Без физики и химии вам не обойтись
Детская энциклопедия




Разное




Реклама











Без физики и химии вам не обойтись

Здравствуйте, люди будущего!

Действительно, иначе вас не назовешь. Вы и есть люди будущего — сегодняш­ние школьники, студенты 70-х годов, специалисты 80-х, доктора и академики XXI в, Вам предстоит пользоваться всеми открытиями нашего поколения уче­ных, предстоит завершить все, что мы задумали, затеяли и не довели до конца. Именно вам вручим мы перечень наших надежд, планы наших открытий. Вы будете исполнителями и одновременно редакторами: кое-что вычеркнете как устаревшее, ненужное, ошибочное; остальное (главное!) осуществите. Едва ли можно предуга­дать, что именно вы откроете. Но к чему вы должны стремиться, какие задачи вы­полнять — это можно сказать и нужно.

Главная задача общеизвестна: сделать счастливыми человечество и самих себя, дать максимальное количество благ максимальному числу людей, практически — всем. Это и означает осуществить принцип коммунизма «каждому — по потребно­стям, от каждого — по способностям». Надо будет удовлетворить все материальные и все духовные потребности каждого человека.

Начнем разговор с материальных потребностей, прежде всего с первейшей — с пищи. На земном шаре сейчас далеко не все сытно едят; есть страны, которые не­редко посещает голод, там часто и взрослые и дети умирают из-за недостатка пищи. Идеологи старого мира говорят, что тут ничего не поделаешь: планета, дескать, тес­на, земли на всех не хватает. Так ли это? Цифры показывают, что в технически развитых странах, находящихся отнюдь не в самых лучших природных условиях, с каждого гектара снимают урожай в 4—5 раз выше, чем в слаборазвитых стра­нах. Следовательно, дело не в количестве земли, а в техническом развитии.

Том, который вы держите в руках, посвящен физике и химии. Здесь химия предстанет перед вами как наука высоких урожаев, наука изобилия па столе. Химия — это удобрения: азот, фосфор, ка­лий, микроэлементы... Химия — это охрана полей: инсектициды и фунгициды — яды против вредных животных; это гербициды — яды для сорняков, вредителей растительного происхождения. Хи­мия — это чудесные вещества, управляющие ростом и развитием растений, ускоряющие созревание и увеличивающие рост плодов. Есть еще химия почвы — агрохимия, наука о создании наилучших условий для питания растений, для использования минеральных веществ, содержащихся в почве или добавленных в нее.

Для высоких урожаев чрезвычайно важна и селекция, т. е. создание новых, улучшенных сортов, более продуктивных (лучше усваивающих углекислый газ, во­ду, фосфор, калий, азот, полнее и быстрее превращающих их в белки, углеводы и другие пищевые вещества), засухоустойчивых, болезнеустойчивых, лучше поддаю­щихся механизированной обработке и уборке и т. п.

Чем больше типов растений у селекционера, чем больше разнообразие форм, тем легче найти нужные сорта. Недавно выяснилось, что некоторые сильнодействующие химические вещества вызывают в семенах существенные наследственные изменения, при этом возникают новые наследственные линии с совершенно новыми свойствами, дающие богатый выбор для селекционера. Так что и в эту, чисто биологическую, казалось бы, работу химия вносит свой вклад.

И если бы сегодня во всем мире люди сумели применить уже существующие пере­довые методы селекции, механизации и химизации, можно было бы увеличить миро­вой урожай по крайней мере раз в пять, даже не прибавляя ни одного гектара к су­ществующим посевным площадям.

Но и это не предел. Теория позволяет уже сейчас предвидеть возможность даль­нейшего увеличения урожайности. Все вы знаете, конечно, что растение синтези­рует пищу для людей и корма для животных из углекислого газа и воды с помощью энергии солнечных лучей. Но, оказывается, растение не так уж идеально использу­ет эту энергию. Растет оно не круглый год, так что зимой, поздней осенью и ран­ней весной солнечный свет пропадает зря. И в начале роста, когда листочки еще маленькие и редкие, большая часть лучей, минуя растения, бесполезно нагревает почву. Но даже и те лучи, которые попадают на листья, утилизируются не полно­стью. Инфракрасные лучи для фотосинтеза не пригодны. Отражается и часть ви­димых лучей, а часть проходит сквозь листья. Кроме того, значительная доля света тратится на испарение воды; таким способом растение предохраняет себя от жары и перегревания. В итоге растение использует только 0,5 — 1% падающего света на построение тканей.

