Сочинения

(1голосов, средний: 5,00 out of 5)

Загрузка...

В 1960 году французские ученые Ж. Барски, С. Сорьель и Ф. Корнферт сумели слить две клетки из культурой тканей мыши. Гибридная клетка оказалась вдвое крупнее и имела число хромосом, равное сумме хромосомных наборов исходных клеток. С тех пор клеточные гибриды стали получать во многих лабораториях мира. В 1965 году метод был усовершенствован, и открылась возможность сливать мышиные клетки не только с мышиными, но и с клетками других млекопитающих. Еще через два года американские исследователи показали, что можно таким способом гибридизировать клетки человека и мыши. Для этого используются обычно выращиваемые в питательной среде клетки удаленных злокачественных опухолей. Они быстро растут и менее капризны, чем здоровые. Сейчас получены гибриды «человек— мышь», «человек — крыса», «крыса-— мышь» и «человек — человек»,

У таких межвидовых гибридных клеток обнаружилось интересное свойство, которое и позволило использовать их для генетического картирования. Когда они делятся (а затем делится и их потомство), хромосомы одного из родительских видов постепенно теряются — предсказать заранее, какого именно, нельзя. Например, гибриды «человек — мышь» всегда теряют человеческие хромосомы, а «человек — крыса» — крысиные. Эту постепенную потерю хромосом можно использовать для того, чтобы проследить, какие белки перестают синтезироваться в гибридных клетках при потере той или иной хромосомы. Современные тонкие методы анализа (например, хроматография, электрофорез) позволяют проанализировать клетки и сравнить, какие белки в них вырабатывались сначала и каких стало не хватать после первого деления, после второго и так далее. Одновременно изучаются хромосомные наборы поделившихся клеток и ведется учет потерянных хромосом. Предположим, из клетки исчезает фермент тимидинкиназа. Анализ хромосом показал, что потерялась 17-я хромосома человека. Вывод: в ней и находится  ген, управляющий  синтезом т-имидинкиназы. Так обнаружено местонахождение генов синтеза ферментов лактикодегидро-геназы (11-я хромосома), пептидазы С (1-я хромосома). Подтверждено и то, что было известно ранее,— что ген глюкозо-6-фос-фатдегидрогеназы находится в хромосоме X.

Удается выводить культуры клеток с определенными транслокациями (напомним, что транслокация—перенос кусочка хромосомы в другую). Они интересны тем, что по ним можно установить не только в какой хромосоме находится тот или иной ген, но и в каком именно участке этой хромосомы он локализован. При потере хромосомы, присвоившей чужой кусочек с тем или иным геном, сразу становится ясно, какой •именно ген она унесла с собой (разумеется, если собственные ее гены уже зарегистрированы). Искусственно получая клетки с разными транслокациями, можно «выбрасывать» поочередно отдельные кусочки хромосом и таким образом точ^о локализовать  отдельные  гены. Метод межвидовых гибридов развивается теперь так быстро, что для установления связи между исчезновением очередной хромосомы «и пропажей белка приходится  применять  ЭВМ. Все эти методы выявления генов (и еще некоторые, более сложные и относящиеся скорее к биохимии, чем к генетике) позволили пока найти место примерно ста генов человека. Составление подробной карты наследственности поможет вначале предсказывать наследственные болезни еще до рождения ребенка, а позже и проводить операции на генетическом аппарате, заменять его дефектную деталь новой, взятой из нормальной клетки или синтезированной в лаборатории (работы по синтезу генов успешно ведутся).

По мнению некоторых специалистов, через пять — десять лет станет возможной диагностика практически всех наследственных заболеваний на ранних стадиях развития эмбриона. К этому времени, видимо, на генетической карте человека будет известно местоположение примерно тысячи генов.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Представим себе, что по команде нам нужно нажать одну из двух кнопок, чтобы включить лампы красного или зеленого цвета. Казалось бы, такую простую задачу можно выполнить мгновенно. Действительно, промежуток времени между командой и нажатием кнопки мал. Однако не бесконечно мал, он измеряется долями секунды. Этот промежуток времени называется латентным периодом или временем задержки. Как влияют на быстроту реакции различные помехи? Оказывается, сильнее всего мешают внутренние раздражители. Если испытуемым предлагали во время опыта повторять таблицу умножения, латентный период у всех участников эксперимента увеличивался почти вдвое. Внешние помехи влияют меньше, включение яркой лампы или внезапный шум увеличивают латентный период на 60—70%. Но в том и другом случае дополнительные раздражители —свет, шум, умножение — создают в больших полушариях головного мозга некое добавочное возбуждение, которое тормозит основное. Дальнейшие эксперименты показали, что отрицательное влияние помех можно частично или полностью преодолеть. Оказалось, что

[smszamok]

после многократного повторения эксперимента (6 раз подряд) наступает адаптация, испытуемый как бы привыкает к помехе и воспринимает ее как некий общий фон эксперимента. Еще меньшее влияние оказывают помехи, если испытуемого предупредить о них. Положительную роль играет также осведомленность испытуемого  о своих результатах.

Если бы Кардан был только позером, он не оставил бы после себя такие замечательные (по свидетельству серьезных ученых) труды, наполненные мудростью и заботой о нуждах людей, как трактаты «О разнообразии вещей», «О тонкости», которые служили пособиями для воспитания многих поколений физиков. Именно в трактате «О тонкости» Кардан высказывает и обосновывает в меру своих возможностей убеждение в несостоятельности идеи вечного двигателя. Но уровень знаний его эпохи не дал ему возможности привести убедительные доказательства. Особенно много проектов вечных двигателей появляется в XVI—XVII веках, в эпоху перехода к машинному производству. Ученые и фантазеры-самоучки, мало или совсем незнакомые с основами физики и механики, пытаются комбинировать простые механизмы в более сложные, но все равно получить от машины больше энергии, чем было затрачено на ее работу, не удается. Если бы конструкторы изучили труды Галилея, они знали бы это заранее. Галилей, как до него Стевин, ставил опыты с рычагами и блоками, наблюдал за скатыванием шаров по наклонной плоскости и пришел к заключению, что с помощью простых механизмов невозможно получить даровую работу.

