задание — дать мат в три хода. И уже через 12 минут машиной был отпечатан «рецепт»:

1. e7—e8С (оказывается, пешку надо превратить не в «всемогущего» ферзя, а в «слабого» слона!) И теперь, если 1… Крe6:d6, то 2. c7—c8Л (сейчас пешку необходимо превратить только в ладью! А почему не в ферзя, вы скажете сами) 2… Крd6—e6 3. Лc8—c6Х. Если же чёрные играют 1… Крe6:f6, то получается симметричный вариант тоже с матом на третьем ходу.

Чтобы «добыть» решение, машина должна была перепробовать все различные ходы белых и ответы чёрных. А это даже при таком малом количестве фигур и скромной глубине расчёта — до третьего хода — составило около ста тысяч разных вариантов!

Как видите, решение шахматных задач машина выполняет, можно сказать, на «хорошо», а вот в игре ей такую оценку пока поставить нельзя. Но для учёных главное — именно игра с противником. Ведь они хотят создать машину, у которой будет вырабатываться интуиция, а для решения задач машине интуиция не требуется. Она будет ей необходима только для победы в игре с сильным противником, в игре, где число возникающих вариантов практически бесконечно, где к цели надо стремиться, не зная заранее, выполнима она или нет, и где нельзя предугадать все препятствия.

Чтобы понять это, проследим, как машина избирает ход. Она просто пробует одно за другим движения всех своих и противника фигур, то есть действует по методу так называемого «дерева перебора». Что это значит? А вот что.

Допустим, машина играет белыми. В создавшемся положении для неё возможны 30 разных ходов. Сначала она намечает какой-то один ход — это «ствол». К нему примеривает все имеющиеся ходы чёрных. Пусть их тоже 30. Значит, у одного «ствола» выросло уже 30 «веток». К каждой из этих «веток» следует опять примерить 30 «веточек» — следующих ходов белых. Затем у каждой из этих 30 «веточек» появляются по 30 отростков — ходов чёрных… И так далее, что можно продолжать безгранично. «Дерево перебора» при этом очень быстро разрастается до неимоверных размеров, и перебрать все его «веточки», что необходимо для выбора лучшего хода, становится невозможно. Но рассмотрен только один «ствол», а ведь их было 30 — надо ещё испытать и другие 29… Вот почему приходится обрывать такой расчёт: выполнить его дальше, чем на 4 хода вперёд, даже машина при всей своей «скорострельности» не в состоянии.

В итоге такого четырёхходового расчёта через «мозг» машины проходят сотни тысяч различных шахматных позиций. Каждую из них она должна расценить по особому «прейскуранту», заложенному в неё программистом. Некоторые из позиций она сочтёт наиболее для себя благоприятными и тогда выберет и сделает ход, ведущий к ним. Казалось бы, неплохой метод?

Обратимся к человеку. Попробуй сильный шахматист так же перебирать все ходы и варианты, ему не хватит жизни и для одной партии. А ведь если машина ведёт расчёт на четыре хода вперёд, то шахматист рассчитывает нужный ему вариант и на десять ходов! Но обратите внимание: нужный ему вариант. Он не «выращивает» это гигантское «дерево перебора», чтобы потом с его помощью выбрать ход. Нет! Он сперва намечает ход, а затем принимается за расчёты — всего два-три варианта, только для проверки. Он не проделывает эту чудовищно неэкономичную работу машины, всякий раз просчитывающей сотни тысяч бессмысленных или заведомо слабых вариантов, которые потом, как дым, бесполезно «уходят в воздух».

Как же шахматист ещё до того, как начать расчёт, угадывает заслуживающий внимания ход?

Новичок, как и машина, пробует, перебирает ходы, пока не остановится на таком, который ему почему-либо приглянётся. Но такое перебирание доступно ему, пока расчёт его только одноходовый: «Если противник пойдёт сюда, я отвечу так». И точка. Что будет дальше, этим он не интересуется, и этого он не видит.