Так что и тут таятся громадные резервы. Но вам надо будет немало порабо­тать, чтобы сделать растения бережливее: заставить их повысить свой к.п. д. Извест­но, что микроскопическая водоросль хлорелла в мелких водоемах использует на построение органического вещества не 1, а 10—12% падающего света. И ес­ли вы добьетесь такой же производительности у растений суши, то превзойдете раз в десять урожайность передовых стран, а среднюю мировую урожайность раз в пятьдесят, сумеете прокормить на существующих посевных площадях не три мил­лиарда, а миллиардов сто пятьдесят людей, правда, на сегодняшнем, т. е. неваж­ном, уровне питания.

А быть может, вам удастся решить и совсем трудную задачу, почти фантасти­ческую: так изменить природу растения, чтобы оно использовало энергию и ин­фракрасных лучей, сейчас пропадающих втуне.

Помимо физиологических, есть еще резервы географические. В настоящее время на земном шаре обрабатывается примерно 10% суши, всего лишь десятая часть! Но посевную площадь можно увеличить по крайней мере втрое, главным образом за счет влажных тропических лесов и сухих субтропических пустынь, полупустынь, степей. Джунгли требуют осушения, сухие степи — орошения. Тут нужны будут и каналы, и трубы, подводящие воду, и энергия — много дешевой энергии для машин, насосов, для поливки, строительства. И потребуются химические пленки, покрывающие и подстилающие, экономящие влагу, предохраняющие ее от испаре­ния вверх и от просачивания вглубь. Нужно будет, кроме того, решить проблему опреснения соленой воды: опреснять ли ее физическим методом — кипятить с помощью атомной энергии, пли опреснять химически — осаждать соли ионообменными смолами?

Физика и химия в равной степени важны для решения всех этих задач. Орошение — это энергетика и гидравлика. Теплотех­ника и оптика создадут благоприятный режим растению. Для ме­ханизации нужны механика, теплотехника, электричество. В об­щем, без химии и физики вам не обойтись, шагу не ступить!

Мы не упоминали еще о необъятных возможностях океана. Океа­ны в три раза обширнее суши, кроме того, они гораздо производительнее. Ведь водно­му растению не надо тратить энергию на испарение, предохраняя себя от высыхания; к. п. д. у него получается выше. Сейчас люди слабо используют океан. В нем выла­вливают лишь незначительную часть рыбных богатств. Агротехника океана — дело бу­дущего. Вы сами будете решать, как разводить рыбу, как вылавливать планктон и перерабатывать его, как возделывать подводные пашни, засеивать их и убирать, как пасти подводные стада. Но без физики и химии не обойтись вам и на дне морском.

До сих пор речь шла о растительной пище. Чтобы сделать ее вкуснее и пита­тельнее, вы будете использовать животных. Ведь коровы, свиньи, гуси, куры — все это маленькие заводики, превращающие зеленый корм, зерно или отбросы в мясо, жиры, молоко, яйца. Здесь есть свой расчет и свой к. п. д. Но у растений мы сравниваем поглощенную энергию и калорийность продуктов, а у животных — вес корма и привес тела. Так вот, и тут для повышения к.п. д. тоже важна химия. Чтобы усвоить пищу как следует, животное должно быть здоровым.

И выгодным оказалось добавлять в рацион и коровам и цыплятам витамины и антибиотики. Кро­ме того, важны и химические добавки к пище. Белки животных тканей состоят из аминокислот. Недавно выяснилось, что аминокислоты не равноценны. Среди них есть и такие, которые организм животного сам для себя приготовить никак не может. Это — так называемые незаменимые аминокислоты. В кормах их мало, но организм животного использует их полностью. Все же остальные аминокислоты усваиваются только в строго определенной пропорции к незаменимым. Если каких-либо не незаменимых аминокислот не хватит, организм животного все же может создать их для себя из других не незаменимых кислот, а излишние ами­нокислоты будут из организма выброшены. Так, при постройке дома ведущий материал — кирпич, а известка, цемент, штукатур­ка, краска расходуются в зависимости от того, сколько пошло кирпича. Но если незаменимую аминокислоту изготовить химически (химически!) и добавить ее в корм, тогда и излишки прочих амино­кислот тоже пойдут в дело — на построение тканей. Животное будет усваивать больше аминокислот, расти быстрее, к.п.д. его повысится. Некоторые увлекающиеся ученые предполагают, что и вообще вся пища буду­щего будет химической. Быть может, химическая пища не всем придется по вкусу. Выше много говорилось о несовершенстве растений, но они несовершенны как аккумуляторы энергии. Зато как повара растения на высоте, они изготовляют из углекислого газа именно ту пищу, к которой мы привыкли. И тут техника ока­залась бы в положении догоняющего подражателя, стремящегося и никогда не приближающегося к идеалу, дающего только суррогаты. Так что пускай нас кормит биология, а химия только подкармливает.