Здесь уместно подчеркнуть, что ликвидация трения в механизме не превратила бы его в вечный двигатель, не спасла бы идею. Очень долгое движение можно осуществить с помощью большого маховика, вращающегося на хороших шариковых подшипниках. Но если от такого механизма попробовать отобрать энергию, он довольно быстро остановится. Всплеск веры в возможность получить вечный двигатель произошел после изобретения электрических машин. Эта вера окрылила пивовара и физика Джоуля, человека практичного и предприимчивого. Он воспользовался вольтовой батареей и запустил от нее электродвигатель своей собственной конструкции. Батарея очень быстро выдохлась, а Джоуль в итоге пришел к выводу, что лошадь никогда не будет вытеснена электродвигателем, так как прокормить ее дешевле, чем менять цинк в батареях. Эта работа не увенчалась созданием перпетуум-мобиле. Но сыграла огромную роль в исследовании количественных соотношений между теплотой и механической энергией. …Этот ученый родился далеко от научных центров, в заснеженном уголке, где большинство жит-элей вообще ничего не слышали о вечном двигателе, о магнетизме или электричестве.

Но тем не менее в темноте далекого края России зажегся свет любознательности у сына архангельского помора, который стал эпохой русской и мировой науки. Этот мальчик, не слышавший, конечно, о таких великих именах, как Аристотель, Леонардо да Винчи, Ньютон, стал в один ряд с ними, как последний из плеяды универсальных гениев.

Сфера научных интересов Ломоносова обнимает буквально все проблемы естествознания того времени. Его труды открыли первую страницу познания многих явлений природы. Он думал и над загадкой теплоты, но специально проблемой вечного двигателя Ломоносов не занимался. Он считал само собой разумеющейся невозможность осуществления вечного двигателя, и это привело его к всеобъемлющей формулировке закона сохранения, которую Ломоносов дал в 1748 году.

Результаты проведенных исследований выявляют и конкретные различия и принципиальную общность в кодировании слов. В первом случае различные и общие последовательные группировки разрядов обнаружены в разных группах нервных клеток при кодировании одного и того же слова. Во втором — в одной и той же группе нервных клеток, но в паттернах — кодах различных слов общего смыслового поля. Напрашивается вывод: группировки и в том и в другом случае отражают нейрофизиологический механизм (или один из механизмов) объединения элементов системы обеспечения психических процессов. Эти данные проливают свет на один из важнейших аспектов проблемы

[/smszamok]

— на механизм объединения отдельных звеньев, отдельных нейронных популяций в совместно работающую систему. Вместе с тем различия в кодовых формах в разных группах нейронов показывают, что в работе этой системы обязанности кода распределены. Следовательно, 8 представлениях о работе системы должен обязательно учитываться и взаимодополняющий принцип функции  различных ее звеньев.

И сейчас (а особенно в дальнейшем!) эти данные могут рассматриваться как подтверждение выдвинутых нами в 2009 году представлений о взаимодополняющей роли различных звеньев системы мозга, обеспечивающей психическую деятельность. Приоткрылась завеса над важнейшей триадой, лежащей в основе функционирования мозга: структура мозга, ее активность и принцип взаимодействия структур в процессе обеспечения мышления и памяти.

(Еще не оценили)

Загрузка...

В настоящее время твердо установлено, что во время формирования даже самых древних осадочных пород уже существовали живые организмы. Иначе говоря, биосфера — ровесница земной коры. Вместе с тем несомненно: земная кора образовалась в результате грандиозных круговоротов вещества — геохимических циклов. Сопоставив эти два представления, автор статьи— сотрудник Института земной коры Ленинградского университета — поставил смелый вопрос: не является ли живое вещество причиной действия геологических круговоротов, а следовательно, и причиной развития земной коры?

В пользу этого предположения говорит широко бытующее мнение, что основная движущая сила геологических процессов— это солнечная энергия, аккумулированная в минеральном веществе нашей планеты. Однако переносчиком энергии, трансформирующим лучистую энергию Солнца в потенциальную химическую энергию минеральных веществ, может быть только живое  вещество  биосферы.

Органический мир, как известно, воздействует на породообразование и, в частности, на процесс выветривания (все живые организмы существуют в конечном счете благодаря выветриванию, поскольку в результате его в биосферу постоянно поступают неорганические питательные вещества). На процесс выветривания чрезвычайно сильно влияют корни растений, составляющие в среднем около половины общей растительной массы суши, различные ферменты — высокомолекулярные белковопо-добные катализаторы, вырабатываемые живыми организмами, микробы, которые непосредственно разрушают горные породы и слагающие их минералы.

Органические  вещества   оказывают   воздействие и на процессы, протекающие на дне морей и океанов. В местах устойчивого и длительного погружения земной коры накапливаются мощные осадочные толщи, в которых год за годом аккумулируется как энергия захороненных органических веществ, так и солнечная энергия, трансформированная живым веществом в потенциальную химическую энергию минералов. Когда осадочные породы достигают глубины 10—12 километров, накопленная в них химическая энергия под воздействием высокой температуры и давления начинает превращаться в тепло, которое видоизменяет и частично расплавляет породы. В результате их объем увеличивается. Так как сопротивление расширению меньше всего сверху, то происходит «выжимание» осадочных толщ. Возникают горы, которые начинают разрушаться выветриванием, снова поставляя   массы   осадочного   материала.