Человек же, овладевший игрой, рассчитывает глубже, зато он всё больше и больше ходов отбрасывает заранее, как неприемлемые. А тот, кто приобрёл уже большой опыт в игре, обзаводится словно каким-то компасом и тогда без предварительных расчётов почти безошибочно прокладывает курс в океане шахматных вариантов. Компас этот и есть та особая способность человека, которая приобретается с опытом, способность, которая называется интуицией.

Итак, машина и человек играют каждый по-своему: машина методом перебора всех вариантов, человек — интуитивно. Способ человека — несравненно экономнее, но, может быть, способ машины надёжнее? Ведь рассматриваются, казалось бы, все продолжения и выбирается лучшее… Не так ли? Ничего подобного! Во-первых, продолжение, которое в итоге «тяжких раздумий» избирает машина, оказывается рассчитанным ею всего на три—четыре хода вперёд, а продолжение, интуитивно избранное человеком, проверяется им значительно глубже. Во-вторых: и машине и человеку при выборе хода приходится получающиеся позиции оценивать. Но если сравнить по точности, то интуитивная оценка человека — взвешивание на весах аптекарских, а оценка машины — на весах багажных.

Вот и получается: пока машина встречается с новичком, тоже играющим посредством только перебора ходов, она, благодаря своим спортивным качествам, обыгрывает его. Но против шахматиста, овладевшего шахматной интуицией, машина устоять не может.

Так что? Может быть, каждому своё? Человеку — лавры чемпиона, машине — вечная участь новичка?

Машина лишь послушная ученица, а кто её обучал так играть? Человек! Пусть же он и переучивает.

Вот за такое переучивание и взялся шахматный гроссмейстер и доктор технических наук Михаил Ботвинник. Раньше старались создать идеальную машину, а он задумал сделать её «по образу и подобию своему, то есть думающую так же несовершенно, как шахматист, ошибающуюся так же, как простые смертные гроссмейстеры». Это сильно облегчит задачу. Он уже составил подобную «учебную программу», причём, работал над ней, вообразив машиной… себя! Вообразив, будто не знает о шахматах ничего, кроме правил игры и ценности фигур.

— Моя машина сумеет до расчёта отбрасывать бессмысленные ходы и заиграет в силу гроссмейстера в ближайшие десять лет, — объявил Ботвинник.

Сдаст ли его ученица экзамены «на зрелость»? Получит ли диплом? От этого зависит многое для человечества. Ведь если она станет побеждать гроссмейстеров, то значит, у неё вырабатывается интуиция. А появление машины с вырабатывающейся интуицией будет означать, что в скором времени во всех областях жизни человек обретёт могучую помощницу, о которой пока что он мог только мечтать.

ИЗ ЗАПИСОК ЛЮБОЗНАТЕЛЬНОГО АРХИВАРИУСА

Автор третьего закона термодинамики Вальтер Нернст в часы досуга разводил карпов. Однажды кто-то глубокомысленно заметил:

— Странный выбор. Кур разводить и то интереснее.

Нернст спокойно ответил:

— Я развожу животных, которые находятся в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Разводить теплокровных — значит, нагревать на свои деньги мировое пространство.

— Никак не могу найти себе помощника, — пожаловался однажды Эдисон Эйнштейну. — Каждый день приходят молодые люди, но ни один из них не подходит.

— А как вы определяете их пригодность? — поинтересовался Эйнштейн.

Эдисон показал ему вопросный лист.

— Кто из них ответит на эти вопросы, — станет моим помощником.

— «Сколько миль от Нью-Йорка до Чикаго?» — прочёл Эйнштейн и ответил: — Нужно заглянуть в железнодорожный справочник. «Из чего делают нержавеющую сталь?» Об этом можно узнать из руководства по металловедению.

Просмотрев остальные вопросы, Эйнштейн сказал:

— Не ожидая отказа, свою кандидатуру снимаю сам.

