Александр Китайгородский - Физика – моя профессия

• Название: Физика – моя профессия
• Автор: Александр Китайгородский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1965

Автора этой книги, научного исследователя, профессора, доктора физико-математических наук А. И. Китайгородского, никак не упрекнешь в робости. На какие только вопросы не пытается он дать ответ на страницах своей книги! Как найти меру терпения? Возможна ли телепатия? Как оправдываются расходы на научные командировки и конференции? Каков сравнительный вес естественных и прикладных наук? Что значит слово «объяснение»? Есть ли различия между человеком и машиной? Как изменилось физическое мышление со времен Аристотеля? Как юноше выбирать профессию?..

И это только небольшая часть проблем, затронутых автором. Но рассказы о них служат одной цели – показать читателю роль физики в естествознании и роль естествознания в науке и жизни.

---

…медицины. Не знаю, фигурирует ли в официальных документах термин – медицинская физика. Если нет, то не сомневаюсь, что скоро появится. С каждым годом физические методы измерения все шире используются в диагностике. Сложнейшие физические приборы появились в операционных палатах. И лишь не видно заметного прогресса в проникновении физики в лечебную практику. Кварцевая лампа и аппарат д'Арсонваля по-прежнему являются основными орудиями физиотерапевта. Возможно, это мое мнение как неспециалиста неверное, но должен заметить, что обратила на себя внимание лишь одна новинка – электросон. К голове пациента прилаживают электроды, и несложная установка посылает ритмичные импульсы, убаюкивающие человека, страдающего самой злой бессонницей.

Нетрудно понять, почему физические методы заняли передовые посты в диагностике. Крайне разнообразны физические процессы, протекающие в организме, и все они поддаются объективному физическому контролю. Скажем, микрофоны, присоединенные к усилителям, могут измерять все шумы и стуки сердца, специальные же приборы разложат эти колебания в спектр. А известно, что у больного и здорового человека такие спектральные кривые совершенно разные. Я вспоминаю, что в Азии врачи различают до сотни различных пульсов. Длительное и тщательное прощупывание пульса служит основным диагностическим средством. Поскольку такой диагностике, видимо, не легко научиться, то почему бы не поручить эту задачу звуковому анализатору.

Измерение кровяного давления сейчас не сложнее измерения температуры градусником. Но результат такого измерения весьма груб. А почему не придумать иной способ измерения скорости движения крови по различным артериям и венам, который показывал бы любое малейшее отклонение от нормы!

Варварским способом анализируют врачи желудочный сок. Признаюсь, мне делали такой анализ один раз в жизни и… я больше делать не буду. Заглатывание длинной резиновой кишки слишко ярко запечатлелось в памяти.

А нельзя ли добиться следующего: предложить пациенту проглотить маленький приборчик, который, путешествуя по пищеводу, стал бы по дороге проводить анализ и радиосигнализацией сообщать о том, что там внутри делается. Фантастика? Ничуть! Уже имеются такие предложения и как будто выполнены они не только на бумаге.

Исключительные возможности для диагностики дает применение меченых атомов. Счетчики превосходно ощущают на расстоянии ничтожные количества радиоактивного вещества, столь ничтожные, что они не оказывают организму ни малейшего вреда. Быстрота усвоения и движение того или иного элемента по организму успешно прослеживаются этим методом.

Сокращения сердца сопровождаются токами, которые меряет электрокардиограф. Многолетние наблюдения позволили врачам установить соответствие между видом электрокардиограммы и болезненным состоянием организма. Для извлечения из этого метода всех его возможностей нужна теория – картинки пиков и зазубрин должны получить свое объяснение.

Кривые электрической активности мозга, которые получаются прикладыванием электродов к черепной коробке, могли бы многое рассказать нам о состоянии нервной системы. Могли бы, если бы мы научились расшифровывать их загадочные волны. А нам далеко еще до этой цели. Правда, накопление и обработка опытного материала идут полным ходом. Токи мозга немедленно отзываются на все ощущения – вкус соленого или сладкого на языке, музыка или шум, световой сигнал разной яркости и цвета. Любое ощущение сказывается на этом пока что таинственном носителе информации. Различные места головы по-разному реагируют на внешние раздражения. У больных и здоровых людей кривые разные.

Сначала наблюдатель токов мозга приходит в уныние от бесконечного разнообразия кривых. На экране осциллографа бьется, как в лихорадке, запутанная причудливая кривая. Видно только, что она меняет свой вид, когда мозг отзывается на какое-нибудь событие. Но как разобраться в ворохе пиков?