Обычно погружение и сменяющее его поднятие, приводящее к образованию складчатых горных систем, продолжаются многие миллионы лет, и все это время в недрах накапливается энергия — потенциальная энергия, являющаяся движущей силой грандиозных процессов создания континентальной земной коры.

Энергию же радиоактивного распада, идущего в толще Земли, можно рассматривать как необходимый фактор, который вместе с высоким давлением вызывает выделение биогенной энергии. Иначе говоря, тепло, выделяемое Землей как «ядерным реактором», выступает лишь в качестве «запала».

(Еще не оценили)

Загрузка...

Как правило, земные породы и минералы содержат воду (от 1 до 0,5%). Несколько обособленное положение здесь занимает Луна. До сих пор считалось, что в лунных породах вода не содержится. Между тем проблема воды «а Луне имеет очень важное значение—с ней связан вопрос о происхождении спутника Земли. Несмотря на то, что лунный грунт имеет некоторые специфические вещества —например, неокисляющееся железо или стеклянные шарики,— все же состав лунных пород очень близок к составу земных во всем, кроме содержания воды. Большинство ученых склонны считать, что Луна потеряла летучие соединения, в том числе и воду, на самых ранних стадиях своего существования. Более того, некоторые геохимики высказывают мнение, что лунный грунт гидрофобен—«боится» воды. Для этих предположений есть основания.

Всем известно, что в сыром помещении многие вещества, например, соль, «хватают» воду из воздуха. Соль можно прокалить, и тогда вода уйдет, испарится. Ничего подобного не было до сих пор замечено в экспериментах с лунным грунтом: он нисколько не увлажняется, находясь в земном воздухе. В лунных породах, доставленных космическими аппаратами «Луна-16, 20» и «Аполлон—11, 12, 15», была обнаружена вода, но в лунных породах ее оказалось в десятки раз меньше, чем в самых «сухих» земных минералах. Измерение малых концентраций воды в сравнительно небольших образцах лунного грунта находится практически на пределе возможностей методов анализа. В последнее время совместные работы сотрудников Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского и Физического института АН позволили увеличить чувствительность анализа в несколько раз. Новая методика дает возможность обнаруживать до 0,05% воды в очень малых образцах, содержащих всего лишь 3 миллиграмма вещества.

Исследуя образцы из Моря Кризисов, доставленные на Землю космическим аппаратом «Луна-24», ученые обнаружили, что в инфракрасных спектрах этих образцов присутствует полоса поглощения воды. По оценке экспериментаторов, в этих лунных образцах содержится 0,1 % воды. Это количество во много раз больше, чем то, что обнаруживали в лунных образцах до сих пор.

К сожалению, несмотря на все меры предосторожности, ученым пока трудно полностью гарантировать надежность эксперимента. В дальнейших исследованиях предстоит доказать, что вода, которую они обнаружили в лунном грунте, не попала туда ни в процессе транспортировки, ни при   хранении, ни при отборе проб.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Астрофизика перешла от исследования ближайших звезд, а затем нашей и других галактик к исследованию Вселенной   в   целом. Но достаточно ли полно изучены объекты и процессы на ближнем краю этого огромного диапазона, например, самая близкая и важная для нас звезда — Солнце? Солнце мы знаем многое — его активное изучение ведется уже сотни лет, начиная с времен Галилея, когда для этой цели впервые были использованы телескопы. Однако Солнце все еще скрывает немало тайн. Одна из них, завеса над которой начала приподниматься_ только в последние годы,— это природа и механизм солнечных вспышек.

Солнечные вспышки возникают в так называемых активных

[smszamok]

областях — областях усиленного магнитного поля в атмосфере Солнца — и, если говорить коротко, представляют собой очень мощный взрыв. За несколько минут выделяется огромная энергия, достигающая величины 1032эрг. Такую энергию Земля получает от Солнца примерно за три года. Эта энергия почти в 100 раз превышает то, что мы получили бы при сжигании всех разведанных запасов угля и нефти. Иногда пользуются более мрачным сравнением—энергия сильной вспышки эквивалентна одновременному взрыву миллиарда мегатонных водородных бомб. Такие энергии уже характерны для космических лучей, приходящих на Землю из удаленных частей Галактики, и поэтому частицы от Солнца с энергиями в сотни МэВ и выше принято называть солнечными космическими лучами. Их отличие от основного потока космических лучей состоит в том, что появляются они лишь эпизодически, во время сильных вспышек. Но тогда их поток может во много раз превосходить примерно постоянный во времени поток «галактических»  космических лучей.

Характерно, что для таких новых объектов современной астрофизики, как квазары, радиогалактики, пульсары, рентгеновские источники, все названные виды излучения, появляющиеся при солнечной вспышке, либо непосредственно наблюдаются, либо предполагаются для объяснения наблюдений. Мы не случайно начали наш рассказ с упоминания этих объектов «дальнего края» современной астрофизики, так как имеется много общего между ними и вспышками на Солнце.

