Статистика ВК сообщества "Ричард Докинз"

Автоматические двери

Проходя в дверь универсама, вспомните о Героне, бесспорном гении древнего высокотехнологического инженерного искусства. Около 2000 лет назад он изобрел для храмов египетского города Александрия автоматически открывающиеся двери.
Кроме того, Герон с присущим ему чутьем на механические чудеса – интригующие, шокирующие, изумляющие – был еще и специалистом по организации публичных зрелищ. Его конструкция автоматических дверей для храма была подарком египетским жрецам, которые столетиями прибегали к использованию механических или иных чудес, чтобы укрепить свою власть и престиж.
Использовав относительно простые принципы механики, Герон изобрел устройство, при помощи которого словно невидимыми руками открывались двери небольшого храма, когда жрец зажигал огонь на жертвеннике напротив него.
В скрытом под жертвенником металлическом шаре огонь нагревал воздух, тот, расширяясь, проталкивал воду через сифон в огромную бадью. Последняя была подвешена на цепях системы весов и шкивов, которые поворачивали двери на их осях, когда бадья становилась тяжелее.
Когда огонь на жертвеннике угасал, происходила еще одна удивительная вещь. В результате быстрого охлаждения воздуха в шаре вода засасывалась в сифон другим путем. Опустевшая бадья возвращалась вверх, приводя в обратное движение систему шкивов, и двери торжественно закрывались.
Другая конструкция, описанная в трудах Герона, – рожок, звучавший при открытии дверей храма. Он играл роль дверного звонка и сигнала тревоги при взломе.

Питер Джеймс, Ник Торп, – «Древние изобретения».

Древний рельсовый путь

Принцип железнодорожной или трамвайной линии был открыт за тысячи лет до изобретения паровозов. Древнейшим известным рельсовым путем был Диолк, который тянулся в Грецию примерно на 6,3 км вдоль Коринфского перешейка. Возможно, он был построен в начале VI в. до н. э. тираном Периандром и действовал до 900 г. н. э. Диолк состоял из шоссе, мощеного известняковыми блоками, в которых были прорезаны два параллельных желоба на расстоянии 1,5 метра друг от друга для удержания колес транспортных средств. Небольшие военные суда и разгруженные корабли, установленные на широкие вагонетки, толкали по колее экипажи и рабы; в 1961 г. были найдены остатки механического приспособления, которое использовали для погрузки судов на вагонетки. Позже Диолк не использовался, принцип рельсовых путей, по-видимому, был забыт. Современные железные дороги выросли из практики горного дела в средние века. Тележки с рудой выталкивались на поверхность по рельсам еще до XIV в.

Питер Джеймс, Ник Торп, – «Древние изобретения».

Камера Вильсона

В 1912 году Г. Вильсон сконструировал свою знаменитую камеру, которую его восторженные современники назвали «окном в атомный мир». Принцип действия камеры Вильсона заключается вкратце в следующем.
Заряженная частица (например, электрон), попадая в герметичную камеру, заполненную газом (гелием, азотом или аргоном) и насыщенным паром воды или этилового спирта, сталкиваясь с молекулами газа, ионизирует их, образуя таким образом вдоль своего пути цепочку ионов.
Если в этот момент резко понизить температуру внутри камеры путем расширения газа (для чего одна из стенок камеры делается подвижной), то пар становится перенасыщенным и происходит конденсация пара на ионах как центрах конденсации. При этом вокруг ионов образуются капельки тумана видимых размеров, которые можно наблюдать и фотографировать, обнаруживая тем самым следы частиц.

Генрих Самойлович Бурмин, популяризатор науки – «Штурм абсолютного нуля».

Понятие атомного веса

Британскому физику Джону Дальтону принадлежат фундаментальные исследования смесей газов и паров, в результате которых он вывел названный его именем закон независимости парциальных давлений компонентов смеси (1801 – 1802). В 1802 г. за несколько месяцев до Гей-Люссака он установил закон теплового расширения газов. В 1803 г. Дальтон, руководствуясь атомистической гипотезой, вывел закон кратных отношений и доказал его на примере углеводородных соединений – метана и этилена.
Дальтон ввел в химию фундаментальное понятие атомного веса и, приняв за единицу атомного веса вес атома водорода, определил атомные веса некоторых элементов. Ошибочно приняв, что в состав молекулы воды входит один атом водорода и один атом кислорода, он неправильно определил атомные веса кислорода и азота. Но Дальтон первым составил таблицу атомных весов и ввел химическую символику, правда, не вполне удачную и замененную в химии более удобной символикой Берцелиуса (1779 – 1848).