Б. Бревдо ПОЕЗД «НА ГОРЕ»

На дистанции — бегуны. Стремительно мчится первый спортсмен. Второй во что бы то ни стало стремится догнать ушедшего вперёд соперника. Кажется, вот-вот он его догонит. Но вдруг… первый бегун сворачивает в сторону, а второй, не обращая на него внимания, по-прежнему продолжает свой бег.

Дело в том, что это не обычный бег. И «бегуны» не обычные — вагоны. И происходят «соревнования» не на ровных гаревых дорожках стадиона, а на стальных рельсах сортировочной горки.

Теперь нужно разобраться, что это за горка, почему она называется «сортировочной» и почему на ней происходят такие странные соревнования, как «бег вагонов».

Приходилось ли вам встречаться с названием — «крупный железнодорожный узел»?

Давайте посмотрим на карту. Вот несколько линий железных дорог переплелись в одной точке. Это и есть «железнодорожный узел». Чем же он интересен и примечателен? Ну хотя бы тем самым «бегом вагонов». Конечно же, вагоны не «бегают взапуски» по стальным путям узла. Просто железнодорожники использовали спортивный термин «бегун» по отношению к вагонам. Пассажиры поезда сходят на нужной станции, остаются на ней или пересаживаются на другой поезд. А грузы? В составе одного поезда на железнодорожный узел прибыли вагоны с разными адресами. Значит, поезд нужно разобрать по этим адресам, или рассортировать. Одни вагоны оставить на месте, а для других организовать «пересадку», сформировав для этой цели новые поезда. Но, оказывается, сортировка вагонов на путях дело сложное и трудоёмкое.

Ведь для того чтобы переставить даже один вагон с пути на путь, маневровому локомотиву надо вывезти его за стрелку, дождаться её перевода и только после этого двигаться на другой путь. Занимают такие маневры несколько минут. А крупная узловая станция сортирует в сутки несколько тысяч вагонов. При таком способе сортировки станционные пути будут полностью забиты составами. Но на подходе новые поезда, и в результате образуется «пробка». Стали искать выход из этого трудного положения. И нашли. Так появилась на свет горка. Но почему «горка»? Что, это действительно гора? Да, «гора». Правда, высота её всего 4 метра, но всё-таки — гора! Или, как говорят железнодорожники, «сортировочная горка». С её вершины, «горба», веером расходятся вниз стальные пути, они разветвляются своеобразными пучками, состоящими каждый из восьми путей.

Пути разделены между собой стрелками.

Вот тут-то и происходят «вагонные бега», когда каждый вагон из состава мчится только на «свой» путь. И так вагон за вагоном, пока на путях подгорочного парка, расположенного ниже вершины, не накопятся целые поезда, готовые к отправке. Но прежде чем вывести вагон «на дистанцию» и, подтолкнув его, пустить по стальному кружеву путей, с ним приходится немало повозиться.

Когда с одного узла на другой уходит поезд, то вслед ему отправляют телеграмму, где указывают номера вагонов и адреса их следования. Ведь вагоны с грузами — не пассажиры, они не знают, куда им надо ехать. И знать это за них должны те, кто перевозит грузы, то есть железнодорожники. С них весь спрос. Поэтому они стараются не ошибиться и, когда прибывает состав, тщательно сверяют номера вагонов, написанные на их стенках, с номерами в телеграмме. Раньше это делалось так.

Вдоль состава шли люди с длинными дощечками в руках и переписывали на них номера вагонов, а затем «списчики» относили дощечки в техническую контору станции, где их проверяли по телеграмме — нет ли ошибки. Времени на это уходило много, так как составов на крупную станцию прибывает десятки. Затем на помощь пришло радио. «Списчиков» снабдили переносными радиостанциями, и они стали читать. Идти вдоль состава и читать номера вагонов. А в технической конторе, где слышали их голоса, можно было сразу проверить телеграмму. Быстрее? Конечно. Поэтому сейчас такой способ является основным при проверке составов. Но оказывается, вагон может сам сообщить в техническую контору свой номер. Правда, номер тогда пишут на специальной табличке, укреплённой на боковой стенке вагона, и прочесть его мы бы с вами не смогли. Номер представляет собой несколько чёрточек определённой ширины, расположенных на табличке.