Прежде всего это очень эффективное ускорение заряженных частиц — электронов, протонов и более тяжелых ядер — до высоких энергий, намного превышающих среднюю тепловую энергию частиц газа. Поэтому такие ускоренные частицы часто называют нетепловыми или надтепловыми, В случае удаленных объектов, скажем, квазаров и радиогалактик, о присутствии таких частиц (прежде всего электронов) можно судить по испускаемому ими излучению. При солнечных вспышках эти сильно ускоренные частицы   можно   регистрировать   и малая часть этой энергии попадает на Землю, в основном она рассеивается в пространстве. Полная мощность, излучаемая спокойным Солнцем в основном в виде света, гораздо больше, чем мощность вспышки,— последняя не превышает сотой доли процента полного излучения Солнца. Поэтому при вспышке не происходит заметного увеличения полной яркости Солнца.  Важно,  однако,  другое.

При вспышках возникает излучение в таких диапазонах, в которых спокойное Солнце излучает слабо или вообще не излучает. В частности, при вспышках Солнце испускает жесткое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, гамма-лучи, характерное нетепловое радиоизлучение; происходит выброс частиц в форме корпускулярных потоков, движущихся в межпланетном пространстве со скоростями до 1000 км/сек; испускаются энергичные электроны с энергиями от десятков кэВ и выше, вплоть  до сотен МэВ, а также  пнепосредственно, в межпланетном пространстве, куда они проникают из области вспышки.

Имеются и более глубокие черты сходства между солнечными вспышками и некоторыми очень далекими «взрывающимися» астрофизическими объектами. Дело в том, что и для этих далеких объектов и для нашего близкого Солнца очень важную роль играют процессы, обусловленные сильными магнитными полями в плазме. Как это на первый взгляд ни странно, но для физики такие процессы оказались в значительной мере новыми и неожиданными. И причина довольно проста. В том мире, в котором мы живем, на нашей относительно холодной планете, в мире, где родилась наша физика, плазма в естественных условиях, как правило, не наблюдается.

[/smszamok]

Температура пылинок составляет 10—20 градусов Кельвина. Таким образом, согласно новой теории, здесь имеется все для образования сложных органических молекул — необходимые химические элементы, не самая низкая температура, присутствуют и инициаторы реакций в виде света или ультрафиолетового излучения ближайших и далеких звезд. Наблюдения, могущие служить подтверждением гипотезы Гольданского, были сделаны намного раньше. Астрофизики уже давно заметили в межзвездной среде множество сложных молекул, в том числе и органических веществ. А соединение, с которым экспериментировали под руководством В. И. Гольданского сотрудники Института » химической физики — полимер формальдегида, было вскоре обнаружено в межзвездном пространстве английским астрофизиком Н. Викрамасингхе.

«Вполне возможно,— пишет Гольданский,— что в условиях космического холода под действием космического излучения могут — хотя и весьма медленно, но верно— идти процессы образования даже самых сложных молекул, вплоть до белков». И далее ученый делает вывод: возникает возможность того, что я бы назвал «холодной предысторией жизни». Как же представляет себе автор дальнейшее развитие событий? Межзвездные облака постепенно сжимаются, и в центрах их возникают новые звезды. Из остатков облаков вокруг звезд образуются сплюснутые холодные пылевые диски, из которых впоследствии возникнут планеты и кометы. И в этом исходном материале уже имеется немало полимерных органических молекул — зародышей будущей жизни. Они готовы развиваться дальше, готовы достичь такой степени сложности, что смогут оказаться способными проявлять какие-то простейшие биологические функции. Нужна только дополнительная энергия. Ее и дадут звезды — те солнца, которые вспыхнули внутри новых семей планет.

И еще несколько слов в заключение. О том, какой неожиданной стороной может обернуться со временем забытая и, казалось бы, навсегда отвергнутая гипотеза. Лауреат Нобелевской премии Свент Аррениус известен не только как великолепный физико-химик, создатель теории электролитической диссоциации, закона, получившего его имя. Интересы ученого выходили далеко за рамки его специальности. Аррениус — один из авторов теории, согласно которой жизнь на Земле появилась в результате того, что сюда были занесены зародыши жизни — споры растений и микроорганизмов с какой-то другой планеты. Сначала у этой гипотезы было немало сторонников, но с развитием науки их становилось все меньше и меньше. И вот прошли годы, десятилетия, и сегодня мы вновь говорим о космическом происхождении жизни. Только теперь речь идет действительно о зародышах, а не о готовых формах жизни, о которых думал когда-то известный естествоиспытатель.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Известно, что одни лучше воспринимают понятия в рафинированном виде, в краткой формулировке, другие — при обстоятельном, всестороннем описании. Одним свойствен подход снизу, от частного к общему (индуктивный), другим — подход сверху, от общего к частному (дедуктивный). Среди преподавателей математики также есть приверженцы и индуктивного и дедуктивного методов. Кто же из них более прав? Чтобы разобраться в этом, примем для начала как очевидное, что в преподавании математики прежде всего надо стремиться к тому, чтобы основные понятия стали для учащегося естественными. Для этого они должны, как правило, появляться в уже знакомой учащемуся  обстановке. С этой точки зрения индуктивные методы изложения, когда происходит последовательное обобщение понятий, более благоприятны для активного усвоения материала. Именно поэтому на первых этапах обучения надо отдавать предпочтение индуктивному методу, постепенно подготавливая   и   используя    дедуктивный   подход.

Легко видеть, что индуктивный метод преподавания требует больших затрат времени, чем дедуктивный, когда учащимся сразу выкладываются некоторые основные положения, а из них затем выводятся разнообразные следствия. Однако, если считать время не по числу лекционных часов, а по числу часов, затраченных студентами на усвоение материала, то вряд ли оно окажется большим, чем при обучении, основанном на дедуктивном методе. Черты дедуктивного подхода по-разному могут проявляться в преподавании математики. Когда излагаются понятия, обобщающие уже известные, следует обязательно отметить это обстоятельство. Например, доказывая теоремы по линейной алгебре в многомерных пространствах, очень полезно показать, что следует из них для двумерной плоскости и трехмерного пространства. Ведь нередко случается, ЧТО студент, доказав ту или иную общую теорему, не в состоянии применить ее в простейшем конкретном случае.