Итак, на суше и в океане с непременной помощью химии и физики вы получите вкусную и обильную пищу для сотен миллиардов людей. Но ведь человеку нужна не только еда. Нужны еще одежда, жилье, общественные и промышленные здания, орудия труда, машины, аппараты, технические и бытовые приборы, оборудование для транспорта и связи... Из какого материала вы будете все это изготовлять?

Вообще материал — наиболее неподатливая, наиболее косная, я бы сказал, часть производства. Недаром историки обозначают эпохи по главному материалу: век каменный, век бронзовый, железный век. С этой точки зрения ваш век будет веком химическим, эрой синтетических и химически переработанных материалов.

Одежда будущего — в основном химическая. Синтетическая кожа, синтетический мех, синтетические волокна — прочные, гибкие, непроницаемые, водооттал­кивающие, ткани пористые, ткани несгораемые, даже нетканые «ткани», которые надо не сшивать, а склеивать.

Металл не уйдет из вашей жизни, но он изменит свои свойства. Теоретически уже доказано, что современные металлические изделия могли бы быть раз в десять прочнее. Уменьшают их прочность сверхмикроскопические неоднородности — ни­чтожные трещинки, сдвиги, неправильности, вакансии (пустоты, не заня­тые атомами). В лабораториях уже удалось получить тонкие нити — они назы­ваются «усами» — однородного металла, он действительно раз в десять прочнее стали. Но от этих «усов» до монолитных брусков, до массового производства еще очень далекий путь. Вам предстоит пройти его, чтобы строить ажурные станки с осями-спицами, легчайшие авто­машины и самолеты, переносные дома и кружевные мосты, почти прозрачные на вид.

У керамики и стекла прочность еще дальше от теоретической, чем у металла. Но недавно удалось повысить прочность стекла во много десятков раз путем специальной химической обработки его по­верхности. Придавая стеклу мелкокристаллическое, как у металлов, строение, уда­лось значительно повысить и его жаростойкость.

И огнеупорные материалы понадобятся вам для высокотемпературных печей, для электротехники. Кое-что уже найдено: окись магния, окись тория, нитриды, бориды, карбиды с температурой плавления от 2500 до 3500°. Вероятно, вы захотите превзойти эти рекорды.

Для вычислительных машин, для автоматов, для радиосвязи и телевидения, а также для превращения тепла и световых лучей в электричество вам понадобятся полупроводники. Современные германий, кремний, селен не совсем хороши — они слишком чувствительны к температуре. И здесь уже есть находки, но вам при­дется поискать еще, чтобы ваши машины безотказно работали и в космосе, и в глубинах Земли, и в огненных печах, и около абсолютного нуля.