Наверное, многие обращали внимание на таблички дорожных знаков, которые светятся, хотя нет никакой освещающей их лампы. Дело в том, что эти знаки изготовлены из специальных материалов «катофотов», или, как их ещё называют, световозвращающих материалов. Чёрточки на номерных вагонных табличках также изготовлены из «катофотов».

Когда вагоны поезда проходят по пути станции, то из специального прибора, расположенного около пути, на них под определённым углом направляется луч света — лазер, отыскивающий табличку с номером. Размах светового пятна достигает трёх метров, что позволяет быстро осветить табличку с чёрточками. Но ведь недаром их называют — «световозвращающие». Луч возвращается обратно в приёмник, в расшифровывающее устройство, где и устанавливается точный номер. Этот метод считывания номеров проходит испытания.

Итак — поезд на станции. Теперь можно приступить к составлению плана сортировки. В технической конторе решают, на каких путях, находящихся под горкой, то есть в подгорочном парке, будут «создаваться» новые поезда того или иного направления.

План этот пересылается на горочный пост. В этом здании, расположенном у самой вершины горки, круглосуточно дежурят горочные операторы.

Ну что же, раз план готов, можно действовать. К прибывшему составу прицепляют специальный локомотив, который тянет его к горке. Локомотив так и называется — горочный. Но прежде чем подняться на горку, поезд вытягивают на длинный путь перед ней — «вытяжку». Здесь состав расцепляют на отдельные части — «отцепы», согласно плану сортировки. «Отцеп» — это или один вагон, или целая их группа с одним адресом назначения. В плане сортировки указывается, на какие пути нужно направить каждый вагон состава.

Когда на пути «накопятся» вагоны определённого направления, — новый поезд готов.

В этом и состоит главная цель сортировки.

Горочный оператор отдаёт команду стрелочникам подготовить путь для первого «бегуна».

Вот стрелки переведены, вспыхивает зелёный огонёк на светофоре, установленном рядом с «горбом», и локомотив начинает медленно надвигать состав вагонами вперёд, в гору. Так появился профессиональный термин — «поезд на горе». Когда первый вагон преодолел наконец эту «горную вершину», локомотив производит резкий толчок, и отцеп, оторвавшись от состава, набирая скорость, мчится вниз. А за ним сразу переводят стрелки, по которым мчится следующий «бегун» уже на другой путь. И вот тут-то главное — не допустить, чтобы второй вагон догнал первый. Иначе промчится он на чужой путь (а кстати, он так и называется «чужак»), и потом с ним целая морока: поднимай его назад, на горб, и спускай на своё место.

Но наконец-то «свой» путь, можно мчаться во всю прыть, и кажется, что теперь уже ничто не остановит «бегуна», разве что вагоны, стоящие на пути. Они были отсортированы раньше и теперь ждут своих «попутчиков» по дальнейшему путешествию. А «попутчик» норовит теперь нанести им удар сзади. Надо сказать, что удар этот — не из лёгких. И он может принести много неприятностей: повредить вагоны или (а это особенно опасно) вытолкнуть их на противоположный конец парка, где их совсем не ждут, и они могут попасть на путь следования поезда. Так что остановить «бегуна» необходимо. Навстречу ему выходит человек и кладёт сверху на один из рельсов толстую металлическую пластину, с возвышением у рукоятки. Если вглядеться повнимательней, то можно увидеть, что предмет этот напоминает… башмак. Вот почему он так и называется. А люди, работающие с ним, — башмачники. Колёса вагона наезжают на «башмак», протягивают его немного по рельсам и затем останавливаются.

