redesign magazine by Lidia Nesterenko

4 60 70 63 0 7 0016

2011/01

НАУКА И ЖИЗНЬ~~

НОБЕЛЕВСКИЕ ЛАУРЕАТЫ 2010 / КОД ПАМЯТИ / НОВЫЕ ДАННЫЕ ТЕЛЕСКОПА ИМ. Э. ФЕРМИ / / УГЛЕРОДНЫЕ НАНОСЕТИ / ЗЕМЛЯ БЕЗ ЛЮДЕЙ / МОЛЕКУЛЯРНЫЙ КОНСТРУКТОР / СРЕДНЕВЕКОВЫЕ КВАЗИКРИСТАЛЛЫ /

«НЖ» 12 2010

КУНСТКАМЕРА

Корнелиус Команс

Бритва Оккама

сделал на основе итальянского легкого грузового трицикла «дачу на колесах» для одного человека. Так как рабочий объем менее 50 «кубиков», во многих странах ездить на нем можно без водительских прав. Стенки «дачи» откидывающиеся, из пластиковой пленки. На ночь спинка сиденья водителя откидывается и превращается в кровать. Трицикл – это мотоцикл о трех колесах, в основе которого лежит продольно-симметричная схема. Два ведущих колеса чаще всего расположены сзади, однако переносить вперед их никто не запрещает, что многие конструкторы и делают. Родина трициклов – Америка. Там они появились во второй половине прошлого века. Эти экзотические транспортные средства сразу же овладели умами инженеров и дизайнеров. Сначала их ваяли конструкторы-энтузиасты, затем стали появляться

Когда заходит речь о лженауке, часто упоминается так называемая «бритва Оккама». Этот принцип, сформулрованный английским филсофом и богословом Уильямом Оккамом (XIV век), обычно цитирют так: «Не следует умножать сущности без необходимости». То есть, если вы видите в небе загадочный огонь, не торопитесь объявлять, что это неизвестные пришельцы, а проверьте сначала, нет ли

Икра виноградных улиток

Диван-чемодан Страстный любитель путешествовать готовясь в очередную поездку, теперь может не только сидеть, но и спать на чемоданах. Одна итальянская дизайнерская фирма предлагает комплект багажа, чемоданы и сумки которого соединяются застежками-молниями и «липучками», причем, получается удобный диван. Одна итальянская дизайнерская фирма предлагает комплект багажа, чемоданы и сумки которого соединяются застежками-молниями и «липучками», причем, получа-

Французы традиционно разводят виноградных улиток на специальных фермах, а на одной такой ферме в Пикардии начали выпускать новый продукт — «белую икру». Это яйца улиток, обычно откладываемые раз в году, весной, в количестве четырёх граммов от одной особи. Фермер держит 170 тысяч улиток в помещении, где созданы условия, характерные для французской весны, — световой день 18 часов, температура 19 градусов Цельсия и влажность 80%. Из каж-

4,1 млрд. лет назад Канадский геолог Марк Браун наладил производство и продажу пресс-папье из самых древних горных пород Земли. На севере Канады найдены гнейсы возрастом 4,1 миллиарда лет, и Браун продаёт куски этой породы, которая всего на полмиллиарда лет моложе нашей планеты, за 150 канадских долларов. На севере Канады найдены гнейсы возрастом 4,1 миллиарда лет, и Браун продаёт куски этой породы,

Петросферы рассматривает возможность включения в список выдающихся объектов всемирного наследия загадочных каменных шаров и КостаРики. Эти шары размером от десятка сантиметров до двух с половиной метров состоят из габборо - вулканической породы типа гранита. Самый большой шар весит 14 тонн. На некоторых из них имеются обработки каменными орудиями или рисунки. Происхождение и назначение гранитных шаров неизвестно. Эти шары размером от десятка сантиметров до двух с половиной метров состоят из габборо вулканической породы типа гранита. Самый большой шар весит 14 тонн. На некоторых из них имеются обработки каменными орудиями

Эйфелева башня приходится очищать от ржавчины, птичьего помёта и заново красить каждые семь лет. Общая площадь конструкций, нуждающихся в покраске, составляет 250 тысяч квадратных метров. Последняя такая кампания начата в марте 2009 года и продлится полтора года. На высоте работают кистями 25 маляров, они потратят 60 тонн экологически безвредной краски, специально разработанной для этого сооружения. Для страховки маляров используется 60 километров тросов. Во время операции доступ публики на башню не прекращается. Снимок сделан с помощью телеуправляемой фотокамеры, поднятой на высоту 250 метров привязным воздушным ша-

Умные композиты У некоторых людей (1-8% от общего числа населения) выражена непереносимость электромагнитного поля. Для них мучительна жизнь рядом с бзовой станцией сотовой связи или с линией электропередачи. Пятидесятипятилетний англичанин Брайан Стейн, глава крупной компании, выпускающей пищевые продукты, не может говорить по телефону дольше нескольких минут: у него начинаются сильные головные боли и ломит суставы. Он не может смотреть телевизор, старается не подходить к компьютерам и не садиться в современные автомобили, напичканные электроникой. Чтобы вечером заснуть, он отключает всю электросеть сво-

Бронзовый предмет приходится очищать от ржавчины, птичьего помёта и заново красить каждые семь лет. Общая площадь конструкций, нуждающихся в покраске, составляет 250 тысяч квадратных метров. Последняя такая кам-

Парк темного неба У некоторых людей (1-8% от общего числа населения) выражена непереносимость электромагнитного поля. Для них мучительна жизнь рядом с бзовой станцией сотовой связи или с линией электропередачи. Пятидесятипятилетний англичанин Брайан Стейн, глава крупной компании, выпускающей пищевые продукты, не может говорить по телефону дольше нескольких минут: у него начинаются сильные головные боли и ломит суставы. Он не может смотреть телевизор, старается не подходить к компьютерам и не садиться в современные автомобили, напичканные электроникой. Чтобы вечером заснуть, он отключает всю электросеть своего дома. Стейн страдает от болезни, известной как электромагнитная аллергия. Электромагнитные поля вызывают

