Какие еще бывают микроскопы?
Когда возможности оптических микроскопов были исчерпаны, ученые и изобретатели обратились к источникам иных, невидимых излучений. Оказалось, что если на вещество направить пучок мельчайших заряженных частиц — электронов, то они, отражаясь от него, принесут нам более детальные сведения, чем свет.
Это те самые электроны, направленное движение которых создает электрический ток в проводах. Но движутся они там крайне медленно. А вот если их разогнать, ускорить в вакууме, то по своим свойствам они в чем-то будут похожи на световые лучи, только со значительно укороченной длиной волны.
Ведь именно это и было нужно, чтобы глубже проникнуть в строение вещества. И вот во время второй мировой войны появляются первые электронные микроскопы. Отражая частицы от поверхности тел или пропуская их «насквозь», исследователи научились считывать с них информацию о веществе, даже делать ее видимой.
Представьте, что с помощью этих приборов стали различимы крошечные детали глаза мухи, вирусы или ничтожные дефекты на поверхности металлических изделий. Понятно, что необходимость в таком инструменте сразу почувствовали и микробиологи, и металловеды, и многие специалисты, пытающиеся добыть сведения о мельчайшем строении вещества. Увеличение этих микроскопов достигает сегодня сотни миллионов раз!
Не забыт, правда, оказался и способ исследования материалов с помощью хорошо известных уже к началу нашего века рентгеновских лучей. Просвечивая ими кристаллы и улавливая рассеянные лучи, можно было составить картину расположения атомов — так называемую кристаллическую решетку. Этот способ, названный рентгеноструктурным анализом, позволил позже выявить структуру сложных молекул — белков и даже носителей наследственности — ДНК.
Стремление все глубже проникнуть в тайны строения вещества заставляло изобретать новые «щупы» и «зонды». А для этого нужно было найти все меньшие длины волн просвечивающих вещество лучей. Как в электронном микроскопе разгоняют для этих целей электроны, так в современных «микроскопах» микромира — ускорителях — разгоняют и другие самые крохотные, так называемые элементарные частицы. Чем больше их скорость, тем глубже они проникают в вещество и дают нам картину устройства уже атомного ядра и входящих в его состав еще более мелких образований.
Современные ускорители потребовали от техники создания невероятных по точности измерительных приборов. Процессы, происходящие при столкновении разогнанных частиц, необходимо мгновенно фиксировать. А эту огромную по своим масштабам информацию можно было обработать, лишь привлекая все более мощные вычислительные машины.
Неудивительно, что ускорительные установки стали центром самой передовой научно-технической мысли. Множество изобретений, сделанных там поначалу исключительно для исследовательских целей, нашли потом применение в других областях.
Девятнадцатый век миновал середину, и наступил для России час позора и перемен. В 1856 году закончилась очередная русско-турецкая война. За прошлый век — вторая по счету, получившая имя «Крымской кампании». У всякого коробейника можно купить лубок «Матрос Кошка» или гравюру «Гибель Нахимова». Духовые оркестры играют марш «Тотлебен», в честь графа Эдуарда Ивановича сочиненный. Россия славит…
Но почему используется именно ультразвук? Дело в том, что его легче собрать в узкий, строго направленный пучок звуковых лучей. Этот пучок легко проходит через непрозрачные преграды — свойство тоже чрезвычайно важное. Когда-то, еще в конце 20-х годов, советский физик Сергей Яковлевич Соколов предсказывал ультразвуку большое будущее. Тогда мало кто в это верил. Но прошло всего…
Искусственная кожа, замша, клеенка, переплетный материал. Аккуратно обрезанные лоскуты расцвечены яркими красками: синей, красной, зеленой, золотой, серебряной — или украшены скромным неброским рисунком. Поверхность матовая или блестящая, с наколотым узором или тиснением. Множество новых образцов разложено на большом столе в исследовательской лаборатории Ленинградского объединения искусственных кож. Идет подготовка к очередному техническому совету. Ему предстоит оценить…
Можно сказать, что человечество в своем развитии бросило само себе вызов. Коротко он звучит так: подчинимся ли мы миру неконтролируемых машин и предприятий, созданных нами же самими, или сумеем найти на них управу, выйдем из сложного положения, опираясь на силу разума и новые изобретения? Понятно, что двигаться по этому, во многом еще неведомому пути, пути…
А насколько маленькие предметы помогают разглядеть приборы? Очки не в счет, они позволяют человеку не столько улучшить рассмотрение мелких деталей, сколько исправить дефекты зрения. То есть вернуть способность глядеть на мир, как «задумала» природа. И хотя мы получаем с помощью глаз больше информации об окружающем нас мире, чем от всех остальных органов чувств, и тут…
На левом берегу Невы, вблизи Петербурга — но вне столицы! — в 1863 году появился завод. От города отделяла его застава. Завод принадлежал военно-морскому ведомству. Делали там стальные пушки. И завод, и заставу скоро стали называть «Обуховскими». Заставу — по заводу, завод — по начальнику: им был Павел Матвеевич Обухов. Он родился на земле, богатой…
Странный и пока загадочный. Частота ультразвука слишком высока для нашего слуха. Инфразвука же, напротив, — слишком низка, пятнадцать и меньше колебаний в секунду. Инфразвук мы не слышим, но чувствуем. Ведь мы живем в мире инфразвука. Ветер обдувает здания, стволы деревьев, столбы — рождается инфразвук. Мчится автомобиль, а за ним тянется инфразвуковой шлейф. Летит самолет, и…
Как описать запах моря, как объяснить разницу между запахом розы и машинного масла? Рассказать о запахе можно, только сравнив его с каким-нибудь другим, хорошо нам знакомым. Ученые умеют измерять физическими приборами силу света и силу звука. Однако меры, которая измеряла бы запах, пока еще не найдено. И специалисты не могут до конца объяснить, как живые…
Знаменитый французский писатель и философ XVIII века Жан Жак Руссо считал, что только «истинная» необходимость дает возможность человеку по-настоящему изучить жизнь. И советовал ставить обучаемого в «ситуацию Робинзона Крузо» — будто высаживать его на необитаемый остров. «Все, что человек способен представить в своем воображении, другие сумеют претворить в жизнь» — это слова великого Жюля Верна….
Изучение строения вещества не требовало его разрушения. Световые, рентгеновские, электронные и прочие лучи всего лишь «ласково» касались изучаемого материала, поскольку от них требовалось только снять с него «слепок» информации. Человек же мечтал о возможности передавать световую энергию в виде луча, который производил бы, скажем, плавление металла или взрыв на заметном удалении от испускающего его источника…