Найважливіші досягнення останніх десятиліть

. Частина II. Чудеса науки

ПЛАСТМАСА.

Пластмаса - приклад використання синтетики замість природної сировини. Легка, піддається литтю, міцна, стійка до впливу хімікатів і високої температури, хороший ізоляційний матеріал, вона використовується для виробництва різних продуктів: від фарб і клеїв до пластикових пакувальних матеріалів. У 1907 р. перша пластмаса - бакеліт - була створена в Америці Лео Бакеланд. Спочатку вона здійснювалася на основі натуральної сировини: целулоїд виготовлявся з целюлози. Бакеліт був отриманий у лабораторії в результаті синтезу фенолформальдегидной смоли, яка при нагріванні під тиском утворювала тверду масу. Потім пішли полімери, які отримували з більш великих молекул. У 1935 р. був створений нейлон, не схильний до гниття ні, ні дії бактерій.

"ЧОРНЕ ЗОЛОТО"

У серпні 1859 р., коли підрядник Едвін Л. Дрейк вирував свердловину в Пенсільванії, з неї забив фонтан висотою 21,5 м. Це подія ознаменувала початок сучасної індустрії нафтовидобутку.

З винаходом у кінці ХХ століття двигуна внутрішнього згоряння нафта стала найважливішим сировиною для виробництва палива. З'явилися заводи з переробки нафти в бензин, гас, дизельне паливо, мазут і мастила. Нафта необхідна на транспорті і для вироблення електроенергії, вона служить сировиною для хімічної промисловості, де з неї роблять клей, фарби і барвники, пластмаси, миючі засоби, синтетичні волокна.

Нафта перетворилася на інструмент політики. Різке збільшення цін на цю сировину в 1973 і 1979 рр.. нафтовидобувними країнами викликало світова енергетична криза. Нафта стала джерелом сверхобогащенія, перетворивши деяких людей у ​​мультимільярдерів: наприклад, річний дохід султана Брунею досягає 2 млрд. доларів. Дохід нафтового гіганта "Екссон" набагато перевищує ВНП більшості африканських і південноамериканських країн. Найбільше родовище нафти - Гавар в Саудівській Аравії

НАУКА ДОПОМАГАЄ ХІРУРГІЇ.

Коли південноафриканський хірург Крістіан Бернард вперше в 1967 р. виробив пересадку людського серця, багатьох хвилював моральний аспект операції.

Сьогодні вже сотні людей нормально живуть з чужим серцем. Відбуваються успішні пересадки не лише серця, але і нирок, печінки, легенів. Створено штучні "запасні частини" для людей, а штучні суглоби стали звичайною справою. Хірурги використовують лазер в якості скальпеля і мініатюрні телекамери під час операцій. Замість скальпеля хірург використовує лазерний промінь, енергія якого передається по оптичному волокну: він видаляє пухлини, виробляє найтонші операції на очах чи в області вуха.

ЛІТАК ДВОХ НАЦІЙ.

"Конкорд", перший надзвуковий авіалайнер у світі, - результат 14-річних пошуків і випробувань англійських і французьких конструкторів. Він літає зі швидкістю, більш ніж в 2 рази перевищує швидкість звуку. Регулярні рейси почалися в 1976 р. Літак долає шлях від Лондона до Нью-Йорка за 3 год 20 хв.

При конструюванні цієї машини довелося вирішувати безліч проблем. Наприклад, складний вигин трикутного крила був розроблений так, щоб створювати піднімальну силу при малій швидкості, а при великій швидкості мати низьку лобове опір. До кінця 60-х років, коли досвідчені машини вже піднімалися в повітря, почалися суперечки про вартість "Конкорда", його життєздатності і вплив на навколишнє середовище. Шумовий ефект при переході звукового бар'єру не дозволяв літати з максимальною швидкістю. На малій же швидкості польоти були економічно невигідні: при 800 км / год літак витрачав в 8 разів більше пального, ніж звичайні авіалайнери. Всього було побудовано лише 14 літаків "Конкорд".

ІНТЕЛЕКТ в ящик.

У перших комп'ютерах використовувалися електронні лампи. Машини здійснювали обчислення і виробляли логічні операції. Британський комп'ютер "Колос", зроблений в 40-х роках в Англії і США, допоміг дешифрувати код німецької шифрувальної машини "Енігма" під час Другої світової війни. ) появился в 1945 г., и это был первый электронный цифровой компьютер общего назначения. У США електронний силовий інтегратор і комп'ютер (ENIAC) з'явився в 1945 р., і це був перший електронний цифровий комп'ютер загального призначення.