Аллергия на электричество У некоторых людей (1-8% от общего числа населения) выражена непереносимость электромагнитного поля. Для них мучительна жизнь рядом с бзовой станцией сотовой связи или с линией электропередачи. Пятидесятипятилетний англичанин Брайан Стейн, глава крупной компании, выпускающей пищевые продукты, не может говорить по телефону дольше нескольких минут: у него начинаются сильные головные боли и ломит суставы. Он не может смотреть телевизор, старается не подходить к компьютерам и не садиться в современные автомобили, напичканные электроникой. Чтобы вечером заснуть, он отключает всю электросеть

Египетские геологи приходится очищать от ржавчины, птичьего помёта и заново красить каждые семь лет. Общая площадь конструкций, нуждающихся в покраске, составляет 250 тысяч квадратных ме приходится очищать от ржавчины, птичьего помёта и заново красить каждые семь лет. Общая площадь конструкций, нуждающихся в покраске, составляет 250 тысяч квадратных метров. Последняя такая кампания начата в марте 2009 года и продлится полтора года. На высоте работают кистями 25 маляров, они потратят 60 тонн экологически безвредной краски, специально разработанной для этого сооружения. Для страховки маляров используется 60 километров тросов. Во время операции

ФИЗИКА

«НЖ» 12 2010

Представление о том, что мир устроен из отдельных «кирпичиков», существует давно. И основывалось оно всегда на том, что, во-первых, эти «кирпичики» неделимы, а, во-вторых, число «кирпичиков» разных типов невелико. Долгое время роль «кирпичиков»

В.Быченков, доктор физико-математических наук главный научный сотрудник Физического института им. Н.Лебедева РАН

Бозон Хиггса Виктор Анатольевич, давайте начнём с истории. В кварков, в отличие от заряда электрона, — дробные вели1944 году, когда было известно всего семь элементарных чины, пропорциональные одной трети заряда электрона. частиц, Виталий Лазаревич Гинзбург писал в журнале Каждый кварк существует в трёх разновидностях, которые «Наука и жизнь»: «Физики начинают даже поговаривать физики стали условно различать цветом. Самого цвета нет, о чрезмерном изобилии элементарных частиц, — уж этим термином названо дополнительное квантовое число, слишком много их стало». В последующие годы откры- три значения которого различают разновидности кварков. тия в этой области следовали одно за другим. Так не Цвет кварка соответствует обобщённому заряду сильных слишком ли много элементарных «кирпичиков», из ко- ядерных взаимодействий, который является уже не числом, как известный нам электрический заряд, а вектором в восьторых построен наш мир? В сороковые годы XX века и в начале пятидесятых годов, мимерном пространстве. когда усилия многих физиков были направлены на создание атомного оружия, бурно развивалась экспериментальная А почему восьмимерном? техника для исследований ядерных взаимодействий. БлаВ отличие от взаимодействия электрона с электромаггодаря этому были открыты десятки нестабильных частиц, нитным полем, в каждом акте взаимодействия кварка с так называемых резонансов. Возникла задача найти во всём полем ядерных сил, в общем случае, меняется его цвет. И этом множестве какой-то порядок, установить иерархию. потому ядерный заряд кварка — это уже не одно число, а, Требовалось создать нечто наподобие таблицы Менделеева выражаясь математическим языком, матрица размером 3 × для химических элементов, но уже для мира элементарных 3, у которой ровно девять независимых элементов. Один из частиц. На этом пути стала выкристаллизовываться идея, что них соответствует элекна самом деле есть более фундаментальные составляющие, трическому заряду, а остальные восемь — цветовому в меньшем количестве, и что именно их особенности, их ядерному заряду кварков. И каждый из этих восьми цвесвойства определяют появление и свойства того множества товых зарядов характеризует связь или взаимодействие частиц, которые мы называли элементарными, но уже не кварка с одним из восьми различных квантов уже не элекэлементарных. И теперь физики уже твёрдо стоят на том, тромагнитного поля, как в случае электрона, а цветового что самыми фундаментальными известными нам части- хромодинамического поля, то есть с глюонами. Глюоны, в цами являются кварки (именно из них построены протоны переводе с английского — частицы клея, действительно как и нейтроны) и лептоны (к ним относится, например, элек- бы склеивают кварки внутри протона, нейтрона и других трон). При этом кварки — весьма необычные частицы. Как и сильновзаимодействующих частиц, или адронов. электрон, они обладают полуцелым значением собственного Благодаря этому кварки как бы навечно заключены углового момента (спина). Однако электрические заряды внутри адронов, не имея возможности вырваться из своей

БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ Инструменты

10 10

Accelerator LHC LEP

10 10 10

Accelerator LHC LEP

10 10 10

Электронный микроскоп

Материя

-34 -30 -26

Higgs

-22

Фотон

-18

Нуклон

-14

Атом

-10

Вирус

-6

Клетка

1m 6

Микроскоп

Радиус Земли

Телескоп

Галактики

Радиотелескоп

ВСЕЛЕННАЯ

Радиус Вселенной

ФИЗИКА

тюрьмы наружу. Поэтому сами по себе кварки в свободном состоянии не наблюдаются. Точно так же, как нейтральны атомы химических элементов, составленные из кварков адроны нейтральны по отношению к цветовому заряду, или, как говорят физики, бесцветны. Отличие в том, что, приложив к электрону в атоме достаточную энергию, его можно вырвать из атома, получив в результате ионизованный атом. В случае адронов подобное невозможно. Важно то, что у кварков цвет есть, а у состоящих из них протонов и нейтронов — цвета нет. Кварк в изолированном состоянии практически не наблюдаем. Он обязательно найдёт себе компоненту дополнительного цвета, чтобы создать нейтральную систему по цвету. Среди элементарных частиц есть одна весьма загадочная — нейтрино. Физики не сразу поняли её значение? Гипотеза о существовании нейтрино появилась в тридцатые годы прошлого века. Но эта частица, рождающаяся при радиоактивном распаде ядер, так слабо взаимодействует с

