Марк Медовник - Из чего это сделано? Удивительные материалы, из которых построена современная цивилизация

• Название: Из чего это сделано? Удивительные материалы, из которых построена современная цивилизация
• Автор: Марк Медовник
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-17-089787-2

Профессор Лондонского университета Марк Медовник сделал почти невозможную вещь – написал не только доступную, но и остроумную книгу о самых разных материалах – своего рода «Занимательное материаловедение». Рассказ о новых химических соединениях, вдумчивый сравнительный анализ винных бокалов, сталь самурайских мечей, композитные материалы для трансплантации, бетонные конструкции суперсовременных аэропортов – обо всем этом автор пишет с блеском и глубоким знанием предмета. Книга «Из чего это сделано» – превосходный образец популярной науки высочайшего уровня, настоящая находка для любознательного читателя.

---

В основе своей обычная бумага – это мат из целлюлозного волокна

Бумага служит не только для хранения информации. В роли оберточного материала она отлично умеет ее утаивать. Чем были бы дни рождения без такой бумаги? Она как никакой другой материал умеет создавать приятное волнение и радостное предвкушение. Я получал подарки, завернутые в ткань или спрятанные в шкафу, но ничто не сравнится с магией бумажной обертки. По правде говоря, подарок не подарок, если он не завернут в бумагу. Именно бумага, сначала скрывая, а потом раскрывая предмет, превращает акт дарения и принятия подарка в ритуал, просто вещь – действительно в подарок. Дело не только в культурных ассоциациях. Сама природа назначила бумагу на эту роль.

Механические свойства бумаги позволяют складывать и сгибать ее, но в местах наибольшего усилия может лопнуть часть целлюлозных волокон. От этого образуется постоянный сгиб, однако неповрежденных волокон достаточно, чтобы не нарушалась цельность материала. В этом состоянии бумага в значительной степени сохраняет способность сопротивляться разрыву. Впрочем, ее можно легко и аккуратно разорвать по сгибу, если слегка надорвать в самом его начале. Удачная комбинация механических свойств позволяет придавать бумаге любую форму (так возникло искусство оригами). Редкий материал так же хорошо гнется. Фольга может образовать сгиб, но им сложнее управлять. Полимерная пленка, за исключением очень мягких, совсем не мнется, и в любом случае ей не хватает жесткости (и нарядности), какая требуется от хорошей подарочной упаковки. Именно способность образовывать сгибы, не теряя жесткости, делает бумагу уникальным оберточным материалом.

Своим хрустяще-свежим, нетронутым видом подарок, завернутый в бумагу, сообщает, что он новый и ценный. Пока подарок в пути, бумага надежно его защищает, но разорвать ее способен даже ребенок – в этом сила и слабость бумаги. Как только снимают обертку, мы за секунды переходим от незнания к ликованию. Подарок рождается, когда мы его разворачиваем, – у предмета внутри начинается новая жизнь.

Кассовый чек

Это чек из магазина «Маркс и Спенсер», куда я ходил за три дня до того, как родился мой сын Ласло, в 2011 году. У Руби, матери Ласло, была непростая беременность, отчасти из-за неодолимой тяги к пиву, которого она не могла себе позволить и поэтому требовала, чтобы я пил его вместо нее. Иногда тяга усиливалась настолько, что, как видно по чеку из магазина «Маркс и Спенсер», мне приходилось выпивать по три бутылки пива за вечер. При этом Руби следила за каждым моим глотком с вожделением, но чаще с укоризной в глазах.

Ласло чуть было не родился на две недели раньше, но по причинам, которым никто из нас не может дать удовлетворительного объяснения, он отказывался появляться на свет. После суток, проведенных в больнице, нас отправили домой и посоветовали Руби есть побольше острой приправы карри. Дескать, это заставит Ласло покинуть материнскую утробу. Спустя две недели мы немного подустали от острых ужинов, за которыми Руби посылала меня в магазин. Помню, больше всего мне нравилась индийская ароматная баранина в густом томатном соусе, щедро приправленная карри. В чеке можно увидеть, что в тот вечер я снова купил именно ее. По логике вещей острая диета должна была портить жизнь Ласло, но, по правде говоря, наша с Руби пищеварительная система пострадала от этого эксперимента куда больше. Ласло уже два года, и он, кстати, любит острое.

Несмотря на малоприятные воспоминания, связанные с этим чеком, я рад, что он сохранился. В нем, как в капсуле, заключена интимная информация особого рода, которая иначе затерялась бы. Ни фотография, ни даже личный дневник не удерживают эти мелочи жизни. Жаль, что чек вряд ли доживет до того времени, когда Ласло сможет его прочитать. Буквы и цифры заметно поблекли, потому что термобумага, на которой они отпечатаны, со временем портится. Дело в том, что в процессе печати на термобумагу не наносится добавочный слой чернил. Наоборот, чернила уже содержатся в бумаге в форме так называемой лейкокраски и кислоты. Для печати требуется лишь искра, чтобы нагреть бумагу. От реакции кислоты и красителя прозрачная краска превращается в темный пигмент. Благодаря этой хитрости в кассовых аппаратах никогда не кончаются чернила. Но со временем пигмент возвращается в исходное прозрачное состояние, поэтому чернильный отпечаток выцветает, унося с собой свидетельства наших ужинов с пивом и карри. Тем не менее «Маркс и Спенсер» усиленно призывает нас «сохранять чеки», что я и сделал.