Винахід транзистора та інтегральних схем призвело до того, що комп'ютери стали менше і могутніше. Тисячі деталей поміщалися на чіпі завбільшки з нігтик. Це дозволило створити в 1971 р. перший мікропроцесор. Тенденція до збільшення потужності і зниження вартості призвела до того, що в кінці 80-х з'явилися персональні комп'ютери з потужністю величезних стаціонарних агрегатів попереднього покоління. Сьогодні в побуті високопотужні портативні комп'ютери. Суперкомп'ютери ж використовуються для вирішення глобальних завдань.

Машина пам'яті. Суперкомп'ютер - гігантська ЕОМ, що володіє пам'яттю у 8 млн. біт і 128 млн. слів, використовується Європейською організацією ядерних досліджень для зберігання та обробки інформації.

СПОСТЕРЕЖЕННЯ і шпигунство за допомогою штучних супутників.

Підкорення космосу зробило революцію у світових системах зв'язку. Сьогодні штучні супутники передають телевізійні, радіо - і телефонні сигнали, спостерігають за погодою, шпигують, виявляють області забруднення і мінеральні ресурси.

Раніше супутники використовувалися для наукових досліджень, але незабаром були знайдені інші сфери їх застосування. Перший комерційний супутник зв'язку "Телстар" передав телевізійну картинку з Америки до Європи в липні 1962 р. Сьогодні супутники знаходяться на орбіті в 36 000 км над поверхнею Землі.

. Частина III. Нанотехнології

МИ НА Поргі НАУКОВОЇ РЕВОЛЮЦІЇ

Вчені стверджують, що наша цивілізація стоїть на порозі нової революції. На цей раз світ загрожують перевернути так звані нанотехнології, які дозволять вирішити максимум насущних проблем, що стоять перед людством.

Буревісником нанореволюціі став нобелівський лауреат Річард Фейнман, ще в 1959 році передбачив: у майбутньому ми зможемо з окремих атомів синтезувати все, що завгодно. А в 1992 р. доктор Ерік Дрекслер, виступаючи в Конгресі США, намалював картину недалекого майбутнього, в якому все, що необхідно для життя і діяльності людей, буде створюватися безпосередньо з атомів і молекул навколишнього середовища - а це значить, не залишиться місця ні голоду , ні хвороб, ні виснажливих фізичних праці ...

ЩО ТАКЕ НАНОТЕХНОЛОГІЇ?

Хоча наука займається розробками в області нанотехнологій вже десятки років, пересічному росіянину до останнього часу це поняття було невідомо. Але після того, як 26 квітня 2007 Г.В. В. Путін у посланні до Федеральних зборів вказав на необхідність розвитку нанотехнологій, слівце "нано" зазвучало в теленовинах по десять разів на день. Наш уряд навіть прийняв програму з розвитку нанотехнологій і виділяє під неї чималі гроші - до 30 мільярдів рублів. Що ж це за "нано", на яке грошей не шкода, і чи потрібна нам "нанореволюція"?

, что переводится как "карлик" и означает одну миллиардную часть чего-либо. Саме "нано" взято з грецького NANOS, що перекладається як "карлик" і означає одну мільярдну частину чого-небудь. А поняття "нанотехнології" в 1974 р. ввів японець Норі Танігуті для опису процесу створення нових об'єктів і матеріалів з окремих атомів. Таким чином, до сфери інтересів нанотехнологій належать об'єкти, розміри яких (хоча б по одній координаті) зручно вимірювати в нанометрах.

Невже можливо маніпулювати такий "дрібнотою"? появился туннельный микроскоп, с помощью которого отдельные атомы можно было не только видеть, но и перемещать. Виявляється, можна - в 1982 році в швейцарській лабораторії IBM з'явився тунельний мікроскоп, за допомогою якого окремі атоми можна було не тільки бачити, але і переміщати. Тобто з'явилася принципова можливість зібрати з них все, що душа забажає. І зрозуміло, таке виробництво виявиться більш рентабельним, ніж нинішнє.

У перспективі бачиться навколишній простір, заповнене нанокомп'ютер і наномешінамі: чи то світ перетвориться на один гігантський комп'ютер, чи то людство зіллється з природою в єдиний розумний організм ...

Здавалося б, фантастика, але дослідження вже ведуться, і за ними бачаться розбурхують уяву результати. Одним з найперспективніших напрямів у сфері застосування нанотехнологій є створення нанороботів. Це пристрої, здатні самостійно розбирати органічний і неорганічний матеріал на атоми і конструювати з них абсолютно все.