«НЖ» 12 2010

веществом, что долгое время её не удавалось поймать. На самом деле физики очень скоро поняли, что естественные потоки нейтрино из космоса несут в себе не менее, а порой и более важную информацию об эволюции населённой звёздами Вселенной, чем гамма-кванты, свет или радиоволны, потому что нейтрино проистекают из сердца этих звёзд. В недрах звёзд идут мощные процессы ядерного горения вещества, сдавленного гравитационными силами притяжения. Каждая звезда — своеобразная гигантская печь, в которой происходит выгорание газового содержания с превращением в тяжёлые химические элементы. Нейтрино — это своего рода золотник в звёздной печке. Гравитационное сжатие вещества звезды настолько сильно, что если не будет отвода энергии, она просто взорвётся, прервав процесс наработки тяжёлых элементов. Энергию из недр звезды уносит именно нейтрино. Эта элементарная частица — важнейший элемент «технологии» горения звёздного вещества. В нашем институте создан первый в мире нейтринный телескоп для регистрации нейтрино. Он расположен в подземной лабора-

make up matter LEPTONS Electron Together with the nucleus, it up the atom

electron neutrino Particle with no electric charge, and very small mass; billions fly through your body

Muon A heavier relative of the electron; it lives two millionths of a second

Muon neutrino Created along with muons when some particles desay

Tau Heavier still; it is extremely unstable. It was discovered in 1975

Tau neutrino Discovered in 2000

QUARKS

тории на Северном Кавказе, в Эльбрусском ущелье, недалеко от горы Эльбрус, в 20 км от вершины. В массивной горе Андырчи специально пробиты две штольни длиной 4 км. Более чем двухкилометровая скальная порода над головой у детектора позволяет фильтровать проникающее космическое излучение, приходящее из космоса. Но чтобы освободиться от всех побочных эффектов, изучают нейтрино, которые проходят насквозь через земной шар с другой стороны. Этот крупномасштабный детектор следит за процессами, происходящими в данный момент в недрах Солнца. Солнце — созданный природой гигантский термоядерный реактор, внутри которого под действием гравитационных сил сжатия происходит синтез ядер водорода в ядре тяжёлого гелия с выделением тепловой энергии. По световому излучению Солнца нельзя узнать, что сейчас происходит у него внутри. Солнце такое большое, что нужен миллион лет, чтобы, например, отдельный гамма-квант, несущий частицу этой тепловой энергии из недр звезды, добрался

Up Has an electric charge of plus two-thirds; protons contain two, neutrons contain one

Down Has an electric charge of minus one-third; protons contain one, neutrons contain two

Charm A heavier relative of the up; in 1975

Strange A heavier relative of the down

Top Heavier still; found in 1995 found in 1974

Bottom Heavier still; measuring bottom quarks is an important test of electroweak theor y

до поверхности. Можно сказать так: если бы кто-то сейчас выключил реакции термоядерного синтеза внутри Солнца, то только через многие тысячи лет мы бы обнаружили, что Солнце стало затухать. А нейтрино без проблем со световой скоростью пролетает через вещество Солнца и уже через 8 минут достигает Земли. Эти эксперименты с солнечными нейтрино впервые позволили нам измерить глубинную температуру Солнца и получить важную информацию о текущих в нём процессах ядерных превращений. Наш детектор помог объяснить и так называемый дефицит солнечных нейтрино. Это загадка, впервые обнаруженная в опытах нобелевского лауреата, американского учёного Рэя Дэвиса в восьмидесятых годах прошлого века.Первые измерения показали, что количество нейтрино, которые приходят из недр Солнца на Землю, чуть ли не в два раза меньше, чем должно быть по теории. Физики задумались: что-то с Солнцем не в порядке. Но оказалось, что дело не в Солнце. Существует явление, которое называется осцилляцией нейтрино. Фундаментальные части-

ФИЗИКА

«НЖ» 12 2010

частицы — кварки и лептоны — распадаются на три поколения, образуя как бы клоны, одно от другого. Так вот, первое поколение лептонов — это электрон и электронное нейтрино. Следующее поколение — мюон и мюонное нейтрино. Третье поколение — тау-лептон и тау-нейтрино. В процессах термоядерного синтеза рождается электронное нейтрино. Но на своём пути к Земле оно превращается в мюонное нейтрино, потом в тау-нейтрино и на Землю приходит уже в виде смеси. Наш нейтринный телескоп позволил внести важный вклад в обнаружение этого явления, которое было отмечено двумя Нобелевскими премиями. Нобелевских премий на всех не хватает, но вклад в это открытие нашего детектора широко признан в мире. Кроме солнечных нейтрино есть не менее интересные нейтрино, рождённые в глубинах космоса, в частности в активных ядрах галактик, при взрывах сверхновых в результате гравитационного коллапса массивных звёзд. Для их изучения создан ещё более уникальный детектор, функционирующий в глубинах озера Байкал. Есть ещё и другие установки, которые наш институт создал в сотрудничестве с Италией в подземных лабораториях под Альпами. Там был впервые обнаружен нейтринный сигнал при коллапсе массивной звезды в Большом Магеллановом облаке вблизи нашей Галактики. Это событие известно как рождение сверхновой 1987А — первой сверхновой, которая очень хорошо наблюдалась на оптическом телескопе. Но первый сигнал о том, что внутреннее давление звезды уже не удерживает её от коллапса, пришёл именно из нейтринной лаборатории. Как сейчас физики представляют мир элементарных частиц? Современная теория, которая описывает элементарные частицы и их взаимодействия, имеет довольно прозаическое название — «Стандартная модель». Она включает базовые частицы вещества — кварки и лептоны. У тех и других есть три поколения, в каждом поколении — две разновидности частиц, и для каждой разновидности существуют свои античастицы. Взаимодействия между кварками и лептонами переносят бозоны, частицы, которые являются элементар-