При изложении новых понятий, НОВЫХ общих теорий необходимо и целесообразно потратить достаточно много времени на их конкретные иллюстрации, на разбор примеров, анализ частных ситуаций. При выполнении этих условий может оправдать себя и дедуктивный метод изложения.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Гидрограф Е. Е, Китран, много лет занимавшийся этой проблемой, обратил внимание на то, что во время оползня массы грунта, сдвигаясь вниз и в сторону моря, давят на донные слои и вызывают их деформацию, Это приводит к образованию складок в виде валов, параллельных берегу и в отдельных случаях поднимающихся над уровнем воды, возникают так называемые валы выпирания. И хотя они состояли из легкоразмываемых грунтов, все же существовали месяц-другой. Ученый заметил, что штормы, прошедшие после оползня, подмывали берег всюду, кроме того участка, который был покрыт валами. Мало того, на этом участке шло образование пляжа за счет наносов, смытых с соседних участков. Именно эти наблюдения легли в основу идеи защитить морское дно и берег искусственным подводным барьером — порогом. Он должен играть роль подводного волнолома, который еще на подступах к критической глубине, где происходит первое разрушение волн, будет вызывать их частичное ослабление. Такая волна не сможет интенсив«о размывать дно, а наносы не уйдут в море — их задержит порог.

Казалось бы, что ничего мудреного в таком решении нет. Ведь морские порты укрывают суда за

[smszamok]

сплошными надводными стенками — молами и волноломами. И эти сооружения не частично, а полностью гасят волнение, поэтому нет надобности изобретать что-то, тем более подводный волнолом. Так рассуждали гидротехники, привыкшие к классическим портовым сооружениям. Но укрепление берегов приморских городов и курортов отличается от защиты портов от волнения. Протяженность приморских береговых сооружений значительно большая, и свои защитные функции они должны выполнять, не нарушая при этом санитарно-гигиенических норм по охране водной среды. Нельзя не учитывать, что стоимость гидротехнических сооружений очень сильно зависит от их высоты, поэтому подводный волнолом намного дешевле надводного. Кроме того, нетрудно представить, какой унылый вид имел бы пляж, отгороженный   от  моря   высоким   «забором».

Благодаря инициативе Е. Е. Китрана осенью 1933 года в Одессе, в бухте Ланжерон, был сооружен первый в мире подводный берегоукрепительный волнолом. Просуществовал он всего год, так как построили его на илистом дне без фундамента — каменной постели. Волны подмывали дно перед вертикальной стенкой, и она в конце концов опрокинулась.

Поистине ахиллесовой пятой морских портов во время шторма становится способность причальных сооружений отражать волны,    проникшие   через    ворота   в    порт. Любая вертикальная стенка отражает волны, которые, складываясь с вновь идущими или с отраженными от других сооружений, образуют сложную систему интерферированных волн. Именно они и нарушают нормальную работу порта: мешают перемещению судов по акватории, создают аварийную ситуацию для причалов и стоящих у них судов, затрудняют грузовые операции, которые нередко приходится вообще прекращать. Современному портостроению не известны радикальные средства борьбы с отраженными волнами. Закрывать ворота в порт во время шторма технически довольно трудно, да и с материальной точки зрения невыгодно. Поэтому на практике устройств для этого не применяют. Отказаться от причалов типа вертикальная стенка тоже нельзя, так как такие сооружения наиболее дешевые и технологичные в строительстве, а самое главное — они обеспечивают прямой контакт борта корабля с сушей. В некоторых портах, чтобы по возможности избавиться от отраженных волн, дублируют внешние оградительные сооружения дополнительными защитными устройствами. Понятно, что не от хорошей жизни тратятся в этих случаях миллионы рублей и ухудшается маневренность судов в порту. Но простои причалов обходятся дороже.

Известно, что откосы не так сильно отражают волны, как вертикальная стенка. Они даже способны полностью погасить волнение, но для этого должны быть ойенъ пологими и открытыми, чтобы волны могли свободно на них вкатываться. Применить пологий и открытый откос в порту нет возможности, ведь у откоса судно ни стоять, ни тем более разгружаться не может. Но соблазн был велик, и на свет появились так называемые подпри-чальные откосы. Делать их пологими дорого, поэтому они довольно крутые, а для приема судов устроили сверху «крышу» — платформу,  опирающуюся  на  сваи. Такие подпричальные откосы не только не решили проблему, но даже усложнили ее. Теперь волна, встречая на своем пути откос  и  платформу,  постепенно  загоняется в суживающееся между ними пространство. Происходит не потеря, а концентрация волновой энергии, максимум которой приходится на линию сопряжения откоса с верхним строением. Здесь бессилен даже очень прочный материал. Волны легко и быстро разрушают ловушку, устремляя многотонные фонтаны воды на вышедший из строя причал.

Подводные волноломы убедительно доказали высокую эффективность идеи, что с волной должна бороться сама волна. Весьма заманчивым поэтому было использовать подводный порог и образующийся обратный слив в портовых сооружениях. Но как реализовать это в конструкциях, которые всегда были надводными и таковыми обязательно   должны   оставаться? Поиски решения начались с создания модели подпричального откоса, так как больше всего нареканий в портах вызывают именно эти сооружения. Кроме того, наличие откоса дает возможность устроить на нем площадку—фундамент для подводного порога. Так и поступили. Выложили откос крупным камнем и из него же соорудили постель для массива подводного порога. У берегоукрепительных волноломов разрушенный, но еще сильный гребень, перескочивший подводный порог, растрачивает свою остаточную энергию на пробежку по заволноломному пространству.