Павел Степанович Кудрявцев, доктор физико-математических наук, – «Курс истории физики».

Термоядерная реакция

Термоядерная реакция может происходить только, когда ядра сближаются на расстояние в одну миллионную долю нанометра.
Чтобы состоялось такое сближение, ядра должны преодолеть кулоновские силы отталкивания, то есть обладать большой кинетической энергией. Для этого вещество должно находиться при достаточно высокой температуре, порядка сотен миллионов градусов.
Термоядерные реакции сопровождаются колоссальным выделением энергии. Так, например, энергия, освобождаемая при синтезе всего лишь четырех граммов гелия из водорода, оценивается в 700 тысяч киловатт часов. Это примерно соответствует дневной потребности в энергии для бытовых нужд города с населением в несколько сот тысяч человек.
На Земле термоядерные реакции впервые были осуществлены в водородной бомбе.
Нагрев бомбы до температуры в несколько сотен миллионов градусов осуществляется путем взрыва обычной атомной бомбы. Мгновенно выделяющаяся при термоядерной реакции энергия обладает взрывным действием колоссальной разрушающей силы. По мощности взрыва и силе поражающих действий (ударная волна, радиоактивное излучение и т. п.) водородная бомба значительно превосходит атомную бомбу.

Генрих Самойлович Бурмин, популяризатор науки – «Штурм абсолютного нуля».

Трудности управления термоядом

Мы можем вызвать термоядерную реакцию, но пока не в состоянии полностью управлять ею, с тем чтобы направить освобождаемую при этом энергию не на разрушение, а на созидание материальных благ.
Трудности, которые суждено преодолеть ученым на пути к освоению управляемых термоядерных реакций, велики.
Газообразный водород в термоядерном реакторе необходимо не только разогреть до баснословной температуры, исчисляемой сотнями миллионов градусов.
При столь высокой температуре любое вещество превращается в плазму, то есть газ, состоящий практически из «голых» ядер и электронов. Разумеется, такую горячую плазму невозможно удержать ни в одном сосуде. Но поскольку плазма состоит в основном из заряженных частиц, на их траекторию можно воздействовать магнитными полями. Тогда при достаточно сильных магнитных полях и их соответствующей конфигурации представляется возможность, несмотря на высокие скорости частиц, удерживать их в пространстве, в котором может быть осуществлена термоядерная реакция.
Однако плазма – это весьма свободолюбивая «особа». Чем больше ограничивается движение частиц, тем сильнее плазма стремится вырваться из- под опеки, освободиться от удерживающих ее магнитных уз.
В плазме, ограниченной магнитным полем, развиваются колебания и волны, и плазма «просачивается» между силовыми линиями магнитного поля. Магнитное удержание нарушается.

Генрих Самойлович Бурмин, популяризатор науки – «Штурм абсолютного нуля».

Андикитирский механизм

На Пасху 1900 г. группа греческих ловцов губок возвращалась из своих традиционных мест промысла в Северной Африке домой на остров Сими, находящийся неподалеку от Родоса, когда налетел шторм. Подхваченные течением, они в конце концов оказались на почти необитаемом скалистом острове Андикитира, расположенном северо-западнее
Крита. Занявшись ловлей губок, они были удивлены, обнаружив огромный остов затонувшего судна. Большой интерес у ловцов губок вызвала груда бронзы и мраморные статуи, находящиеся на древнем грузовом судне. Рыбаки рассказали о своей находке властям. В ноябре вместе с консультантами-археологами они вернулись на Андикитиру и проработали на потерпевшем крушение судне до сентября 1901 г.
Примерно через 8 месяцев после раскопок, когда находки были тщательно очищены от наслоений, образовавшихся за долгие годы пребывания под водой, было найдено несколько крошечных бронзовых осколков с надписью на греческом языке. Вскоре были обнаружены другие части, и со временем целый набор зубчатых колес, часть из которых имела надписи.
С самого начала эти находки вызвали споры среди археологов, некоторые из них настаивали на том, что найденный механизм слишком сложен, чтобы принадлежать затонувшему кораблю, относящемуся, судя по гончарным изделиям, к I в. до н. э. Эксперты также разделились на два лагеря при определении назначения предмета. Одни доказывали, что останки принадлежат астролябии, инструменту для измерения долготы и широты в астрономии, другие – что они относятся к планетарию, устройству для проецирования движения и орбит планет. Ни одна из сторон не уступала, спор оказался неразрешимым, и назначение андикитирского механизма осталось загадкой.