ПОДРОБНОСТИ ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ Потоки солнечных нейтрино изучают в специально построенной подземной лаборатории глубокого заложения в окрестностях горы Эльбрус. Там размещён галлий-германиевый нейтринный телескоп. Горные породы над лабораторией создают защиту от космических лучей. Принцип работы телескопа основан на реакции захвата нейтрино (ve) ядром галлия 71Ga с образованием ядра германия 71Ge и электрона (e-). В телескопе в качестве мишени используется около 50 тонн расплавленного металлического галлия при температуре ~31оC (температура плавления галлия составляет 29,8оC). При ожидаемом потоке нейтрино от Солнца (6 × 1010 нейтрино см-2

с-1) в 50 тоннах металлического галлия образуется в течение месяца около 30 атомов 71Ge. Потоки солнечных нейтрино изучают в специально построенной подземной лаборатории глубокого заложения в окрестностях горы Эльбрус. Там размещён галлий-германиевый нейтринный телескоп. Горные породы над лабораторией создают защиту от космических лучей. Принцип работы телескопа основан на реакции захвата нейтрино (ve) ядром галлия 71Ga с образованием ядра германия 71Ge и электрона (e-). В телескопе в качестве мишени используется около 50 тонн расплавленного Потоки солнечных нейтрино изучают в специально постро-

енной подземной лаборатории глубокого заложения в окрестностях горы Эльбрус. Там размещён галлий-германиевый нейтринный телескоп. Горные породы над лабораторией создают защиту от космических лучей. Принцип работы телескопа основан на реакции захвата нейтрино (ve) ядром галлия 71Ga с образованием ядра германия 71Ge и электрона (e-). В телескопе в качестве мишени используется около 50 тонн расплавленного металлического галлия при температуре ~31оC (температура плавления галлия составляет 29,8оC). При ожидаемом потоке нейтрино от Солнца (6 × 1010 нейтрино см-2 с-1) в 50 тоннах металлического

01 61 ными квантами физических полей. Хотя существует теория, что и это не последний этап строения материи, что есть ещё более фундаментальный уровень, тем не менее Стандартная модель — наивысшее достижение современной физики. Стандартная модель вобрала практически всё знание, которое сейчас имеется об элементарных частицах и об эволюции вещества во Вселенной. Однако в ней есть один недостающий элемент, пока ещё не обнаруженный экспериментально, — так называемый бозон Хиггса, элементарное возбуждение хиггсовского поля. Это предсказанное теорией поле, которое присутствует даже тогда, когда нет вещества во Вселенной. Оно, как своеобразное море, заполняет всё пространство. Другие частицы, двигаясь в нём, приобретают массу. Физики надеются, что в экспериментах на Большом адронном коллайдере бозон Хиггса будет найден, и тогда мы получим подтверждение, что это поле существует. И вот когда это будет достигнуто, Стандартная модель элементарных частиц подтвердится в полной мере. А если не подтвердится? На самом деле физики с интересом ждут, что эксперименты на коллайдере дадут результаты, не укладывающиеся в схему Стандартной модели. Иногда говорят, что строение вещества напоминает матрёшку: открыл один уровень, внутри ещё один, а там ещё, и так далее… Но каждый новый уровень скрывает совершенно новые физические законы, новые силы. Для их понимания требуются новые принципы. Сначала открыли связи атомов в молекуле, потом разобрались, по каким принципам устроен атом. Стали изучать ядро — и обнаружили новый тип взаимодействий. В процессах термоядерного синтеза рождается электронное нейтрино. Но на своём пути к Земле оно превращается в мюонное нейтрино, потом в тау-нейтрино и на Землю приходит уже в виде смеси. Когда разбили ядро на отдельные протоны, нейтроны, оказалось, что есть много явлений, которые не могут быть объяснены в известных терминах. Физики ставят новые эксперименты не для того, чтобы просто ещё одну матрёшку раскрыть. Они надеются найти внутри этой матрёшки

CMS

Tracker crystal ecal

Отличие в том, что, приложив к электрону в атоме достаточную энергию, его можно вырвать из атома, получив в результате ионизованный атом.тарных

ЛИТЕРАТУРА И. Л. Розенталь «Элементарные частицы и структура Вселенной» изд. «Наука» Москва 1984г. Ж. Л. Андраде Силва, Ж. Лошак «Поля частицы кванты» изд. «Наука» Москва 1972г. А. И. Наумов «Физика атомного ядра и элементарных частиц» изд. «Просвещение» Москва 1984г. Дж. Фейнберг «Из чего сделан мир? Атомы, лептоны, кварки и другие загадочные частицы» изд. «Мир» Москва 1981г. В.В. Жилко, А.В.Лавриненко, Л.Г.Маркович Физика Уч. Пособие для 11 класса Минск «Народная асвета» 2004. K. Групен. Детекторы элементарных частиц. Новосибирск. Сибирский хронограф, 1999. Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов, Э. И. Кэбин, Web-публикация на основе учебного пособия Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов, Э. И. Кэбин. «Частицы и ядра. Эксперимент», М.: Издательство МГУ, 2005. Grupen, C. (June 28-July 10 1999). “Physics of Particle Detection”. AIP Conference Proceedings, Instrumentation in Elementary Particle Physics, VIII 536: 3–34, Istanbul: Dordrecht, D. Reidel