Конверты

Расчет общего числа атомов на Земле, сделанный мною на оборотной стороне конверта. Результат (с точностью до порядка величины) – 200 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Блестящая мысль, которая осеняет нас в автобусе или кафе, требует немедленных физических действий. Нужно срочно ее записать, пока мы ее не забыли. Но на чем? Письменный стол и записные книжки сейчас далеко. Вы шарите по карманам в поисках клочка бумаги и находите конверт (возможно, в нем счет за электричество). Годится! На обороте конверта хватит места, чтобы набросать идею. Именно так вы и делаете вслед за огромным количеством знаменитых ученых и инженеров, которые во все времена считали оборотную сторону конверта замечательной сценой для идей.

Физик Энрико Ферми известен не только тем, что ухитрялся записывать решение фундаментальных научных вопросов на обороте конверта, но и тем, что формализовал эту процедуру. Новый вид вычислений – научный эквивалент хайку – называется вычислением с точностью до порядка величины. Этот взгляд на вещи ценит превыше всего не точные, а доступные пониманию ответы, то есть такие, которые сообщают нечто важное о мире посредством информации, доступной даже в автобусе. Они должны быть точны до порядка величины, иными словами, правильны в пределах множителя двух или трех (то есть истинное значение может быть не меньше одной трети результата или больше его максимум втрое). Такие вычисления весьма приблизительны, но именно их использовал Ферми, а также другие ученые для демонстрации следующего парадокса. Число звезд и планет во Вселенной огромно, а значит, шансы на зарождение разумной жизни, равно как и вероятность нашей с нею встречи, весьма велики. Но поскольку мы до сих пор с ней не встретились, то выходит, что это безмерное множество доказывает чрезвычайную редкость разумной жизни во Вселенной.

В детстве меня настолько заворожили рассказы о том, как разные знаменитые ученые решали фундаментальные задачи на обороте почтовых конвертов, что у меня появилась привычка таскать с собой в школу старые конверты и решать на них школьные задачки. Это было своего рода интеллектуальное боевое искусство, для которого требовались только ручка да конверт. Оно помогло мне привести в порядок мысли, больше того – сдать вступительные экзамены в Оксфорд. Первый же вопрос по физике заставил меня улыбнуться: «Подсчитайте приблизительное количество атомов на Земле». Это была классическая задача для оборота конверта. Не помню уже, как я решил ее на экзамене. Мой сегодняшний вариант вычислений – на странице 47.

Туалетная бумага

Химическая формула туалетной бумаги, состоящей почти исключительно из волокон целлюлозы

Не устаю удивляться, зачем люди до сих пор подтираются бумагой, когда уже изобрели массу более гигиеничных и эффективных способов для этого самого вонючего и примитивного из наших действий.

Использование туалетной бумаги имеет множество косвенных следствий. Начнем с того, что, по оценке Национального географического общества, для подтирания задниц всех жителей Земли требуется ежедневно вырубать и перерабатывать на туалетную бумагу 27 000 деревьев, причем бумага используется только один раз и затем исчезает в канализационной трубе. Это ли не ужасный конец для столь многих тысяч деревьев? Однако существует еще более ужасный сценарий, когда туалетная бумага НЕ исчезает в унитазе. Так случилось со мной, когда я приехал в гости к брату в его квартиру на тридцать четвертом этаже дома на Манхэттене.

Существует особого рода страх, овладевающий вами в чужой квартире, когда вы не можете смыть свои какашки в унитаз. Когда отходы моей жизнедеятельности не пожелали исчезать в канализационной трубе, я накрыл их сверху добавочным слоем туалетной бумаги, уже догадываясь, что это плохая идея. Но я ничего не мог с собой поделать. Вся семья собралась у брата на Рождество, и туалету предстояло немало работы. Я помедлил около двери, решив спустить воду еще раз. К моему ужасу, вода стала прибывать. Она поднималась все выше и выше, пока не случилось то, чего я так боялся: дойдя до края унитаза, вода хлынула на пол шикарной современной квартиры. Тот факт, что квартира располагалась на высоте тридцать четвертого этажа, по-моему, только ухудшал ситуацию. Я уже видел, как все дерьмо с верхних этажей копится возле этого унитаза и с минуты на минуту ворвется в квартиру моего брата. Мысль абсурдная, но легко приходящая на ум, когда из унитаза потоком льется дерьмо. Экскременты и туалетная бумага закружились по кафельному полу, приближаясь ко мне.