[/smszamok]

А как этого добиться здесь, когда за установленным на откосе порогом всего с десяток-другой метров? С этой целью все пространство между подводным порогом и телом причала заполнили наброской — небольшими бетонными блоками и крупными камнями.

Исследования подтвердили правильность такого решения. Волна, проникшая под верхнее строение, встречает на своем пути препятствие; оно отсекает ее гребень, который разбивается о камни на многие струи воды, проникающие в пустоты наброски.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Найдите 8 последовательных натуральных чисел, которые, будучи размещенными в вершинах куба, дадут сумму чисел каждой грани, равной  1976. Число 1976 можно представить в форме определителя третьего порядка, составленного из четных чисел 2, 4, 6…, 18. Предлагаю на суд читателей следующие примеры:

1.         Равенства

34 + 26 + 12 = 36 + 22+14 34 + 24 + 12 + 10 = 36 + 18 +16 + 10 служат основой для составления следующих тождеств, связанных с числом 1976: 342 + 262 + 122=1976 = = 362+222+142 342+ 242+ 122+ 102 = 1976 = = 362+182+162+102

2.         Двучлены

у(х) = 2х—1976 г(х) =2х2 — 2 605 026 имеют ту особенность, что

у(1)+у(2)+у(3)+…+ + у(1976) = 1976 2(1)+г(2) + г(3)+…+ + г (1976) = 1976

3.         Числовой треугольник, сумма которого представляет трижды повторенное число

1976.

• 145643244588 45649244588 5643244588
• +
• 588
• 88
• 8
• 197619761976

 В подборке, ставилась задача составить числовой треугольник, сумма которого равнялась бы 11975- 10й, где п = 11, 14, 16, 18 и 21… В. Алферов отмечает, что количество таких пирамид для числа каждого года бесконечно. Минимальная пирамида для числа 1976 получается при п = 1: Далее, можно получить пирамиды при П = 6, И, 14, 18, 21, 46, 71, 106, 116, 166 и т. д. и т. д. Причем начиная с п = 21 решения получаются в двух вариантах. Попытайтесь найти общий алгоритм нахождения таких числовых треугольников.

(Еще не оценили)

Загрузка...

 «Сферы» — узенькие полоски, «пространства»—довольно широкие полосы: автор явно убежден, что ошибки, безрассудство и глупость в человеческом мире превосходят по размеру способности умножать и усваивать знания. Кант увидел в схеме Белосельского все те познавательные способности, которые описаны в «Критике чистого разума». Сравните соответствующие термины Канта — «чувственность», «способность и суждения», «рассудок», «разум», «продуктивное воображение». Чувственность дает материал, содержание наших знаний, рассудок облекает его в логическую форму. Синтез чувственности и рассудка осуществляет продуктивное воображение. Главное открытие Канта в теории познания состояло в признании определяющей роли воображения для процесса познания. До него воображение считалось прерогативой поэтов, а сухой педант из Кенигсберга увидел поэтическое начало в процессе образования понятий. Для Белосельского «сфера духа», равнозначная кантовскому «продуктивному воображению»,— высшая познавательная способность. Единственная граница для нее — сама жизнь: воображение должно оперировать только реальным материалом, не фантомами, иначе на своих крыльях (выразительно венчающих схему) оно может легко унестись в «пространства вымыслов», выродиться, как говорит Кант, в «пустое умничанье».

Следуя древней традиции, Кант отличал рассудок от разума, как область науки от сферы философии: первая расчленяет мир, вторая стремится схватить мир как целое. У Белосельского наряду со «сферой рассудка» предусмотрена «сфера прозорливости, или трансценденции», где главное состоите том, чтобы видеть сразу множество опосредовании. Комментируя этот раздел, он убедительно говорит об игре как школе, где тренируются творческие силы. Вспомним, что для Канта игра — важнейший стимул культуры. Помимо колоссальной разницы в основательности разработки затронутых проблем, есть между Белосельским и Кантом одно принципиальное различие в самом подходе к делу. Для Белосельского каждая отмеченная им «сфера» — своего рода разряд, в который природа зачисляет человека и за пределы которого он выскочить не может. Белосельский видит социальное неравенство и не одобряет его, неравенство способностей он считает естественным и непреодолимым. Человеку остается лишь правильно определить свою принадлежность к той или иной сфере и развивать способность, данную ему от рождения. Прав в данном случае Кант.

 Схема  познавательных способностей (по  А.   М.   Белосельскому).

(Еще не оценили)

Загрузка...

Человечество помнит и чтит своих гениев, помнит и чтит тех, кого выделила сама природа, наградив высоким талантом, и кто отдал этот талант людям, посвятил его важным и добрым делам. Среди великих имен, навсегда вписанных в летопись мировой науки,— имя Альберта Эйнштейна, столетие со дня рождения которого отмечается в марте нынешнего года. Этот человек сумел увидеть важнейшие закономерности окружающего мира, закономерности, тщательно скрываемые природой. Он выполнил ряд глубоких теоретических исследований, получил чрезвычайно важные результаты, и можно смело сказать, что фундамент современной физики в огромной мере воздвигнут именно его трудами.