Total weight 12500 T Overal diametr 15.0 m Overal lenght 4 Tesla

Presower

Return yoke Superconducting MAGNET

HCAL

FEET

Muon chambers

Forvard calorimeter

Движимый жаждой познания, человек создаёт то, что приносит пользу всем остальным людям. Физика элементарных частиц — это, несомненно, исследования на самом переднем крае

НАУК А И ЖИЗНЬ 100 ЛЕТ НА ЗА Д

«НЖ» 12 2010

ПРЕПОДАВАНИЕ ВОЗДУХОПЛАВАТЕЛЬНОГО ДЕЛА Оно вводится по инициативе Министерства торговли и промышленности в Петербургском, Варшавском, Киевском и Донском политехнических институтах. Петербургский политехникум учреждает пока курсы авиатики при кораблестроительном отделении. Донской политехнический институт намерен поставить дело в широком масштабе, соединив теоретическое преподавание с практическими занятиями аэронавтикой в воздухоплавательном парке. «Природа и люди», 1910 г.

БИГ-БЕН Знаменитый лондонский часовой колокол Биг-Бен в последнее время стал издавать глуховатый звук, словно бы в нём появилась трещина. Его тщательно осмотрели опытные техники и литейщики и пришли к выводу, что виноват износ некоторых деталей ударного механизма. Цифербла ты, помещённые по всем четырём фасадам башни, имеют в поперечнике 23 фута (английский фут равен нашему, значит, 23 фута = 3 2/7 сажени). Минутная стрелка имеет в длину 14 футов и весит около 2 центнеров (свыше 6 пудов). (Прим. ред. 2010 г.: вес стрелки часов указан в английских центнерах, в каждом из которых сто фунтов — 45 кг 359 г.) Часовая стрелка — 9 футов в длину. Сам колокол на нашу меру весит 838 пудов. «Природа и люди», 1910 г.

АВТОМОБИЛЬ В КАЧЕСТВЕ РАДИОСТАНЦИИ Для германского военного ведомства устроен недавно автомобиль, снабжённый всеми приборами для беспроводного телеграфа. В течение нескольких минут устанавливается антенна, сделанная в виде телескопной трубы, и уже через пять минут после остановки станция готова к действию на расстояние до 160 километров. «Почтово-телеграфный журнал», 1910 г.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДИСК Посетители Брюссельской всемирной выставки имели случай испытать совершенно необычайное ощущение: неотразимое действие центробежной силы. Публика, желающая отдаться этому новому виду развлечений, размещалась на круглой площадке — стоя, сидя или лёжа, кто как желал. Площадка начинала плавно вращаться вокруг своего центра, сначала медленно, но потом всё быстрее и быстрее. По мере того как спортсмены удаляются от центра и попадают на всё больший и больший радиус, центробежная сила сказывается всё заметнее. «Природа и люди», 1910 г.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УТЮГ ПЕРВЫЙ ПАССАЖИРСКИЙ ВОЗДУШНЫЙ КОРАБЛЬ Первый пассажирский дирижабль Цеппелина «Германия» совершил весьма удачное путешествие с графом Цеппелином и его друзьями, а затем — не менее удачное с платными пассажирами. Во время полёта пассажиры в числе 20 человек занимали пассажирский салон, расположившись на удобных плетёных креслах. На корабле имелись разные холодные блюда и напитки. «Германия» имеет в длину 485 футов, диаметр — до 46 футов, объём водорода в 18 газовых отделениях 19 тысяч кубических метров. Численность команды — 13 человек. Три мотора развивают силу в 1045 паровых лошадей. Первый пассажирский дирижабль Цеппелина «Германия» совершил весьма удачное путешествие с графом Цеппелином и его друзьями, а затем — не менее удачное с платными пассажирами. Во время полёта пассажиры в числе 20 человек занимали пассажирский салон, расположившись на удобных плетёных креслах.

Устройство электрического утюга (см. рис.) весьма не сложно. Внутрь утюга вместо раскалённого угля вводится ряд тонких проволочек, питаемых током через гибкий провод, соединяемый со штепселем. Утюг на наши деньги стоит

7 руб., причём его дают на 3 месяца на бесплатное испытание. Фабрика уверяет, что ещё не было случая, тобы взявшие утюг на пробу отказались потом купить его насовсем. «Электричество и жизнь», 1910 г.

ЭЛЕКТРОМОТОРЫ В РЕМЕСЛЕ

«Вестник знания», 1910 г.

ДОМ ЭДИСОНА Гениальный Томас Альва Эдисон заинтересовался железобетонными постройками, и недавно он заявил, что ему удалось выработать настолько простой способ постройки железобетонных домов, что дом обходится в пять раз дешевле, чем теперь. Кроме того, созданное по эдисоновскому методу здание оказывается совершенно готовым для житья в нём через два-три дня по окончании сооружения. Суть изобретения такова: на «фабрике домов» из бетона в металлические формы отливаются целые части весом в несколько сот пудов, а затем на самом месте постройки эти части только складываются и скрепляются.

В Западной Европе, где пользование электрической энергией значительно дешевле, чем у нас, электромоторы за последнее время с успехом проникли в мастерскую мелкого предпринимателя и ремесленника. Так, в Эльбенфельде в Германии городское управление воспретило булочникам месить тесто руками. Как только это обязательное постановление вошло в силу, пекаря принуждены были поставить в своих заведениях электрические месильные машины. И мы видим, как и у нас в городах, где имеется электрическая энергия, целый ряд мелких фирм гордо обозначает на своих вывесках «Электрическая колбасная фабрика», «Электропечатня» и т.п. Надо думать, что и мы в недалёком будущем перестанем есть хлеб, тесто которого месилось руками (а то и ногами!) грязного и, быть может, больного рабочего. «Электричество и жизнь», 1910 г.