Нужны новые материалы и для квантовых генераторов: лазеров и мазеров — этих чудесных аппаратов, рождающих могучие лучи, режущие, плавящие, испаряющие, сверлящие и посылающие сигналы хоть на Луну, хоть на Марс, хоть к далеким звездам. В нынешних лазерах луч генерируется в кристалле искусственного рубина. Найдено немало и других веществ для генераторов: твердых — с неодимом, самарием, диспрозием; газовых — гелий-неоновых, неон-кислородных, аргоновых, криптоновых, цезиевых... Как видите, чуть не всю таблицу Менделеева приходится перебирать. Но ведь захочется же вам иметь в кармане этакий лучевой нож с батарейкой, чтобы в любую минуту срезать дерево, снести мешающую скалу или выточить из куска металла нужную детальку. Здесь также встретитесь вы с неизбежной проб­лемой к. п. д. В лазерах электрическая энергия превращается в свет; работать «луче­выми резцами» будет выгодно при небольших потерях. Если вы добьетесь большого к. п. д., то сумеете передавать энергию не по проводам, а лучами, скажем, из Якутии на Луну или на специальный отражательный спутник, а оттуда — в Моск­ву. Видимо, в космическом вакууме такая передача будет возможна; но я не уверен, получится ли она в воздухе. Для поверхности Земли есть и другая очень заман­чивая идея — передача с помощью сверхпроводников. Напоминаю вам, что во мно­гих металлах и сплавах при температурах, близких к абсолютному нулю, совсем нет электрического сопротивления, ток идет без потерь. К сожалению, свойство это исчезает, когда температура повышается всего лишь на несколько градусов. И магнитное поле — а у всякого тока есть магнитное поле — тоже разрушает сверхпроводимость. Недавно найдены сплавы магнитоустойчивые и даже более или менее температуроустойчивые. Если бы вам удалось довести температуроустойчивость пусть не до комнатной температуры, а хотя бы до температуры жидкого кислорода, вы сумели бы передавать мощнейшие токи на любое расстояние и без потерь по самому тоненькому проводу.

Материалов в природе немало, казалось бы, хватит на все нужды. Но, к сожалению, они вас удовлетворить не смогут — выбор мал и качество не то. Придется вам создавать новые, и потому все-таки чаще всего вы будете иметь дело с искусственными, синтетическими мате­риалами, и в особенности с полимерами. Полимеры будут у вас всякие: волокнистые, монолитные и со спутанными волок­нами, как у минерала нефрита, полимеры тверже стали и прозрачнее стекла, огнеупорные, кислотоупорные, немагнитные и магнитные.

Говоря о пище, мы все время занимались расчетами: какова площадь пашен, да сколько поступает лучей, да сколько поглощается, все ли используется. Для материалов такие проблемы не стоят; материалы готовятся из атомов, которые встречаются повсеместно — в земной коре и в морской воде, а нередко и в воз­духе. Однако нужно не только найти их, но еще и выделить, сконцентрировать, перетасовать или соединить, затратив на все это достаточное количество энергии. Проблема тут в энергии, и вы имеете право задать вопрос: где брать энергию для всех ваших будущих дел?

В наше время на Земле энергии добывается явно недостаточно: в среднем 0,1 квт на одного жителя планеты. Десятая эта доля никак не может избавить людей от са­мого грубого физического труда: от пахоты на волах, от копания земли лопатой, от переноски тяжестей на спине. Чтобы довести энерговооруженность технически отсталых стран хотя бы до уровня передовых, нужно увеличить ее раз в сорок. Возможен ли такой скачок? Мы знаем, что возможен ... в условиях со­циализма. Известно, что за годы Советской власти выработка энергии в нашей стране увеличилась в 200 раз.

Сейчас-то мировая энергетика опирается на нефть и уголь, в меньшей сте­пени — на гидроэнергию. Но запасы угля и нефти ограниченны; далеко не все страны так богаты ими, как наша. В будущем, даже не в очень отдаленном, вам всерьез придется решать проблему источников энергии.

Самый щедрый из всех имеющихся у вас в запасе источников энергии — обыкновенная вода. Она состоит из водорода и кислорода, а в водороде на каждые 6700 обычных атомов приходится один атом тяжелого водорода — дейтерия. Один грамм дейтерия, превращаясь в гелий, может дать столько же энергии, сколько дает 10 т угля. Термоядерная энергия, добытая из воды небольшого пруда, равноценна всей современной добыче угля. Однако пока что этот заманчивый клад не дается в руки. Термоядерные реакции протекают при температуре в десятки и сотни миллионов градусов, любая печь превратится в атомный пар от такого жара. Однако в принципе можно предохранить стенки котла с помощью мощного магнитного поля. Техническое решение еще не найдено. Но, думаю, эта трудная задача рано или поздно будет решена.

Быть может, доступнее для нас «желтый уголь»: неиссякаемая энергия сол­нечных лучей. Подсчитано, что на каждый квадратный километр земной поверх­ности Солнце льет поток мощностью примерно в 100 000 квт. Цифра примерная, потому что ее очень заметно изменяют географическое положение местности, время года и дня, состояние атмосферы — ясное небо или облака. Превращать тепло и свет в электричество инженеры уже умеют; созданы термоэлементы и фотоэлементы с к. п. д., равным 7—10%. Если вы доведете к. п. д. процентов до тридцати — сорока и покроете фотоэлектрической пленкой, скажем, 5% — одну двадцатую долю суши,— и то вы получите энергии в десятки тысяч раз боль­ше, чем производится сейчас во всем мире, в тысячу раз больше, чем нужно для полного избавления человека от тяжелого физического труда.

