Сергей Бердышев - Открытия и изобретения, о которых должен знать современный человек
Без волокон композит отличался бы гибкостью, пластичностью и податливостью. Это тоже положительные качества, но они не всегда могут оставаться таковыми. Армированные композиционные материалы конкурируют по прочности с металлом, обладая при этом неоспоримыми преимуществами перед любыми сплавами. Композиты поглощают шумы, гасят вибрации, обладают завидной прочностью и долговечностью, слабо изнашиваются.
Изделия из композитов, в отличие от металлической продукции, не намагничиваются, не поддаются коррозии, не нуждаются в смазке и прочих видах ухода. Главное преимущество композитов перед металлом — их легкость. Композитные детали намного снижают вес техники, в которой они используются. Разработки по созданию устройств и деталей из новых армированных композиционных материалов ведутся в течение последних 20 лет, начиная с конца 1970-х — начала 1980-х гг.
В связи с быстрыми темпами развития автомобилестроения одними из наиболее перспективных изделий из композитных сплавов становятся автомобильные колеса. Поэтому привлечение в эту сферу промышленности принципиально новых материалов представляется особенно заманчивым. Инновации касаются не только колес, однако здесь старания техников и химиков увенчались успехом, наиболее заметным для автомобилистов.
Дело в том, что композитные колеса, получаемые из сплава полиэстера и винилэстера, значительно облегчены (на 2 кг легче алюминиевых) и обладают лучшими ходовыми качествами при аналогичной прочности. Как известно, изобретение колеса состоялось свыше 6000 лет назад. Разумеется, вторично изобрести колесо нельзя. Зато вполне реально его усовершенствовать.
Завершая рассказ о полимерах и их роли в жизни человека, конечно же, нельзя не вспомнить о т. н. разовых изделиях, без которых невозможно себе представить современную жизнь. Достаточно напомнить, что легкость получения полимерных материалов, главным образом пластмасс, позволила сформироваться в 1960-х гг. новой экономической культуре — культуре разовых изделий.
Все началось с авторучек «Бик», после которых уже появились зажигалки, автоматические карандаши, фломастеры, пластиковая посуда, одноразовые шприцы и т. д. Основателем новой культуры потребления — мира товаров одноразового пользования — является предприниматель Марсель Бич. Он разработал концепцию товара, который исправно и качественно служит положенный срок, не причиняя неудобств и не угрожая безопасности человека, а затем выбрасывается.
Идея была великолепна, поскольку большинство людей предпочло пользоваться разовыми изделиями, вместо того чтобы тратить время и деньги на ремонт обычных товаров. Авторучки «Бик» впервые появились в 1957 г. Вся разовая культура базируется на полимерных материалах, т. к. товары-однодневки получают преимущественно из пластмасс.
Исследуется информация
Информация представляет собой одну из наиболее важных сторон жизни, она является главной характеристикой структурной сложности материи. Это определение, конечно же, нельзя назвать исчерпывающим, абсолютно точным. Поэтому для глубокого понимания природы этого явления необходимо его подробное рассмотрение.
Открытия информатики
Все физические тела, окружающие человека, сложены материей. Даже бесконечный космический вакуум представляет собой особую форму материи. Формами материи являются время, пространство, энергия, физические поля и излучения. Эти формы взаимодействуют одна с другой, превращаются друг в друга, образуют разнообразные комплексы, в которых протекают всяческие процессы.
Данные комплексы объектов и форм материи со всеми сопутствующими природными процессами названы системами. Оценить в полной мере работу любой системы можно посредством всего одной-единственной величины — сложности. Сложность описывает характер взаимодействий в системе, ее структуру, количество входящих объектов, количество энергии, если это требуется.
Системы могут быть разнообразны в зависимости от того, что конкретно мы рассматриваем. Существуют транспортные, экономические, аграрные, живые, технические и прочие системы. Одними из наиболее сложных можно назвать системы компьютерных сетей, телефонные сети и спутниковую связь. Эти системы имеют большее число пользователей. В них задействована ультрасовременная техника, которая объединена по особым правилам в сети, охватывающие половину земного шара.