ЭКСПЕРИМЕН Т

«НЖ» 12 2010

26 сентября 1991 года в герметически закрытый мир «Биосферы-2» , куда извне через прозрачное покрытие получают доступ лишь солнечные лучи, вошли восемь добровольцев (четыре мужчины и четыре женщины). Двери за «бионавтами» − закрылись, были тщательно задраены люки В. Алпатов, доктор биологических наук

Биосфера-2

В сооружении «Биосферы-2» − инициатором этого широкомасштабного эксперимента стал коллектив Колумбийского университета (штат Нью-Йорк), а исполнителем стала американская фирма «Space Biospheres Ventures» (первоначально проект финансировал техасский мультимиллионер Э. Басс, выделивший 30 миллионов долларов) – принимали участие инженеры, архитекторы, биологи, гидробиологи, ботаники, бактериологи и представители еще очень многих наук и профессий. На площади в 9 тысяч квадратных метров (около гектара) под стеклянными колпаками (а «дно» было изолировано от земли герметично сваренными стальными листами) была возведена уменьшенная копия Земли. В 5-6-этажных «домах» из стекла и стали разместились семь экологических систем в миниатюре: влажный тропический лес, саванна, болото, соленое море, пустыня. Кроме того, там были бассейны для рыб, инсектариум с 250 видами насекомых, сельскохозяйственная ферма

(тут должны были обитать примерно 4 тысячи видов растений и животных) и жилая часть – комнаты для сотрудников, мастерские, информационновычислительный центр для контроля за всеми процессами. Каждая сфера, каждая из этих экологических ниш была отделена от других и имела свой особый климат. К примеру, испарение воды из «моря» осуществлялось с помощью вентиляторов. Образующийся пар поступал в «джунгли», где поддерживалась определенная влажность, имитировались «облака» и «туман». Управляемые компьютерами защитные экраны позволяли иметь в каждом отсеке соответствующие температурные и световые условия. В этом искусственном мире продукты питания, кислород и вода непрерывно регенерировались, все процессы носили циклический характер. Углекислый газ, выдыхаемый людьми, поглощался растениями. А выделяемый ими кислород использовался для дыхания человека. Отходы жизнедея-

Sally E. Silverstone

Abigail Kingsley Alling

экосистемы: тропический лес саванна пустыня болото, мини-океан

1,27 Га 203 760 м3

Margaret Augustine

Mark Nelson

Mark Van Thillo

4 000 видов растений мелких млекопитающих птиц рептилий насекомых почвенных микроорганизмов

John Polk Allen

8 человек 2 года

Deborah Parrish Snyder

William Fred Dempster

ЭКСПЕРИМЕН Т

«НЖ» 12 2010

СЕМЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ А выделяемый ими кислород использовался для дыхания человека. Отходы жизнедеятельности обеспечивали плодородие почвы и служили кормом для водорослей, бактерий и водных растений, которыми, в свою очередь, питались рыбы... «Биосферянам» не надо было отказывать себе и в мясе. «Мы разрабатываем комплексную систему питания, – рассказывал один из научных руководителей проекта Карл Ходжес, – люди не обязаны есть водоросли, у них будут козы, куры, рыбы и прочее. В таком виде модель биосферы (вместе с человеком тут находились около 500 видов растений и животных) в принципе могла бы существовать, развиваться и поддерживать свое равновесие и на Марсе». Хотя людям, находящимся в этой огромной воздухонепроницаемой конструкции, и был создан максимальный психологический и биологический комфорт, спрос с них был очень жестким.

стратосфера атмосфера

озоновый слой

тропосфера биосфера 0

а емная кора мантия

10 гидросфера

20 30

1. Эконавтам удалось самим выращивать лишь около 85% необходимых продуктов питания. И они стали быстро терять в весе. 2. Подвели свиньи: они не желали размножаться и набирать вес, пришлось забить их на мясо. 3. Расплодились вредители и стали съедать значительную часть урожая 4. В искусственной атмосфере «Биосферы-2» снизилась концентрация кислорода. 5. Начали накапливаться избытки углекислоты. 6. Травы и кустарники неожиданно стали захватывать территорию, выделенную под пустыню, так как возникший «под колпаком» искусственный климат оказался чересчур влажным. 7. Содержание планктона в его водах резко сократилось, и лишенные питания коралловые полипы вымирали.зался чересчур влажным. 6

Вода циркулирует и очищается благодаря работе жалюзи, регулирующих солнечное освещение, которое приводит в действие конвекционные потоки теплого воздуха, вызывающие испарение с поверхности «океана». Конденсируясь влага выпадает в виде сильных дождей над «тропическим лесом». Отсюда она просачивается в «болота» и снова попадает в «океан» через почвенные фильтры. В процессе фотосинтеза поглощается выделяемый при дыхании углекислый газ и поддерживается необходимое содержание в воздухе кислорода. Люди контролировали работу этих систем и сами обеспечивали себя продуктами сельского хозяйства: животноводства (несколько коз и кур) и рыбного хозяйства. У людей была возможность

«НЖ»12122010 2010 «НЖ»

ЭКСПЕРИМЕН Т

цаемой конструкции, и был создан максимальный психологический и биологический комфорт, спрос с них был очень жестким. В частности, экологический тип мышления должен был стать для них непременным законом. «Если кто-нибудь бросит что-либо вредное для здоровья человека в водосток системы, он найдет это через пару недель у себя в чашке с кофе», – говорил Ходжес. При создании этого своеобразного варианта «Ноева ковчега» – кое-кто рассматривает подобные сооружения и как «бункер» на случай атомной войны, как «модули жизни», где можно было бы схорониться при наступлении «ядерной зимы» или в случае наступления каких-то иных вселенских катастроф – был решен ряд сложных технических проблем. Особенно много хлопот доставил воздух, который под палящим солнцем Аризоны в закрытом стеклянном помещении за день расширялся, а ночью вновь сжимался. Пришлось конструкторам создавать специальное механическое «легкое», оно поддерживало необходимый уровень давления и состав воздуха. Много изобретательности, находчивости, изворотливости, знаний, технического умения проявили творцы «Биосферы-2», однако настоящую оценку их труды смогли получить