Недавно был достигнут существенный прогресс в анализе загадочных кривых. Электрические токи, прежде чем поступить на рассмотрение исследователя, подвергались обработке быстродействующей электроносчетной машиной. Остроумно составленная программа позволяла отсеивать «случайные» беспорядочные пики. Была поставлена задача вытащить из кривой тока только те пики, которые регулярно повторяются. В результате удалось сопоставить внешнему раздражителю характерное изменение токов мозга. Эти исследования (они только-только начались) представляются чрезвычайно многообещающими. Хочется думать, что через десятилетия станет возможным прямой «расспрос» нервной системы о ее самочувствии.

Целый ряд замечательных успехов хирургии был бы невозможен без привлечения к работе физиков. Многие слыхали, конечно, о замечательных операциях на сердце. В ряде случаев они возможны лишь при существенном снижении температуры тела. Это достигается разными методами. Например, можно отвести кровяной поток от его обычного русла, пропустить через охладительную установку и вернуть телу, охладив на несколько десятков градусов.

Хорошо известные физикам приемы регулирования температуры были поставлены на службу медицины.

Физики в медицине заняты сегодня творческим трудом. Приборы и аппараты, придумываемые ими, должны быть предельно просты в эксплуатации и хорошо работать в руках врачей, которые имеют право не разбираться в их принципе действия и устройстве.

В медицине работают обычно физики, входящие в отряд аппаратурщиков. Широкое значение экспериментальной физики, свободное знакомство с техникой всех физических измерений, техническая сметка, хорошие руки и специфическая интуиция, позволяющая из многих решений, ведущих к цели, выбрать самое эффективное и простое, – вот те требования, которым должен удовлетворять этот исследователь.

…филологии. Не хочет ли автор сказать, что в институте, где изучают грамматику и синтаксис, анализируют строение фраз, сопоставляют корни разноязычных слов, описывающих одно понятие, будет действовать физическая лаборатория? Зачем же вести речь о будущем! Загляните, например, в Московский институт иностранных языков – там давно уже работают физики.

Давайте прежде всего вспомним, что в число языковых дисциплин входит фонетика – учение о произношении слова. Каждый изучавший иностранные языки прекрасно знает, что за орешек чужое произношение. Если не выучиться правильно выговаривать иностранные слова, тебя не поймут. Впрочем, самое главное – это приучить ухо к чужому произношению. Совершенное знание языка состоит прежде всего в свободном понимании речи иностранца.

Чтобы научиться понимать чужую речь со слуха и открыть тайны правильного произношения, учитель иностранных языков должен знать фонетику. Не трудно понять, что обучение фонетике может быть вознесено на совершенно новый уровень, если привлечь на помощь спектральный анализ звука.

Частоты колебаний звуковых волн, которые создают в окружающем воздухе оживленно болтающие собеседники любых стран и народов, лежат примерно в пределах от 300 до 5000 герц. Как известно, любое звучание объективно обрисовывается спектральным составом звука. На холодном языке физики различие между паническим криком, мелодично пропетой нотой или возгласом восторга лишь в том, что разные частоты колебания представлены в звуковой волне с разными интенсивностями.

Существуют великолепные и далеко не простые физические приборы – анализаторы звука, которые позволяют перевести на язык цифр шипящее английское «th» или колокольчиковое французское «en».

Конечно, у различных людей разный тембр голоса. Поэтому наиболее интересной задачей является поиск тех общих признаков, которые характерны для «усредненного» произношения иностранца.

На спектральную звуковую кривую влияет и интонация, которая может быть весьма различной у одного и того же человека. После консультации у врача больной язвой желудка возвращается домой.

– Доктор сказал резать! Резать? – спрашивает бедняга у жены.

Одинаковые слова звучат по-разному. Изменением одной лишь интонации меняется смысл фразы. Как отражается интонационная окраска на звуковом спектре? Это интересный для филолога вопрос, который только в последнее время начали исследовать.

Много новых проблем в языкознании всплыла наружу, когда начались систематические работы по машинному переводу с одного языка на другой. Прежде чем научить машину производить какие-либо операции, надо до самого донышка понять сущность задачи тому, кто составляет программу для машины. Кстати говоря, не только в филологии, но и во множестве других областей эта необходимость привести в строжайший порядок свои собственные мысли приносила и будет приносить исследователям пользу.

Занявшись обучением машины переводу, математики-филологи обнаружили, что раньше надо получше самим разобраться в том, как и почему мысль находит свое выражение словами. Надо ответить, почему мы говорим так, а не иначе, почему порядок следования слов в одних случаях фиксирован, а в иных – произволен. Скажем, «он взял чашку со стола», но не «чашку он взял стола». В то же время ничуть не хуже первого варианта – «он взял со стола чашку». Машина должна знать, что второй вариант плохой. Но в процессе ее обучения перед нами, естественно, встает вопрос, а чем же хуже второй вариант?