Но если сравнить сложность мировой телефонной сети со сложностью головного мозга человека, то оказывается, что техника в этом смысле значительно уступает. Кора мозга включает в себя 17 млрд нервных клеток (нейронов), между которыми проведено свыше 1 трлн связей. Это позволяет мозгу выполнять операции, с которыми не справятся все сети мира. Таким образом, голова человека превосходит сложнейшие искусственные системы. К сожалению, этот потенциал не всегда разумно используется. Люди имеют привычку не задействовать до 90 % потенциала мозга.
Величина, измеряющая сложность количественно и качественно, получила название информации. Характеристика сложности несет в себе подробнейшие сведения о системе. Поэтому информацией еще можно назвать совокупность сведений.
Окружающий человека мир наполнен информацией. Все сколько-нибудь сложное и подлежащее описанию несет в себе информацию: код молекулы ДНК, макет газеты, система дорог области, параметры радиоволн, траектория космического корабля… Сложность живой природы, к примеру, оценивается в 1050 единиц!
К слову, такая единица называется битом. Термин «бит» происходит из английского языка, где был образован на основе слов «binary digit» — двоичная цифра. Бит действительно двоичен. Он представляет собой минимум информации, т. е. кратчайший ответ на любой вопрос: «да» или «нет». Ответ «да» предполагает наличие какой-то простейшей информации, а потому обозначается в двоичной системе единицей. Ответ «нет» означает отсутствие информации. Но поскольку отсутствие сведений — уже сведение, то отрицательный ответ тоже имеет свое обозначение. Он отмечается нулем.
Если говорить о сложности человеческого мозга, о которой зашла речь ранее, то окажется, что он в состоянии сохранить за всю жизнь человека до 100 трлн бит информации и свободно оперировать в памяти, мышлении и сознании 10 млрд бит информации. Наш мозг постоянно нуждается в новых сведениях. Поэтому человек, в течение длительного времени не узнающий ничего нового, начинает испытывать дискомфорт.
Врачи установили, что этот эффект позволяет лечить курильщиков от никотиновой зависимости. Доказательством тому может служить один из проводимых экспериментов. Его суть заключалась в том, что курильщиков запирали в темных комнатах, предварительно завязав этим людям глаза и надев звукоизолирующие наушники. Полное отсутствие необходимых для мозга сигналов внешнего мира вызвало у испытуемых столь сильный информационный голод, что они затем с живым интересом выслушали лекцию о вреде курения, которую в других условиях сочли бы скучной. Сосредоточенное внимание к словам лектора способствовало более глубокому воздействию: почти все участвующие в эксперименте люди бросили курить.
Жажда информации — это вопрос биологического выживания, поскольку чем лучше информировано живое существо (например, о пище, опасностях, условиях местности и т. д.), тем больше у него шансов уцелеть в борьбе за выживание. Человек уже давно не борется за выживание в природе, но наше существование немыслимо без развития духовной культуры и материального производства. Эти стороны человеческой жизни требуют непрерывного поступления новых сведений, позволяющих контролировать происходящие в обществе процессы.
На планете проживают 6 млрд человек, которые для своих нужд ежегодно используют сотни миллионов тонн металла, пластмасс, горючих материалов. Мы за год перемещаем такую массу горных пород, что, если бы удалось загрузить ее в один поезд, этот состав протянулся бы на расстояние, превышающее расстояние от Земли до Луны в 1,5 раза! Каждый год промышленность выпускает десятки миллионов автомобилей и телевизоров, массу других товаров. Колоссальным размахом обладает литература, особенно периодическая печать. Чтобы все это контролировать, требуется с высокой скоростью собирать и обрабатывать информацию о различных видах хозяйственной деятельности человека.
Столь острые потребности сформировались у человека сравнительно недавно. Сегодня многие историки склонны рассматривать процесс общественного развития по диаграмме Парето, т. е. как смену нескольких основных обществ. Первым было аграрное общество, в котором преобладало сельское хозяйство. Его сменило индустриальное, характерное для всех развитых стран, включая Россию. В таком обществе главным источником благ служит машинная промышленность.