Биосфера охватывает всю поверхность суши и воздушное пространство над ней, моря и океаны. К биосфере относится и та часть недр Земли, где находятся породы, созданные деятельностью живых организмов (нефть, уголь, торф, известняки, кремнистые сланцы, фосфориты и т.д.) Высота биосферы свыше 8 километров над уровнем моря, до которой сохраняются положительные температуры в атмосфере и могут жить растения. Нижний предел существования активной жизни в гидросфере - 11 км 22 м (глубина Марианской

только тогда, когда, пройдя двухгодичный искус, первые эконавты «возвратились» на родную Землю. Увы, уже через полтора месяца после начала эксперимента из «Биосферы-2» стали поступать тревожные вести. В атмосфере стеклянного здания, где обитали эконавты, начали накапливаться избытки углекислоты. Содержание этого газа превысило запланированное. Чтобы снизить его до нормы, пришлось применить механические средства. Тем самым концепция «чисто природной экосистемы» уже была нарушена. Отмечались и другие тревожные явления. В искусственной атмосфере «Биосферы-2» снизилась концентрация кислорода. Она стала такой же, как, скажем, в столице Тибета Лхасе, находящейся, как известно, на высоте 3500 метров над уровнем моря, упала с 21 до 14%. Результат – постоянные головные боли и снижение трудоспособности участников эксперимента.

Эконавты стали испытывать и некоторое недоедание. Во-первых, расплодились вредители и стали съедать значительную часть урожая. Для борьбы с ними эконавты принялись разводить их естественных врагов – насекомых, питающихся личинками этих вредителей. Во-вторых, подвели свиньи: они не желали размножаться и набирать вес, пришлось забить их на мясо. Изначально предполагалось, что питание биосферян будет близко к вегетарианскому, но действительность

1. Точно в назначенный срок, 26 сентября 1993 года, биосферяне покинули свой ковчег.

2 2. 3. Были разработаны миниатюрные − размером от 10 до ЗО сантиметров в диаметре – биологические аквасистемы.

3 5. Были разработаны миниатюрные − размером от 10 до ЗО сантиметров в диаметре – биологические аквасистемы.

4. Первоначально проект финансировал техасский мультимиллионер Э. Бассвыделивший 30 миллионов долларов.

далеко превзошла эти ожидания. Оказалось, что вырастить на четверти гектара достаточно продуктов для восьмерых людей – дело непростое. Эконавтам удалось самим выращивать лишь около 85% необходимых продуктов питания. И они стали быстро терять в весе. Им пришлось потреблять в сутки всего что-то около 2 тысяч калорий. В результате в среднем каждый похудел на 10 килограммов. У биосферян было отмечено резкое падение содержания сахара в крови, снижение количества белых кровяных телец, холестерина и кровяного давления. Вообще в «Биосфере-2» не все шло так, как надеялись ее создатели и устроители. К примеру, почему-то развелось много муравьев, хотя их присутствие в системе первоначально вовсе не планировалось. Травы и кустарники неожиданно стали захватывать территорию, выделенную под пустыню, так как возникший «под колпаком» искусственный климат ока-

зался чересчур влажным. Оставляло желать много лучшего и состояние искусственного океана. Содержание планктона в его водах резко сократилось, и лишенные питания коралловые полипы вымирали. Далее выяснилось, что почва в этом гигантском парнике излишне богата питательными веществами, поэтому почвенные бактерии непомерно размножились. Эти микроскопические существа потребляли такое количество кислорода, что эконавты начали страдать от кислородного голодания. Несмотря на все эти трудности, эксперимент был завершен. Точно в назначенный срок, 26 сентября 1993 года, биосферяне покинули свой ковчег. И сразу же после завершения этой эпопеи две пары ее участников поженились. Американцы не были бы американцами, если бы они не постарались не только дать ценные сведения науке, но и извлечь из своих необычных приключений еще и коммерческую выгоду.

У М А П А Л АТА

«НЖ» 12 2010

Ник. Горькавый

Дешифровка кодексов майя Автор популярных научно-фантастических романов «Астровитянка», «Теория катастрофы» и «Возвращение астровитянки», доктор физикоматематических наук Ник. Горькавый готовит к публикации сборник своих научных сказок под названием «Звёздный витамин». Предлагаем вам первыми прочитать новую сказку из этой книги.

Кнорозов засыпал в своей маленькой комнатке утомлённый дневной работой и размышле-

Мало того, что теория Томпсона была ошибочна, она мешала расшифровке иероглифов

будучи мировым авторитетом, не терпел в майянистике инакомыслящих. Случалось, выступит какой-нибудь лингвист

самой середине ХХ века жил в Петербурге молодой человек по имени Юрий Кнорозов. Был он лингвистом, специалистом по древним языкам. А домом ему служила маленькая комнатка, заполненная книгами до самого потолка, в знаменитом петербургском музее — Кунсткамере. Кнорозов разбирал музейные экспонаты, пострадавшие от недавней страшной войны, а в свободное время изучал странные рисунки древних индейцев майя. Юрий заинтересовался их разгадкой, прочитав работу авторитетного немецкого исследователя Пауля Шелльхаса, заявившего, что письменность индейцев майя, создавших в экваториальных джунглях Америки поразительную тысячелетнюю цивилизацию, навсегда останется нерасшифрованной. Кнорозов не согласился с немецким учёным. Молодой лингвист воспринял проблему расшифровки письменности майя как личный вызов: каждая загадка должна иметь отгадку! Конечно, капитулировать перед секретом индейских иероглифов нельзя, но как разгадать смысл этих странных округлых рисунков?Судьба улыбнулась молодому учёному.