В истории физики, особенно в ее новейшей истории, охватывающей главным образом последнее столетие, немало удивительных открытий, приподнявших завесу над сложной и величественной картиной мира. И широко известны имена людей, сделавших эти открытия, выдающихся физиков нашего века. Альберт Эйнштейн занимает среди них особое место. Это связано с тем, что он внес новое в понимание таких физических реальностей, как пространство, время, энергия, о которых непременно задумывается каждый человек. К тому же некоторые выводы Эйнштейна, такие, скажем, как

[smszamok]

зависимость хода времени от скорости, взаимосвязь энергии и массы, предельность скорости света или искривление пространства-времени, были настолько парадоксальными, настолько меняли наше представление о мире, что вызвали в буквальном смысле слова сильнейшее волнение умов. Его устами наука, как никогда ранее, убежденно и убедительно заявила, что мир устроен намного сложней, чем это нам представляется. И что силой научного мышления можно понять, можно точно описать

Имя физика-теоретика Альберта Эйнштейна навсегда вошло в историю науки, в летопись мировой культуры. Ему принадлежит большое число замечательных открытий, оказавших сильнейшее влияние на развитие науки и техники, открытий, в конечном итоге сильно повлиявших на мир, в котором мы живем. И это не преувеличение. Именно идеи, высказанные и разработанные в работах Эйнштейна, привели в итоге к становлению ряда крупнейших научно-технических направлений нашего столетия, и в частности ядерной техники и квантовой электроники. Первая из них дала человеку возможность управлять процессом высвобождения внутриядерной энергии, вторая — управлять процессом излучения света.

Интересно и поучительно проследить судьбу идей Эйнштейна, его фундаментальных теоретических работ. На первый взгляд это совершенно отвлеченные, абстрактные работы, ставившие целью понять суть явлений природы. Но эти работы с неумолимой неизбежностью выходили в практику, всякий раз напоминая человечеству, как важны для него оригинальные идеи, высказываемые ученым с высоким творческим потенциалом и нестандартным, независимым мышлением. Многие работы, наметившие новую эпоху в физике, Эйнштейн сделал в первые годы своей научной деятельности, занимаясь исследованиями   самостоятельно,  как сейчас принято говорить, в свободное от работы время. И нужно сказать, что в те годы жизнь ставила немало препятствий на пути молодого человека в науку.

• …1900 год. Успешно сданы дипломные экзамены в Федеральном высшем техническом училище в Цюрихе. Эйнштейн пытается получить в этом же училище должность ассистента, но ему отказывают скорее всего из-за независимости его поведения и суж-дений.
• …1900—1902 годы. Период сильных ма-териальных затруднений, случайных заработков, временной работы как репетитора, преподавателя в техникуме и пансионе для мальчиков.
• …1902 год. По рекомендации отца одного нз друзей Эйнштейн получает постоянную должность государственного служащего — становится техническим экспертом 3-ГО класса в Швейцарском ведомстве по идейной собственности, проще говоря, в патентном бюро. Это было настоящим спасением: скромный, но постоянный заработок стабилизовал материальное положение Эйнштейна, чрезвычайно умеренного в своих потребностях. Свободное время, остающееся после службы, можно было отдать своей главной страсти — физике.
• …1905 год. Скромный 26-легний эксперт 3-го класса публикует в ведущем физическом журнале того времени «Анналы физии исследовать такие черты этого неочевидного мира, перед которыми, если их попытаться представить себе, просто бессильно человеческое воображение.

Здесь, видимо, уместно вспомнить, что некоторые теоретические построения Эйнштейна значительно опережали их экспериментальное подтверждение. И все это время ученый, несмотря на критику многих крупных специалистов, иногда очень резкую, твердо верил в правильность своих выводов. Уже одно это показывает, насколько глубоко он понимал физические реальности, насколько четко видел то, что от других оставалось скрытым.

Смелые теоретические выводы Эйнштейна не только подтвердились всем развитием современной физики, но и стали в конечном счете основой многих важнейших практических дел, таких, в частности, как атомная энергетика, лазерная техника, изучение атомного ядра, астрофизические исследования, создание ускорителей.

В нашей стране имя Альберта Эйнштейна пользуется глубоким уважением. Достаточно сказать, что именно у нас в 1965 году впервые в мире было издано собрание трудов ученого. С пониманием и признательностью вспоминается и то, что великий физик, продолжая до конца своих дней интенсивную научную работу, много сил отдавал общественной деятельности. Своим высоким авторитетом он всегда как мог поддерживал стремление народов к миру, к мирному сосуществованию, страстно призывал к бдительности, предупреждая о возможных рецидивах фашизма в западных странах, выступал против гонки вооружений, прежде всего ядерных, за мирное решение спорных международных вопросов.

В этой работе высказана гипотеза «квантов света», рассмотрены элементарные процессы их поглощения и испускания. Цитируем статью: «…согласно этому сделанному предложению, при распространении луча света, вышедшего из некоторой точки, энергия не распределяется непрерывным образом во все больших и больших объемах, а складывается из конечного числа локализованных В отдельных точках пространства квантов энергии, которые движутся как неделимые или возникают только целиком…» В этой работе рассмотрено «возбуждение катодных лучей при освещении твердых тел» и дано знаменитое уравнение для фотоэффекта (само это явление было открыто Г. Герцем и экспериментально исследовано А. Г. Столетовым): энергия электронов, выбитых светом из вещества, равна разности энергии поглощаемого кванта света и энергии, затраченной на выход электрона на свободу. Это была чисто теоретическая работа, предсказание количественных соотношений ЛИШЬ на основе понимания сущности процесса.

