.
Меню сайта
|
Без физики и химии вам не обойтисьБез физики и химии вам не обойтисьЗдравствуйте, 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. |
ПОИСК
Block title
|