Надо ли говорить, как тяжела и опасна профессия башмачника. Выходить навстречу несущемуся на тебя вагону с тяжёлым «башмаком», который надо положить перед носом вагона в нужной точке — не ближе и не дальше — так, чтобы он остановился, а не соскочил с рельс. Тем более что работать приходится и днём и ночью, под свет мощных прожекторов, и в зимний трескучий мороз, и знойную летнюю жару. До сих пор на многих станциях работают башмачники. Но недалёк тот день, когда все они смогут уйти с железнодорожных путей. Кто же заменит башмачников? Воздух! Тот самый, который окружает нас со всех сторон, но не в своём обычном состоянии.

Наверное, каждый надувал воздушный шар. Дуешь и смотришь с опаской, как расширяются его красные или жёлтые бока, и думаешь: как бы не лопнул. И вдруг — хлоп! И у вас в руках вместо большого красного шара сморщенная оболочка.

А что, если «дуть» в большой металлический резервуар? Воздуха в нём всё прибавляется, и он стремится вырваться на простор. Но не тут-то было! Это не воздушный шар, и стенки здесь не порвёшь. А мощные насосы всё нагнетают и нагнетают воздух. Поневоле ему приходится сжиматься. Так получается сжатый воздух. Чем больше воздуха загоняют в резервуар, тем толще должны быть его стенки. Теперь, если сжатый воздух впустить в замкнутую систему камер и трубопроводов, он начинает «работать», Кстати, с его помощью открываются двери в метро, трамваях, автобусах.

На горке у сжатого воздуха тоже есть работа, и очень важная: он тормозит. Вернее, помогает тормозить специальным механизмам — замедлителям.

Тормозные рычаги замедлителя напоминают клещи.

Правда, они не полные. Один рычаг длинный — двухплечий (то есть продолжающийся после крепления), а другой — короткий, одноплечий, оканчивающийся в точке крепления. Оба рычага соединены с тормозными балками и тормозным цилиндром, причём длинный — с поршнем цилиндра, а короткий — с корпусом. Управляет замедлителями оператор. Поворот рукоятки на пульте — и электропневматический клапан впускает в тормозной цилиндр сжатый воздух, и он с силой выталкивает поршень, рычаги раздвигаются, а тормозные балки сближаются — клещи плотно «схватывают» колесо.

Открывают клапан — сжатый воздух вылетает из цилиндра, и, «обрадованный» изгнанием непрошеного гостя, поршень под влиянием собственного веса возвращается в прежнее положение, рычаги клещей сходятся, тормозные балки раздвигаются, колесо свободно, и вагон может продолжать свой путь.

Устанавливают замедлители в трёх местах, или, как говорят, в трёх позициях: у самой вершины, после стрелок, разделяющих пучки путей, и внизу (на путях), где «бегун»-вагон заканчивает свой бег.

Но, в отличие от настоящего спорта, хорошим бегуном считается не лёгкий вагон, а тяжёлый. Так как «тяжеловес» стремительно мчится с вершины горки, нужно его придержать, чтобы дать спокойно бегущему «легковесу» пройти стрелку, перевести её для «тяжеловеса», направив его на свой путь. И замедлители первых двух позиций следят за соблюдением нужного интервала, а уже в конце пути, там, где раньше вагон встречали башмачники, клещи замедлителя третьей позиции окончательно останавливают его. Если вы постоите около горки, когда по её стрелкам бегут вагоны, то услышите «тяжкие вздохи». Это работают замедлители.

Итак, башмачников сменят замедлители.

А кто заменит стрелочников? Их труд также тяжёл и опасен. Ведь они тоже на вахте и днём и ночью, и в стужу и жару начеку, слушают команду оператора и поворачивают переводные рычаги стрелок, по которым мчатся вагоны. Ошибиться нельзя, иначе вагон-«бегун» прорвётся не на свой путь и превратится в «чужака», доставляющего столько хлопот.

На помощь железнодорожникам пришла автоматика. На многих горках управление стрелками стало централизованным и находится теперь в руках одного человека — оператора.

На том же самом пульте, где имеются рукоятки для управления замедлителями, располагаются кнопки для автоматического перевода стрелок. Нажимает оператор кнопки на пульте управления — и идёт команда умным и точным приборам — реле.