Третий перспективный источник энергии — подземное тепло. Недра нашей пла­неты нагреты до 1000° и выше. Мы живем на каменной облицовке громадной пе­чи — планеты. Но как добыть из-под облицовки глубинный жар? Использовать гейзеры, теплые подземные воды, горячие пары? Температура их низковата для техники. Использовать вулканы, эти естественные отдушины, извергающие расплав­ленную лаву?

Но как управлять потоком лавы, как избежать ее затвердевания? Бурить 30-километровые скважины вплоть до глубин с температурой в 1000°, спускать туда термоэлементы? Но и эти глубины остынут со временем, вам придется перемещать приемники тепла или ставить их на автоматически роющие машины. Как видите, есть над чем поломать голову.

Конечно, получение энергии касается разделов физики: теплотехники, опти­ки, атомной физики, электротехники.

Уже можно смело мечтать о близких временах, когда потоки добытого из воды электричества зальют наши дома, поля и цехи. Получив в руки неисчерпаемые за­пасы энергии, вы, наверное, захотите управлять погодой, научитесь укрощать ураганы и штормы, направлять их бессмысленное буйство на полезную работу: пусть несут дожди в пустыню!

Вода и солнце дадут силу, а работать будут машины. Машины попроще возьмут на себя тяжелый труд, а сложные вычислительные машины — они уже появились — заменят вас на скучной, однообразной работе: в канцеляриях, при учете и расче­тах, на заводах, при наблюдении за станками-автоматами и автоматическими линия­ми, на транспорте, в первую очередь на рельсах, потом на воде, под водой и в воз­духе. Все тяжелое и скучное вы передадите машинам.

Только не думайте, что самим вам придется работать каких-нибудь три-четыре часа в сутки. Слово «коммунизм» — это не синоним безделья. Трудиться вам придет­ся не меньше, чем нам, а может быть, даже и больше, но, конечно, продуктив­нее. При коммунизме труд для всех членов общества станет первой жизненной потребностью, гармонически сливающейся с другими потребностями человека: стремлением к искусству и красоте, с тя­гой к путешествиям (наверное, и на другие планеты) и, самое глав­ное, с потребностью творить.

Творческая жилка в человеке наиглавнейшая. Ничто не дает такого удовлетворения, подлинного, глубокого и чистого счастья, как процесс узнавания и созидания, как возможность видеть де­ло твоих рук и твоего ума. Творческая жилка есть у каждого человека, но частень­ко она подавляется первоочередными материальными заботами, а в капитали­стических странах просто не все допускаются к творчеству, творчество там до­ступно только избранным, а угнетенные классы и даже угнетенные нации во­обще не допускаются к образованию, не говоря уже о вершинах науки. Сегодня на земном шаре, в странах колониальных и полузависимых огромное количество неграмотных. Но в будущем, в обществе, разумно устроенном, при щедром изо­билии пищи, материалов, энергии и машин, которое вы создадите, когда все ма­териальные нужды будут легко обеспечиваться, первостепенными будут духовные потребности, и главная из них — потребность творить.

Творить можно в любой области: в искусстве, в производстве, в воспитании, в любой науке. Мне лично интереснее всего представляются творческие поиски в трех обширных и неиссякаемых направлениях: в изучении самого далекого, самого малого и самого сложного.

Самое далекое, конечно, в космосе. Вам предстоит изучать изъеденную кра­терами Луну, Марс, Венеру, далекие холодные планеты с их промерзшими лунами, угловатые астероиды, кометы, Солнце, все околосолнечное пространство, а затем и бесчисленные звезды, одну дальше другой. Однако вы и так все рветесь в космос; едва ли нужно вам рассказывать, как заманчивы многообещающие кос­мические поиски. Я только напомню вам, что космонавтика — это небесная меха­ника и кинематика тел в физическом поле тяготения, это спект­ральный анализ, это радиосвязь и лазерная связь, это термодина­мика и двигатели. Это — все разделы физики и все разделы химии. Мир самого малого принадлежит физике почти целиком. Здесь вам предстоит разобраться в свойствах элементарных частичек — лептонов, мезонов, нуклонов, гиперонов, таинственных нейтрино, резонансов и особенно новых гипотетических частиц, быть может, наи­более первичных — так называемых кварков.