Комплекси нанороботів замінять природних виробників їжі - рослини і тварин. Наномашини будуть створювати тільки "розумні" речі, здатні пристосовуватися до людини, змінюючи свої форму про властивості. У буквальному сенсі слова з повітря або бруду почнуть виникати золото і діаманти, зникне промисловість і сільське господарство, ніде і немає чого стане працювати, все людство візьметься за розвиток наук і мистецтв або ж вдатися вічним розвагам ... (Цікаво було б подивитися на це "світле майбутнє "! Боюся, що не доживу ...).

Відмовитися від такого раю, вже стоячи на порозі, - вище людських сил. І тому всі, затамувавши подих, стежать за дослідження в провідних лабораторіях світу, з яких приходять повідомлення про нові нанореволюціонних перемогах.

НАНОТЕХНОЛОГІЇ Для здоров'я.

Ще кілька років тому Робертом Фрайтасом - провідним вченим в галузі наномедицини - був розроблений наноробот: штучна червона кровоносна клітина, названа РЕСПІРОЦІТОМ. Ця сфера діаметром в 1 мікрон, виготовлена ​​з 18 більйонів атомів, прямує в кровотік, де наслідує природним функцій еритроцитів, наповнених гемоглобіном. При цьому респіроціт набагато ефективніше еритроцита. Один літр респіроцітов - це максимально безпечна доза - дозволить нирцеві 4 години не дихати під водою, а що біжить на граничній швидкості спринтеру 15 хвилин тримати паузу між вдихами ...

У майбутньому нанороботів забезпечать індивідуальним джерелом живлення, маніпуляторами, керуючим процесором, сенсорами для прийому акустичного сигналу від лікаря, який за допомогою ультразвукового передавача зможе подавати їм команди.

Ці штучні надмініатюрні створення можна буде направляти в людський організм з самими різними завданнями. Самостійно пересуваючись, вони зможуть виправити характеристики тканин і клітин, очистити організм від мікробів, шкідливих вірусів, від молодих ракових клітин, відкладень холестерину і т.д. і т.п.

Озброївшись нанотехнологіями, вчені вже підступають до гемофілії, хвороби Альцгеймера, вродженим патологій та стверджують, що використання нанороботів у лікарській практиці значно продовжить людське життя.

Неймовірно? Зовсім ні: західні фахівці стверджують, що зразки таких роботів вже створені. Правда, поки вони забагато - близько одного міліметра, але вчені погрожують незабаром зменшити їх до мікронного і субмікронного рівня.

ЛІФТ ДО ЗІРОК (КОСМІЧНА РОЗРОБКА).

Вже давно розроблений проект так званого "космічного ліфта", який дозволить без великих витрат енергії переміщати людей і вантажі на орбітальні космічні станції. Суть ідеї проста. Космічну станцію пропонується прив'язати до Землі і утримувати на одному місці стрічкою, туге натяг якої забезпечить відцентрова сила. Змінюючи довжину прив'язі, можна розташовувати станцію на різних орбітах. Уздовж стрічки буде пересуватися капсула, що доставляє на станцію корисні вантажі. Економічно це дуже вигідно: відправляти "посилки в космос" на ліфті дешевше, ніж на ракеті. Якщо ж забезпечити вантажопідйомність ліфта до 100 тонн, то прямо на орбіті можна буде будувати великі орбітальні станції і навіть колонії.

Крім того, космічний ліфт може бути використаний і як пускова платформа для запуску кораблів до інших планет. Для цього знадобиться лише пристрій, від'єднують від ліфта космічний корабель в той момент, коли його швидкість досягне параболічної - 11,2 км / с.

Проблема лише в одному - створити стрічку, яка не тільки не обірвалася б під власною вагою, але ще і утримала б багатотонний вантаж. Нанотехнології обіцяють вирішити це завдання. Вже виявлено, що під час горіння графітової вольтової дуги виникають довгасті трубчасті молекули вуглецю діаметром у кілька десятків нанометрів. Вони в 50 разів міцніше сталі і в 6 разів легше її. Нитка з них діаметром усього один міліметр могла б витримати вантаж в 20 тонн. Залишилось лише придумати, як сплести такі нитки, а з них - міцний трос ...

компанию High Lift Systems , сомнений относительно перспективности этого проекта у американцев нет. Судячи з того, як щедро фінансує NASA компанію High Lift Systems, сумнівів щодо перспективності цього проекту у американців немає. Проте ряд вчених висловлюють побоювання щодо надійності самого пристрою. Чим загрожує розрив стрічки? , ответил на вопросы следующим образом. Доктор Бредлі Едвардс, керівник проекту розробки ліфта при NASA, відповів на питання наступним чином.