Реле — их сотни — установлены в специальных шкафах — стативах и являются основой всей автоматической системы. Они подключают ток к электрическим моторам, переводящим стрелки, проверяют, свободны ли они от предыдущего «бегуна». Реле устанавливают и порядок перевода стрелок: подошёл к одной из них вагон, двигающийся на определённый путь, стрелка встанет в нужное положение, а для следующего «бегуна» при необходимости она вернётся в прежнее. А если оператор будет подряд нажимать кнопки с номерами путей, куда должны «бежать» вагоны, автоматическая система «запоминает» очерёдность нажатия. Тогда вагон за вагоном начнёт катиться на свои пути, а стрелки переводятся по заданной программе.

Будут ли решены все вопросы, если уйдут с путей и стрелочники, и башмачники, — представители опасных и тяжёлых профессий? Ведь их труд взвалят на свои могучие плечи машины, механизмы и автоматы. Но только ли они?

И машинами, и механизмами, и автоматами нужно управлять. Управляют ими люди. Это они нажимают кнопки, поворачивают рукоятки на пультах, следят за показаниями контрольных лампочек, сигнализирующих, правильно ли выполнили заданную команду все приборы и механизмы. Это они заменили десятки и сотни ранее работавших железнодорожников. И хотя сидят эти люди в чистых и светлых комнатах, со строгими табличками на дверях «посторонним вход воспрещён», и не льёт на них дождь, и не сбивает их с ног шквалистый ветер, — работа у них тяжёлая. С введением автоматических систем, требующих управления, резко возросло нервное напряжение, утомляемость тех, кто ими управляет, тем более, что железнодорожный транспорт работает всё интенсивнее.

Есть у железнодорожников такая специальность — диспетчер. Диспетчер — это организатор движения. Нужны они и на автобазе, и в цехе, и даже на футбольном поле, где они, как пишется в отчётах о матчах, «дирижируют» атаками футболистов. Но если «футбольный диспетчер» — должность неофициальная, то на железнодорожном транспорте диспетчер, руководящий движением поездов на многокилометровом участке стальных магистралей, — одна из самых важных должностей, и без него не обойтись. По его приказу отправляются в путь поезда, останавливаются на одной из станций «на обгон»: ждут на боковом пути, пока по другому мчится обгоняющий поезд. Диспетчер должен знать свой участок наизусть.

Теперь на многих участках он руководит движением с помощью автоматической системы — «диспетчерской централизации»: переводит стрелки, зажигает огни светофоров, следит за движением поездов — один выполняет ту работу, которую на десятках станций недавно делали стрелочники и дежурные. А поездов участок стал пропускать больше. Это понятно: раньше диспетчер отдавал приказание и ждал его выполнения. Теперь — нет. Принял решение, нажал кнопку — приказ автоматике, и вот через несколько секунд на пульте загорается одна из сигнальных ламп: приказ выполнен.

Но работать диспетчеру стало тяжелее. Его нагрузка возросла, и решения он должен принимать быстро: поезда не будут ждать. А как знать: правильное ли и лучшее ли решение принято? Вот тогда у диспетчера и появился автоматический помощник — «автодиспетчер», построенный на базе быстродействующих электронно-вычислительных машин. «Автодиспетчер», в память которого заложены все возможные решения, мгновенно перебирает их и принимает нужное. А оператор на горке: это ведь тоже диспетчер, руководящий сортировкой вагонов. И его нагрузка тоже возросла. Нужно включать замедлители, отдавать команды автоматической системе на перевод стрелок. Бегут и бегут с горки вагоны. В сутки — несколько тысяч. Один горочный оператор не успевал всё делать сам. Приходилось ему помогать. Сначала это делали его помощники — люди, а затем их заменила автоматика.

Оказывается, железнодорожники не только применили спортивную терминологию к вагонам, назвав их «бегунами». Они ещё ввели для «бегунов» весовую классификацию, примерно такую, какая имеется в спорте для борцов, боксёров и штангистов.