В один прекрасный день Юрий нашёл среди старых книг, уцелевших от огня войны, два редчайших тома: «Кодексы майя», изданные в Гватемале, и «Сообщение о делах в Юкатане» Диего де Ланды. История этих книг уходила корнями в далёкое и драматическое прошлое. В 1498 году Христофор Колумб открыл Америку — новый континент, богатый золотом, землёй, людьми и разными диковинами. В Новый Свет хлынули испанские конкистадоры (см. «Наука и жизнь» № 9, 2009 г., c. 86). Огромные государства инков и ацтеков рухнули под ударами дерзких пришельцев, закованных в металлические латы и скачущих на удивительных животных, называемых лошадьми. Ружья испанцев, которые рождали гром и убивали на расстоянии, казались индейцам орудием богов. Вместе с солдатами в Америку прибыли католические монахи — обращать новые языческие народы в христианскую веру. Эти священники стали фактическими правителями новых земель. На полуостров Юкатан, населённый индейцами майя — интеллектуалами доколумбовой американской цивилизации, испанцы высадились в 1517 году, но, в отличие от инков и ацтеков, майя упорно сопротивлялись завоевателям. Лишь тридцать лет спустя испанцы овладели Юкатаном, правда, сражения с непокорными индейцами в дальних провинциях продолжались ещё почти двести лет. В 1549 году на Юкатан прибыл монах-францисканец Диего де Ланда. Он рьяно взялся искоренять язычество и ересь среди индейцев. Монаха возмущали принятые среди индейцев приношения в жертву богам живых людей. Он решительно насаждал христианскую религию, используя пытки и костры, на которых сжигали непокорныхЦивилизация майя насчитывала четыре тысячелетия. У индейцев были своя письменность и даже библиотеки укописных бумажных книг, называемых кодексами. Кодексы не имели переплёта и складывались гармошкой. Де Ланда писал про индейцев майя: «Эти люди употребляли также определённые знаки или буквы, которыми они записывали в своих книгах свои древние дела и свои науки. По ним, по фигурам и некоторым знакам в фигурах, они узнавали свои дела, сообщали их и обучали. Мы нашли у них большое количество книг с этими буквами, и, так как в них не было ничего, в чем не имелось бы суеверия и лжи демона, мы их все сожгли; это их удивительно огорчило и причинило им страдание». Епископ Диего де Ланда, сжигая книги майя, которые рас-

116

МУЗЕЙ

«НЖ» 12 2010

МУЗЕЙ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК В БРЮССЕЛЕ

ЛОНДОНСКИЙ МУЗЕЙ НАУКИ

Musée des Sciences Naturelles, Rue Vautier 29, 1000 Bruxelles www.naturalsciences.be +32 (0) 2 627 42 38 +32 (0) 2 627 42 52 пн-пт 9.30-16.45 сб-вс 10.00-18.00

НАУЧНЫЙ ЦЕНТР NEMO

Amsterdam Centraal Station Oosterdok 2 Postbus 421 1011 VX Amsterdam 1000 AK www.e-nemo.nl + 31 (0) 20-531 32 33 + 31 (0) 20-531 31 18 + 31 (0) 20-531 31 50 + 31 (0) 20-531 35 35 вт-вс 10.00-17.00 1 минута

0,35 €

КАЛИФОРНИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

55 Music Concourse Drive Golden Gate Park San Francisco, CA 94118 www.calacademy.org (415) 379-8000 пн-сб 9.30-17.00 вс 11.00-17.00 взрослые студенты пенсионеры дети (4-11) дети (12-17)

30,0 $ 25,0 $ 20,0 $ 25,0 $

взрослые студенты пенсионеры инвалиды дети 6-17 лет

7,0 € 6,0 € 4,5 €

The Science Museum Exhibition Rd South Kensington London SW7 2DD www.sciencemuseum.org.uk 0870 870 4868 (020 7942 4000) пн-вс 10.00-18.00 взрослые дети

£20.00 £17.50

117

ИЕРУСАЛИМСКИЙ НАУЧНЫЙМУЗЕЙ ИМ. БЛУМФИЛЬДА

МУЗЕЙ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ТЕЛА

Иерусалим, ул. Рупина

Willem Einthovenstraat 1 2342 BH Oegstgeest

972-2-6544888 www.mada.org.il (212) 769 5151 (212) 769 5606 пн-чт 10.00-18.00 сб 10.00-15.00 праздники 10.00-15.00

www.corpus-experience.nl 31 (0)71 75 10 200 31 (0)71 75 10 201 ежедневно 10.00-16.00 цена для всех

16,50 €

взрослые дети

36,0 $ 24,0 $

МОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ МУЗЕЙ

Москва, Новая площадь 3/4, под. 1 www.polymus.ru (495) 625 06 14 (495) 623 07 56 ежедневно 10.00-18.00 пн выходной взрослые дети

£20,00 £17,50

ФИНСКИЙ ЦЕНТР «ЭВРИКА» Tiedepuisto 1, Tikkurila Vantaa www.heureka.fi +358-9-873 4142 пн-пт 10.00-19.00 сб-вс 10.00-18.00 выставка фильм в планетарии

16,5 $ 11,0 $

АМЕРИКАНСКИЙ МУЗЕЙ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Central Park West at 79th Street New York, NY 10024-5192 USA www.amnh.org (212) 769 5151 (212) 769 5606 пн-пт 9.00-17.00 взрослые студенты пенсионеры инвалиды дети

36,0 $

НЕМЕЦКИЙ МУЗЕЙ ШЕДЕВРЫ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ

28,5 $ 24,0 $

Museumsinsel 1 80538 München

Ночь в музее

+49/89/2179-1 +49/89/2179-324 www.deutsches-museum.de (212) 769 5151 (212) 769 5606 вт-вс 10.00-17.00 взрослые дети

7,0 € 4,5 €