Стрічка буде вдвічі жорсткіше, ніж це необхідно. Математичне моделювання показало, що побоюватися за її цілісність треба лише при швидкості вітру від 72 м / с, тобто при 5-бальному вітрі або урагані. Однак місце, яке оберуть для кріплення космічного ліфта, виключить можливість вітрів, ураганів і блискавок.

Але якщо стрічка все-таки порветься? Шматок її полетить у космос, ще один згорить в атмосфері, а нижня частина впаде в океан. Нічого страшного від цього не станеться: один кілометр падаючої стрічки важить 7,5 кг.

А якщо в цей час по ній будуть переміщатися вантажі? Ті, що досягли орбіти, - залишаться на ній, встигли набрати швидкість 11,2 км / с - полетять у відкритий космос. І лише ті, що не встигли ні того, ні іншого, впадуть на Землю.

ДЕМОН МАКСВЕЛЛА.

Якщо квартирне питання зіпсувало москвичів, то енергетичний - все людство. Винахідники всіх часів і народів намагалися ощасливити світ, створивши вічний двигун. На жаль, незаперечні закони термодинаміки стверджують, що це неможливо. Х веке придумал, как обойти эти законы, предложив следующую мысленную модель: два сосуда разделены маленькой дверкой, у которой сидит такой же маленький стражник. Втім, англійський фізик Джеймс Максвелл ще в Х I Х столітті придумав, як обійти ці закони, запропонувавши наступну уявну модель: дві посудини розділені маленькою дверкою, у якої сидить такий же маленький стражник. У одну посудину він пропускає швидко рухаються молекули повітря, а в іншій - ті, що повільніше. У результаті гарячий і холодний повітря виявляється розділеним. Таким чином "демон Максвелла", як назвали фізики гіпотетичного охоронця, дозволяє обійти закони термодинаміки, що дає можливість створити вічний двигун, бо різницю температур в судинах можна використовувати як джерело енергії. Звичайно ж, це дуже спрощена картинка передбачуваного процесу. Але нанотехнології дійсно обіцяють подарувати людству такого стражника, а разом з ним - практично невичерпні джерела енергії.

До останнього часу наука розглядала "демона Максвелла" лише як забавний парадокс, гру розуму. Проте жарт починає набувати реальних обрисів - навпаки цілком міг би розсортувати молекули по їх швидкісними показниками.

Перші представники "демонічного племені" вже існують. Двоє хіміків з Нью-йоркського університету Сіман і Шерман побудували двоногого робота з фрагментів ДНК, який, правда, поки тільки й уміє, що ходити. У Китайській академії наук створений прототип нанороботи, який зміг вирізати на кремнієвому чіпі розміром в 2 кв. ". мікрона напис: "SIA". Джеймс Тур і його група з Техаського університету імені Райса створили діючий автомобіль, що складається з трьох сотень атомів, зібраних в одну складну молекулу. Ширина автомобіля - 4 нанометра, трохи більше, ніж товщина ДНК. Він має раму і осі, а кожна його колесо - сфера з 60 атомів вуглецю.

РОЗУМНА ПИЛ.

", что переводится как "умная пыль". Один з найфантастичніших нанопроектов називається "Smart dust", що перекладається як "розумний пил". Ідея "списана" з повісті Станіслава Лема "Непереможний". Американські військові планують впровадити свої розробки в життя протягом 3-7 років і готові перетворити на "пил" не один мільйон доларів. Як вони вважають, справа варта того - скинута на територію супротивника "розумний пил", що складається з нанороботів, здатна завдати ворогові великий урон. Роботи будуть виробляти собі подібних з підручного матеріалу і шпигувати, передаючи інформацію в головний комп'ютер, а по команді з Центру підуть у наступ: проникнуть в тіла ворожих солдатів (вбиваючи їх або просто обездвіжівая), зупинять будь-який двигун, переорієнтують будь-який сигнал або ж просто вибухнуть , знищуючи техніку та живу силу на величезній території.

Перша "розумний пил" вже створена. Американські вчені розробили кілька сенсорних мереж, що працюють за цим принципом. Одна з них, наприклад, використовується для спостереження за міграцією буревісників на острові Дикої Качки в штаті Мен з метою вивчення глобального потепління.

Так що "розумний пил" стане в нагоді не тільки на війні, але і в мирному житті. Але отримати її можна буде тільки з рук людей у ​​військовій формі ...

ГОНКА Нанотехнології.