Через 10 лет этот важный вывод был количественно подтвержден в экспериментах Милликена, а в 1922 году, когда эта и все последующие работы Эйнштейна получили полное признание, ему была присуждена Нобелевская премия «за его работы в области теоретической физики и, в частности, за открытие закона фотоэлектрического эффекта». Введенное Эйнштейном представление о квантах света было совершенно новым. Стоит вспомнить, что еще спустя 8 лет после публикации статьи, то есть в 1913 году, рекомендуя Эйнштейна в члены Прусской Академии наук, Макс Планк и другие физики, перечислив научные заслуги Эйнштейна, сочли необходимым заметить: «То, что он в своих рассуждениях иногда выходит за пределы цели, как, например, в своей гипотезе световых квантов, не следует слишком ставить ему в вину. Ибо, не решившись пойти на риск, нельзя осуществить нового даже в самом точном естествознании».

И все же после выхода ЭТОЙ работы Эйнштейна многие физики начали развивать квантовые представления о свете, о его взаимодействии с веществом, нередко весьма успешно, но нередко встречая трудности. Наиболее трудным оказалось объяснение хорошо известных волновых свойств света, исходя из корпускулярных представлений, и полное признание гипотезы световых квантов затянулось на многие годы. Еще в 1922 году Нильс Бор в работе о постулатах квантовой теории писал, что гипотеза световых квантов «не может никоим образом рассматриваться как удовлетворительное решение. Как известно, именно эта гипотеза приводит к непреодолимым трудностям при объяснении явлений интерференции…» Попытки разрешить это противоречие привели ,в конце концов Эйнштейна к идее корНо вернемся, однако, к нашим коротким рассказам о некоторых фундаментальных работах Эйнштейна, давших начало новым направлениям прикладной физики, а затем техники и индустрии. Настал момент вспомнить про работу несколько более позднюю (она появилась в печати через 11 лет после ранних научных публикаций), однако же опирающуюся на самую первую из опубликованных работ — «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и поглощение света», к которой, кстати, Эйнштейн возвращался неоднократно.

В 1900 году Макс Планк ввел в физику понятие кванта — неделимой порции энергии, которая может быть поглощена или отдана в процессе излучения. Сам процесс излучения Планк не исследовал, в его теории кванты света испускались некими «гипотетическими вибраторами» твердого тела. В 1905 году Эйнштейн ввел понятие кванта света как реальной частицы электромагнитного поля. Затем Нильс Бор рассмотрел процесс излучения фотона свободным атомом и пришел к выводу: атом характеризуется набором определенных энергетических уровней (значений его полной энергии) Е\, Е2, Е3 и т. д., каждому такому уровню соответствует стационарное состояние атома, в котором он не излучает; излучение происходит только при скачкообразном или, как сейчас говорят, квантовом переходе атома из одного состояния в другое; частота излучения а связана с разностью энергий начального и конечного энергетических уровней: Е2 — ^=110) и отсюда со = (Е2— Е\) : й; здесь п — постоянная Планка.

Следующий важнейший шаг был сделан Эйнштейном именно в работе, о которой сейчас идет речь. Здесь было сделано вероятностное описание элементарных процессов испускания и поглощения света и предсказано два типа переходов атома или молекулы из одного квантового состояния в другое. Первый тип — спонтанный переход возбужденного атома в состояние с меньшей энергией, сопровождающийся испусканием кванта света. Эйнштейн пишет: «Этот переход происходит без внешних воздействий. Едва ли можно представить себе, что он аналогичен чему-либо другому, кроме радиоактивного распада». Второй тип квантового перехода — индуцированный, то есть вызванный внешним воздействием. Он обусловлен внешним излучением, падающим на атом, и вероятность такого индуцированного перехода пропорциональна интенсивности этого внешнего излучения. При этом возбужденный атом отдает дополнительный квант внешнему излучению, а невозбужденный, наоборот, поглощает из внешнего излучения такой же квант.

Эйнштейн ввел представление о спонтанном и индуцированном испускании квантов, опираясь главным образом на свою поразительную интуицию. Будучи абсолютно объективным исследователем, он тут же в статье замечает: «Конечно, я охотно признаю, что три гипотезы, касающиеся спонтанного и индуцированного излучения, вовсе не становятся достоверными результатами от того, что они ведут к формуле излучения Планка. Однако простота гипотез, общность и непринужденность рассмотрения… позволяют мне считать весьма вероятным, что это рассмотрение станет основой будущих теоретических представлений».

Эйнштейн оказался совершенно прав. Примерно через 10 лет трудами блестящей интернациональной плеяды физиков была создана квантовая механика, которая дала необходимую теоретическую базу для строгого описания взаимодействия света с атомами и молекулами. И почти сразу же, в 1927 году, выдающийся английский физик, один из создателей квантовой механики, Поль Дирак (в то время ему было 25 лет), построил квантовую теорию излучения, в которой была строго доказана полная справедливость гипотез Эйнштейна о спонтанном и индуцированном излучении, описаны свойства этих явлений. Было, в частности, показано, что фотон, испуг екание которого индуцировано другим фотоном, имеет совершенно одинаковые с ним характеристики — направление распространения, энергию (частоту излучения), поляризацию. На этой одинаковости, как известно, базируется вся квантовая электроника, и в частности создание лазеров, источников когерентного света.

[/smszamok]

Элементарные процессы испускания и поглощения кванта света; вверх — спонтанное (самопроизвольное) испускание иванта света возбужденным атомом; в середине — поглощение кванта света невоэбужденным атомом; внизу — стимулированное испускание кванта света возбужденным атомом под действием другого такого Же кванта света и, как результат, излучение квантов С одинаковой энергией И одним и Тем же направлением распространения. Во всех элементарных процессах энергия кванта (фотона) равна разности энергий возбужденного и невозбужденного состояний: Е2 — Е|.