Кто знает, сколько их еще откроют, пока вы будете учиться? Вы будете иметь дело с ничтожными долями мик­рона и микросекунды, с исчезающе малыми величинами и исчезающе малыми мгно­вениями. Пылинки микромира — это кирпичики, из которых построены окружаю­щие нас предметы. Их свойства так или иначе отражаются в свойствах атомов, химических молекул, а через них и в свойствах крупных тел. В ничтожно малом внутриатомном мире таятся великие силы, оттуда приходит термоядерная энергия, о величине которой вообразить трудно, и энергия аннигиляции, превосходящая тер­моядерную в десятки раз.

Мир самого сложного — это жизнь. Только недавно, лет 10—15 назад, уче­ные начали постепенно разбираться в химической стороне процесса жизнедеятель­ности; от поверхностного общего наблюдения перешли к химически точным анали­зам. И сразу же изменилось наше отношение к биологии. Прежде считали: техни­ка давным-давно превзошла природу, природа — нечто отсталое, устаревшее, слабое, учиться там нечему. Оказалось, что это совсем не справедливо. Да, мы, люди, да­леко превзошли природу мощностью, скоростью, температурой, размерами наших установок. Но природа безмерно превосходит любой завод необыкновенной сла­женностью процессов, ювелирной точностью результатов, экономичностью и ра­циональностью.

Привычный пример — связывание атмосферного азота. На химических заводах для этого берут чистый азот, добытый из воздуха, соединяют его с чистым водоро­дом, извлеченным из природного газа; процесс ведут при высокой температуре и вы­соком давлении. А клубеньковые бактерии, те, что сидят на корнях гороха и фа­соли, умеют получать связанный азот из обычного неочищенного воздуха, чистым водородом не пользуются, не применяют ни высокое давление, ни повышенную тем­пературу, ведут реакцию на своих «микрозаводах» — внутри клетки, где наряду с азотсвязующими молекулами существуют миллионы других, занятых своими делами. Изумительная целенаправленность и точность в чрезвычайно сложной обстановке! Интересна и загадка зеленого листа, основного производителя пищи на нашей планете. О том, что зеленый лист добывает углеводы из углекислого газа, используя энергию солнечных лучей, известно давно. Но вот что еще обращает внимание: ведь кванты света сами по себе не способны разбить ни молекулу углекислого газа, ни молекулу воды. В клетках листа существуют для этого особые «микрозаводы» — так называемые хлоропласты, которые собирают лучи, накапливают их энергию и при обычной температуре решают проблему, как расщепить прочные молекулы угле­кислого газа и воды, получить крахмал и другие питательные вещества.

Перед вами стоит грандиозная задача; раскрыв тайну фотосинтеза, научиться самим проводить реакции, осуществляемые природой в химических комбинатах зеленых листов, в подземных лабораториях корней. Нужные продукты вы будете получать непосредственно из углекислого газа, из воды и из азота воздуха. И быть может, я даже уверен в этом, вы сумеете это делать лучше, экономичнее и мас­штабнее, чем зеленый лист. Ведь технике не нужно приспосабливаться к сложней­шей обстановке живого организма со всеми его запутанными связями.

В мышцах есть нечто сходное с зеленым листом. Там энергия, полученная при сжигании пищи в кислороде, тоже накапливается постепенно. Ее собирают молеку­лы адезинтрифосфорной кислоты. По приказу, полученному от нерва, они одним ударом растягивают или сжимают гибкие белки мускулов. К. п. д. здесь очень велик, процесс рационален, и вам, искателям буду­щего, надо будет задуматься, не стоит ли жесткие рычаги, валы и оси машин, привычные вам с детства, заменить для ряда машин мускулоподобными гибкими тяжами с химическими двигателями внутри них?

