Главная » 2016 » Декабрь » 6 » ВЗГЛЯД НАСКВОЗЬ
18:52
ВЗГЛЯД НАСКВОЗЬ

Науку никогда не интересовали дела и заботы насущные: ученые исследовали мир, разбирали его по кирпичикам, складывали в новые умозрительные системы, и с этого пиршественного стола интеллектуалов человечеству падали крошки — то, что сейчас называется достижениями технической цивилизации.

 


Сэр Уильям Крукс, богатый английский аристократ, увлекавшийся спектроскопией, в 1861 году обрел мировую славу, открыв химический элемент таллий. Круксу тогда не было и тридцати, он вполне мог бы почивать на лаврах, если б его привлекала слава как таковая. Но интересовала его спектрография, поэтому он продолжал свои исследования и — открыл инертные газы. Газы эти впоследствии очень пригодились человечеству, Крукс же просто использовал их для своих опытов. Сэр Уильям придумал множество приборов. Среди них — знаменитая трубка Крукса: запаянный со всех сторон сосуд с инертным газом, через который проходил электрический разряд. Газ светился, испускал странное излучение, которое фиксировалось специальным экраном. Впоследствии это изобретение породило гигантскую индустрию световой рекламы, но Крукс к этому не стремился: его интересовала чистая наука.

Случайное открытие
Трубка Крукса привлекла внимание многих ученых. Среди них был и Вильгельм Конрад Рентген. Аристократом этот немецкий физик не был, хотя и нищим его вряд ли бы кто назвал: Вильгельм был единственным сыном владельца небольшой фабрики. «Фабричное» детство сыграло в жизни Рентгена большую роль — надо признаться, на благо всего человечества. Он поступил в Цюрихе в Политехнический институт и три года изучал строение машин. Однако юноша так хорошо научился делать разные приборы для лабораторий, что привлек внимание одного из выдающихся физиков Августа Кундта. Несколько лет этого плодотворного сотрудничества принесли Рентгену такую славу, что его приглашали на работу все академии Европы. Работал он много, иногда изобретая свои приборы, иногда совершенствуя чужие. Из трубки Крукса Рентген выкачал газы и случайно обнаружил, что, кроме всем известного излучения, которое угасало в 30—40 см от источника, испускаются и другие лучи. Они проходили сквозь всевозможные выгородки, экраны, засвечивали фотопластинки, лежащие в другой комнате. Рентген продолжал экспериментировать с таинственными лучами: они практически ни от чего не отражались, не преломлялись в разных средах, проницаемость их просто изумляла. Ученый ставил между трубкой и фотопластинкой предметы из разных материалов и, проявив снимок, измерял интенсивность теней. Однажды экспериментируя со свинцовой бляшкой в виде якоря, он увидел и силуэт костей своих пальцев. Конечно же, факт его поразил. Он подробно описал его в журнальных статьях, сделал в Х-лучах фотографию ладони своей жены, что стало снимком года и публиковалось во всех печатных изданиях мира. И продолжил работу, прерванную из-за загадочных лучей: Рентген снова погрузился в проектирование приборов.
Рентгеновские лучи больше не интересовали Вильгельма Конрада Рентгена: это всего лишь побочный продукт увлекательных научных экспериментов, пресловутая крошка со стола. Правда, за эту «крошку» он получил
Нобелевскую премию, множество медалей и академических аттестатов, в его честь был назван химический элемент рентгений. Но совсем другие люди изобрели рентгеновский аппарат, позволивший не только видеть кости больного, но и лечить опухоли облучением.