Треба зауважити, що Росія поки відстає у вже почалася гонці нанотехнологій. . Відома аналітична фірма Lux Research Inc. в 2005 р. вивчила праці вчених в 51 країні і назвала лідерів: США, Японія, Південна Корея, Німеччина. Услід з невеликим відставанням йшли Тайвань, Ізраїль, Сінгапур. Ну а в самому кінці - Китай, Канада, Австралія, Росія, Індія.

А все тому, що ми запізнилися з національною програмою з цього напрямку. У США, наприклад, бюджет такої програми ще в 2001 р. становив 485 мільйонів доларів, що порівнянно з річним бюджетом всієї Російської академії наук.

Але Росія не збирається довго відставати від лідерів і має намір виділити на розвиток нанотехнологій більше мільярда доларів. Якщо ці гроші не распливутся непомітними струмочками по різних кишенях, то дуже скоро ми будемо в перших рядах - Росія завжди була багата умами. Тим більше що опинитися попереду - життєво важливо для країни. Чому? Давайте розберемося.

Як відомо, світова економіка безпосередньо залежить від енергоресурсів, і в першу чергу від нафти. Але з розвитком нанотехнологій людство звернутися до енергії Сонця, доступною всім державам. Здавалося б, повинні піти у небуття політичні ігри і криваві війни, пов'язані з нафтою, але ... Темпи розвитку нанотехнологій в різних країнах різняться навіть більше, ніж обсяги нафти в їх надрах, - саме це створить дестабілізацію у відносинах між державами і призведе до перебудови світу . Держави, що володіють нанооружіем, виявляться рівними по військової сили, а держави, що не володіють ним, не зможуть протистояти знищенню свого населення

NANO . SAPIENS.

Але не будемо лякати один одного ідеями негативного використання нанотехнологій. Як показала практика, науковий переворот завжди приносив із собою нові проблеми. Тим не менш, людство знаходило шляхи їх вирішення, нехай часом навіть не найкращі. Мабуть, сподіваючись саме на це, футурологи і малюють картини нашого світлого нанобудущего, в якому разом із райською життям нас очікує ще й безсмертя.

Що стосується райського життя, то фраза Михайла Жванецького "у нас все є, але не всім вистачає" ніколи не втратить актуальності. А от щодо безсмертя варто задуматися.

Нехай навіть нанотехнології і переможуть обов'язкову біологічну смерть, але вона, як така, не зникне. Завжди будуть жертви катастроф, воєн і криміналу. Можливо, і для таких випадків знайдеться рішення, людина стане безсмертною в повному сенсі цього слова, і людство перетвориться на світ нанолюдей, здатних керувати будь-якими властивостями свого тіла. Зачинати, виношувати і народжувати дітей не потрібно - їх легко можна буде створити поза себе, вклавши в них все, на що тільки здатна фантазія "батька". Та й навіщо діти безсмертним?

З відмовою від біологічного відтворення собі подібних, зникнуть інстинкти, статеві відмінності і все, що з цим пов'язано, - природа, як завжди, безжально викреслить недоцільне. , который будет существовать по законам развития технологических форм мыслящей жизни, без страха, страданий, любви… І жив за законами біологічної революції Homo Sapiens, який буде існувати за законами розвитку технологічних форм мислячого життя, без страху, страждань, любові ...

ЩЕ ОДНА маленькі крапельки ДЬОГТЮ.

У намальованою футурологами райдужної картині нано-Едему бентежить багато чого - висловлювати різного роду побоювання можна довго. Але не буду цього робити, а лише додам ще одну маленьку крапельку дьогтю в бочку з наномедом. Мова йде про певний подібність здатних проникати в людський організм нанороботів з уже відомими нам "персонажами" - вірусами. Адже природа вірусів, більш схожих на кристали або механізми, ніж на живі істоти, до цих пір незрозуміла науці!

А що, якщо віруси - це ... нанороботи, що дісталися нам у спадок від цивілізацій, які загинули через те, що ці крихітні створення вийшли з-під контролю? Чи зможемо ми утримати у вузді самовоспроизводящуюся "розумну пил", яку військові збираються розсіювати по планеті? Хто знає ...

Точно відомо тільки одне - ступивши на шлях наукового прогресу, людство навряд чи за власною ініціативою зійде з нього. А тому немає сумнівів, що після підкорення наносвіту (якщо він буде підкорено) вчені напевно візьмуться за ще меншу Всесвіт - з приставкою "піко". А які відкриття та наукові перевороти можуть очікувати нас там - сьогодні навіть важко собі уявити.

Список літератури

1. Енциклопедія "Що, де, коли і чому це відбулося" під редакцією М.У. Девісон, 1993 р., Лондон; переклад під редакцією Натела Ярошенко 1998

2. ", США, 2007 г. Друковане видання "East News", США, 2007 р.