Но можно ли повторять живое в технике, спросите вы. Ведь есть же принципиальная разница между живым и неживым —молекулы живого организма как-то отличаются от простеньких молекул неживого мира. Вот тут-то и возникает вопрос: верно ли это? И недаром сейчас ученые особенно интересуются тем, что лежит на границе живого и неживого. Существуют ли живые молекулы? Существуют ли живые организмы, состоящие всего из несколь­ких молекул? Вы, конечно, слышали о вирусах. В настоящее время известно, что размерами вирус не отличается от крупнейших молекул. И в то же время вирус — это простейший организм, который живет, размножается. Нужно еще и еще работать, чтобы лучше понять тайны процессов, которые превращают слож­ную молекулу в организм с его удивительными экономичными, рациональными и точными устройствами.

Основа жизни — белок. Тайна строения белка начала открываться в последние годы. Выяснилось, что белки — это нити, состоящие из аминокислот всего лишь двух десятков типов.

Молекула белка как бы написана двадцатью литерами, но всего знаков в этом бел­ковом слове десятки тысяч, целая брошюра нужна, чтобы записать буквами строе­ние одного белка. И вот эту длинную, перевитую, местами склеенную нить орга­низм штампует с удивительной быстротой и точностью, безошибочно вставляя нуж­ные «буквы» — аминокислоты — в нужные места. Ведь если мы в белке поменяем местами хотя бы две аминокислоты, т. е. две буквы, то получим другой белок, с другими свойствами, иначе регулирующий жизненный процесс, и такая замена иногда даже приводит к неизлечимым заболеваниям, в частности к злокачественным опухолям, к психическим расстройствам...

Значит, как правило, организм не ошибается ни в одной букве. Мы, химики, можем только завидовать и руками разводить. Мы умеем тоже изготовлять «мно­гобуквенные» нити — полимеры (нейлон, капрон и пр.), но наши полимеры все со­стоят из одинаковых букв, в лучшем случае написаны двумя буквами, а это гораздо легче.

Попробуйте перенять у природы ее типографское искусство, научитесь изго­товлять нужные вам любые вещества любой сложности при нормальной температуре и в хаосе посторонних молекул.

Нам известно уже, что живое тело «печатает» белки по матрицам нуклеиновых кислот. Нуклеиновая кислота — это и есть та брошюра, где записано непомерно длинное слово — белок. Каждый организм получает от своих родителей полный набор этих брошюр, целую библиотечку. В них условными молекулярными знаками (всего лишь четырьмя) записан план построения организма, вся полученная от родителей наследственность.

И когда вы разберетесь в этой биологической грамоте, когда вы сумеете рас­ставлять атомы по своему желанию и с той точностью, с какой делает это нуклеи­новая кислота, тогда, возможно, вы даже наследственность сумеете регулировать, будете по своему плану изменять формы животных и растений, даже создавать совершенно новые.

Проектирование новых типов организмов, проектирование молекул, накопление квантов, выявление новых физических сил, поиски в самом далеком, самом малом и самом сложном, «умные» машины, добыча энергии, материалов и пищи — все это необходимо для всеобщего изобилия! Кажется, я перечислил достаточное количество проблем, чтобы каждый вы­брал дорожку по своему вкусу, с удвоенным интересом взялся бы за изучение нужных ему разделов физики и химии. Если же кто-нибудь из читателей мечтает отыскать свои, принципиально но­вые, непредвиденные дорожки, могу обещать, что и непредвиден­ные пути тоже (и даже особенно.) понадобятся.

Поясню на примере энергетики. Ваши деды и прадеды отапливали дома дрова­ми, дрова сжигали в топках паровых котлов на фабриках и в паровозах. Но если бы мы вздумали сейчас питать нашу промышленность дровами, то свели бы все леса под корень задолго до конца XX в.

Дров не хватило, и мировая промышленность перешла на уголь, на нефть. Выше говорилось, однако, что для наших энергетических планов угля тоже хватит ненадолго. И указывались возможные повороты с угольной дороги на солнечную и термоядерную. Просторные эти пути позволяют увеличить энергопроизводство в десятки тысяч раз...

А что если вам понадобится увеличить их в миллион раз? Тогда даже широчен­ные гелиошоссе и атомо-страды окажутся непригодными.

Дело в том, что человек становится сейчас, при вас станет окончательно, су­ществом космического масштаба. Я говорю здесь не о путешествиях в космос, а о том, что человек будет способен изменять природу на всей своей планете. К энер­гетике все это имеет прямое отношение.

ДАЛЕЕ





 
 
-------------------------------------------------------
Календарь
«  Январь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2017