Ультразвук для войны…
Еще более парадоксальна история ультразвукового исследования, всем ныне известного как УЗИ.
Трудно поверить, но во многом это изобретение обязано… гибели «Титаника». Мир возмутился: «Если такие корабли тонут, значит, беззащитны все моряки. Нужно срочно научиться видеть под водой».
Примерно в это же время в Атлантике начали пиратствовать немецкие подводные лодки. Они топили не только торговые суда, но и линкоры.
Всполошились военные ведомства разных стран, выделили огромные субсидии для разработки подводных систем обнаружения. Ученые взялись за дело. Перепробовали разные прожектора, но отказались — световой луч быстро превращался в толще воды в сплошное марево. А что даст звуковой луч? Экспериментаторы били в колокола, свистели в свистки, рассчитывая, что удастся обнаружить барьер, на который наткнется звуковая волна.
Однако из «бездны вод морских» шел такой поток шумов, что разобраться в них было никому не под силу. И тогда решили попробовать ультразвук. Первые эксперименты обнадежили. Луч ультразвука направляли под воду, и если он наталкивался на какое-нибудь препятствие, то отражался и возвращался к своему источнику, где его легко обнаруживали. Получился такой эхолокатор: умножив скорость ультразвука в воде на время возвращения, легко определяли расстояние до препятствия. Но откуда брать ультразвук? Не летучих же мышей держать на кораблях! Да и трудно их заставить пищать, когда им этого не хочется. Справиться с задачкой помог небольшой приборчик свисток Гальтона. Кстати, изобрел его, и тоже между делом, не кто иной, как двоюродный брат знаменитого Чарлза Дарвина, сэр Фрэнсис Гальтон. В науке он известен прежде всего как создатель евгеники, науки об улучшении природы человека.
Исследуя homo sapiens’а со всех мыслимых точек зрения, Гальтон и придумал особый свисток, позволявший определять верхний порог слышимости.
Приборчик испускал специфический свист — он и был взят военными ведомствами в качестве источника ультразвука. Процесс пошел: матросы исправно дудели в свисток Гальтона, ультразвук делал свое благородное дело. Одно печалило ученых: если в лабораторных условиях можно было попросить матросов посвистеть, то на море у них имеются куда более важные задачи. Требовалось как-то автоматизировать процесс.
И снова под руку подвернулось давнее изобретение, на которое много лет не обращали внимания. Вспомнили, что в 1880 году тогда еще неизвестные миру братья Кюри открыли удивительное явление — пьезоэлектричество.
Сейчас промышленность выпускает миллионы пьезозажигалок, а в конце XIX века открытие Кюри сочли бесполезным. Между тем для наших героев, маявшихся со свистком Гальтона, пьезоэлемент оказался даром Небес: ведь пьезоэлектричество основано на способности кристалла кварца при давлении на него производить и электричество, и ультразвук.
Итак, для работ с ультразвуком пьезоэлементы оказались незаменимым инструментом. Они позволяли не только испускать ультразвук с нужной частотой, но и принимать его эхо. Во время Первой мировой войны такие эхолокаторы спасли многие корабли от нападений вражеских подводных лодок.
Но война закончилась, опасность торпедных атак резко уменьшилась, и ученые стали искать эхолотам новые области применения. С их помощью, например, оказалось удобно проверять целостность металлических конструкций…

…и для мира
Мысль о том, что ультразвуком можно исследовать и дефекты конструкций человеческого организма, рано или поздно должна была прийти кому-нибудь в голову. Идея пронеслась в воздухе незадолго перед Второй мировой войной и почти одновременно призвала к работе ученых Америки, Европы и Японии. Исследования в основном производились на животных и кусках мяса разной величины. Луч ультразвука добросовестно проникал в плоть, отражался от внутренних поверхностей, эхо возвращалось, фиксировалось — и самописец наносил на бумагу… точку. Увы, на один свист откликалась только одна точечка. Чтобы получить связную картину, приходилось многократно повторять «просвистывание», каждый раз чуть-чуть изменяя направленность луча, при этом исследуемый предмет должен был оставаться неподвижным. Долгими часами! Но этим предметом должен был быть человек. Да еще и больной. Разумеется, это невозможно.
И вновь помощь пришла из области знаний, абсолютно не связанной с медициной. Исследуемых укладывали в специальные, позаимствованные в космических городках иммерсионные ванны, в которых космонавты осваивали и невесомость, и сверхгравитацию, и полную неподвижность. Чтобы мозаика точек, высчитанных по данным эхолота, получалась связной, стали использовать многопотоковый излучатель с подвижным преобразователем, который направлял сразу несколько лучей под разными углами. Полученные данные конвертировались компьютером в объемное изображение…
А потом началась работа инженеров, приборостроителей, они усовершенствовали методику, аппаратуру. Перечислить всех, кто способствовал в той или иной степени внедрению УЗИ в повседневную жизнь, просто невозможно. Это была мозаика из компонентов, созданных разными людьми, в разное время и для разных целей. Из отдельных крошек со стола получился великолепный пирог.
Использование рентгеноскопии и УЗИ резко сократило число врачебных ошибок. Во многих странах практически вдвое увеличилась средняя продолжительность жизни. Даже не удивляясь, мы можем рассматривать движения своего сердца, кишечника, состояние мышечных тканей и мозга, любоваться еще не рожденным ребенком!
Огромный вклад в этот дар внесли работники всевозможных военных лабораторий. Но до чего ж они при этом замедлили общую работу своей секретностью и недоступностью! Спасибо шпионам, чья деятельность распространяла необходимые человечеству знания по всей планете.
Ну и, конечно, всем тем, кто не смахивал «крошки» случайных научных открытий со своих рабочих столов, а бережно их сохранял для будущих поколений. На всякий случай.

Категория: Это интересно. Факты из жизни | Просмотров: 284 | Добавил: Иоланта | Рейтинг: 5.0/1

Другие публикации
Всего комментариев: 0
avatar