Питер Джеймс, Ник Торп, – «Древние изобретения».

Молния и Франклин

Франклин высказал также гипотезу, что молния представляет собой разряд наэлектризованных туч. Он произвел знаменитый опыт с воздушным змеем, запуская его при приближении грозовых туч. К верхнему концу вертикальной планки крестовины змея он прикреплял заостренную проволоку. К концу бечевки привязывал ключ и шелковую ленту, которую держал рукой. «Как только грозовая туча окажется над змеем, заостренная проволока станет извлекать из нее электрический огонь, и змей вместе с бечевой наэлектризуется... А когда дождь смочит змей вместе с бечевой, сделав их тем самым способными свободно проводить электрический огонь, Вы увидите, как он обильно стекает с ключа при приближении Вашего пальца». (Письмо Коллинсону от 19 октября 1752 г.).
Опыты Франклина и его идея громоотвода вызвали широкий резонанс. Их повторяли в Европе. Жан Далибар (1703 – 1799) во Франции, установив на подставке из электрика (т. е. изолятора) в саду железный заостренный шест высотой 40 футов, извлекал из него искры во время грозы. Аналогичные наблюдения проводили Ломоносов и Рихман в Петербурге. Как мы уже знаем, во время наблюдений грозы 26 июля 1753 г. Рихман был убит молнией.
Отметим, что Франклин, употребляя термины «электрик» и «неэлектрик», критиковал их как неверные. По его теории электричество содержится во всех телах; электрическая субстанция «довольно равномерно рассредоточена по всей массе нашего шара, состоящего из суши и воды». Поэтому термины «электрик» и «неэлектрик» должны быть отброшены как неверные и заменены понятиями «проводник» и «непроводник» (единственное отличие одних тел от других состоит только в том, что некоторые проводят электрическую субстанцию, другие нет)».

Павел Степанович Кудрявцев, доктор физико-математических наук, – «Курс истории физики».

Воздушные шары индейцев наска

Простые куски ткани, найденные в разграбленных могилах насков, вызвали у исследователей больший интерес, чем текстильные изделия с рисунками. Когда ее сравнили с современным материалом для изготовления воздушных шаров, то оказалось, что древняя ткань имеет более плотное плетение нитей. В самом деле, доисторические перуанцы сделали одно из самых тончайших текстильных изделий в древнем мире. Исследователи изучили возможность изготовления насками воздушных шаров, сконструировав собственный воздушный шар под названием «Кондор 1». Он был сделан из хлопчатобумажной ткани и дерева и оснащен корзиной из тростника озера Титикака для подъема людей. Воздушный шар должны были наполнить горячим дымом, полученным при сгорании очень сухого дерева. Для этого, по-видимому, и делались «ямы для обжига» – круглые участки скал диаметром 9 – 15 метров, опаленные сильным огнем, которые и были обнаружены в конце многих прямых линий насков.
23 ноября 1975 г. американец Джим Вудмэн из Организации исследователей и английский воздухоплаватель Джулиан Нотт поднялись на «Кондоре 1» на высоту 116 метров, пробыли в воздухе несколько минут, а затем благополучно приземлились, завершив таким образом замечательную часть экспериментальной археологии. Конечно, это не доказывает, что древние наски поднимались в воздух, однако такая возможность существовала.

Питер Джеймс, Ник Торп, – «Древние изобретения».

Бойль и Ломоносов

Большие заслуги Бойль имеет в химии. Его сочинение «Скептический химик» рассматривается как начало новой, научной химии в противовес алхимии. Бойль ввел новое понимание элемента, отличное от аристотелевского и алхимического. Ему также принадлежит заслуга введения атомистики в химию. Вместе с тем Бойль разделял многие ошибочные представления своего времени, и Ломоносов, проверяя опыты Бойля, опроверг его утверждение об увеличении веса металлов при обжигании. Произведя опыты с накаливанием металлов в запаянных сосудах, Ломоносов установил, что общий вес металлов и сосуда остается неизменным и что «мнение Роберта Бойля ложно». Этими опытами Ломоносов впервые установил закон сохранения веса веществ при химических реакциях и предварил опыты Лавуазье, из которых вытекала правильная теория горения.

Павел Степанович Кудрявцев, доктор физико-математических наук, – «Курс истории физики».