Легкоатлеты, к которым относятся и бегуны, как известно, делятся не по весовым категориям, а по расстояниям бега: спринтеры — на короткие дистанции, стайеры — на длинные. У «бегунов»-вагонов — дистанция бега одна: вершина горки — пути. Вот тут-то и отличие от спорта. По спортивной классификации раз вагоны — «бегуны», то они явно должны быть отнесены к разряду легкоатлетов. Но железнодорожники причислили этих «бегунов» к тяжелоатлетам, поделив их на 4 весовые категории: лёгкую, лёгко-среднюю, среднюю и, наконец, — тяжёлую.

Для чего нужно такое деление? Чтобы для каждой из этих категорий установить определённую силу нажатия «клещей» — замедлителя, так как управлять ими стала автоматика. Эта автоматическая установка регулирует скорость «бега» и интервал между вагонами. Раньше за вагонами следил оператор и его помощники. Внимательно смотрели они за тем, как катятся вагоны, не давая одному догнать бегущего впереди и прорваться на чужой путь, и в зависимости от скорости бега определяли силу торможения замедлителя. Но ведь они видели, как бежит вагон. А автомат? Он тоже видит? Да, видит, но по-своему. Слышали вы что-нибудь о радиолокаторах — радарах?

Во время войны радары оказали большую помощь при обнаружении вражеских самолётов.

Невидимый луч высокочастотных электромагнитных колебаний, посылаемый радиолокатором, натолкнувшись на препятствие, отражается от него и возвращается обратно, и на экране приёмника появляется точка. Начал работать радар и на сортировочной горке.

Передатчик посылает луч высокочастотных колебаний навстречу вагону. Луч возвращается в приёмник автоматической установки, но уже с другой частотой колебаний. Основываясь на разности колебаний, счётное устройство точно высчитывает скорость. Для каждой весовой категории она устанавливается определённая.

Если у вагона скорость та, какая нужна, — замедлитель отпускает его — пожалуйста, кати себе дальше, а если превышает норму, замедлитель задерживает вагон, пока не снизится скорость.

Но ведь нужно установить, к какой весовой категории относится «бегун»?

Ясно, что для этого, как полагается, «спортсмена» надо взвесить. Его и взвешивают. Прямо на «бегу». Для этого сразу за горбом горки устраивается весовой участок.

При прохождении вагона по весомеру в зависимости от категории, к которой относится вагон, замыкаются определённые контакты, и электрические импульсы попадают в счётное устройство, а оно уже даёт команду замедлителям.

Появилось ещё одно автоматическое устройство. Его назначение — освободить оператора от необходимости перевода стрелок для выбора нужного пути вагонов. Получив телеграмму о подходе поезда, в технической конторе станции составляют программу сортировки, зашифровывают её, и телеграфный аппарат — «телетайп» — передаёт программу на горочный пост.

Полученную телеграмму нужно расшифровать. Вид у такой телеграммы-шифровки необычный: на картонном бланке длинные колонки цифр и вместо некоторых из них отверстия. Называется такая телеграмма — перфокарта. Её вкладывают в «считывающее устройство». Только оно и может прочесть это необычное послание и, расшифровав его, передать распоряжение автоматике на перевод стрелок.

На автоматизированных горках (пока их немного) сортировка идёт без участия оператора: всю работу выполняет автоматика, а оператор лишь следит за её действиями. И контроль за выполнением роспуска также возложен на автоматику. Автоматическая установка следит за правильной работой своего собрата-автомата, руководящего сортировкой, а в конце роспуска оператор получает точную информацию: все ли вагоны пришли к намеченной цели.

На очереди — применение электронно-счётных машин, которые будут мгновенно составлять программу роспуска, телеуправление горочным локомотивом, позволяющее прямо с горочного поста автоматически регулировать скорость надвига состава на вершину горки. И коль речь идёт о горках, то можно с уверенностью сказать, что не за горами то время, когда автоматы и счётно-решающие машины возьмут на себя всю сложную работу по сортировке вагонов.

Но контролировать их работу, давать им задание будет по-прежнему — человек.