Кто был первым?

В 1973 году Мартин Купер впервые продемонстрировал портативный сотовый телефон. В нем была батарея, приемопередатчик и микропроцессор (мини-компьютер). Жители Нью-Йорка с изумлением наблюдали, как Купер звонит по телефону прямо на улице. Но это новшество стало возможным лишь потому, что сначала в 1800 году Алессандро Вольта изобрел электрическую батарею. Потом в 1876 году появился телефон, в 1895 — радио и в 1946 — компьютер. В конце концов в 1971 году был изобретен микропроцессор и началась эра сотовых телефонов. И все же возникает вопрос: «Было ли это средство связи чем-то доселе невиданным?»

Всем нам знакомо «средство связи», которое часто воспринимается как должное. Это наш собственный голос. Свыше половины нейронов в двигательной области коры головного мозга — а их там миллиарды — управляют органами речи, и около 100 мышц отвечают за слаженную работу языка, губ, челюстей, горла и грудной клетки.

Наши уши — тоже часть этой «системы связи». Ухо преобразует звуки в электрические импульсы, которые затем поступают в мозг. Там эта информация обрабатывается, благодаря чему мы можем узнавать людей по тембру их голоса. Кроме того, звук достигает одного уха на миллионные доли секунды быстрее, чем другого. Улавливая эту разницу, мозг точно определяет, откуда исходит звук. Такие способности мозга и слухового аппарата позволяют нам слушать какого-то конкретного человека, даже когда говорят сразу несколько людей.

Итак, оказывается, что сложнейшая беспроводная связь, к тому же с «автоопределителем номера», далеко не новое изобретение. В природе она существует уже давно.

[Схема/Иллюстрации, страница 3]

(Полное оформление текста смотрите в публикации)

1800

Электрическая батарея

1876

Телефон

1971

Микропроцессор

1973

Мартин Купер разрабатывает мобильный телефон

[Сведения об источнике]

Dr. Cooper and mobile phone: © Mark Berry

[Иллюстрации, страница 2]

На странице 2, справа от ближнего постановочного фото к дальнему: Гульельмо Маркони с радиоприборами; Томас Эдисон с электрической лампочкой; Гранвилл Вудс — изобретатель средств связи; братья Райт и их «Флайер», 1903 год

Активный полет

ВЕКАМИ человек мечтал о небе. Однако наши мышцы не настолько сильны, чтобы поднять нас в воздух. В 1781 году Джеймс Уатт изобрел паровой ротационный двигатель. А в 1876 году Николаус Отто, который также работал в этом направлении, создал четырехтактный газовый двигатель внутреннего сгорания. Теперь у человека был мотор, способный поднять в небо летательный аппарат. Кто же воплотил эту идею в жизнь?

Уилбер и Орвилл Райт мечтали летать еще в детстве, когда запускали бумажного змея. Позже, занявшись производством велосипедов, они освоили инженерную науку. Братья Райт поняли, что в разработке летательных аппаратов самое сложное — сделать их управляемыми. Самолет без управления — все равно что велосипед без руля. Наблюдая за полетом голубей, Уилбер заметил, что на поворотах они накреняются, так же, как это делает велосипедист. Он понял, что птицы сохраняют равновесие, изгибая кончики крыльев. Так ему пришла в голову идея об изгибе концов крыла.

В 1900 году Уилбер и Орвилл построили летательный аппарат с гибкими крыльями. Вначале они запустили его как воздушного змея, а затем испытали как пилотируемый планер. Они пришли к выводу, что нужно создать органы управления тангажем, креном и рысканием. Но их ждало разочарование, так как крылья все равно не обеспечивали достаточной подъемной силы. Поэтому они построили аэродинамическую трубу и испробовали в ней сотни крыльев, пока не нашли идеальные форму, размер и угол крыла. В 1902 году, сконструировав новую модель, они освоили управление планирующим полетом. Не хватало лишь двигателя.

Двигатель пришлось создавать самим. На основе испытаний в аэродинамической трубе братья Райт решили непростую задачу — спроектировали воздушный винт. Наконец 17 декабря 1903 года натужно взревел мотор и самолет поднялся в колкий, морозный воздух. «Мы воплотили в жизнь свою детскую мечту — научились летать»,— позднее вспоминал Орвилл. Братья Райт прославились на весь мир. Но покорить воздушную стихию им помогла сама природа.

[Иллюстрация, страница 4]

Постановочное фото: «Флайер» братьев Райт, 1903 год (штат Северная Каролина, США)

Патенты природы

«Прошу тебя, спроси у... небесных птиц, и они расскажут тебе. [...] Это сделала рука Иеговы» (Иов 12:7—9).

У ПТИЦ все, кажется, предназначено для полета. Например, стержень маховых перьев выдерживает вес птицы на протяжении всего полета. Почему перья такие легкие и в то же время такие прочные? На этот вопрос можно ответить, если заглянуть внутрь стержня пера. Его строение напоминает составную балку со слоистой сердцевиной и шероховатой внешней поверхностью. Инженеры, изучившие стрежни перьев, создали такую многослойную балку, используемую сегодня в самолетостроении.

Кости птиц устроены не менее чудно. Внутри они по большей части полые и укреплены перегородками. Инженеры создали подобную конструкцию, так называемую ферму Уоррена с параллельными поясами и треугольной решеткой. Кстати, именно так сконструированы крылья корабля «Спейс шаттл».

Сегодня пилоты управляют самолетами с помощью закрылок на крыльях и хвосте. Птица же использует 48 мышц на крыльях и плечах, чтобы менять форму и движение крыльев, а также отдельных перьев с частотой несколько раз в секунду. Неудивительно, что способности птиц — мастеров высшего пилотажа — предмет зависти авиаконструкторов!

При полете, особенно при отрыве от земли, затрачивается много энергии. Поэтому птицам нужен мощный «двигатель», работающий за счет сжигания жира. Сердце птиц бьется чаще, чем сердце млекопитающих такого же размера. Кроме того, оно обычно крупнее и мощнее. У птиц особое строение легких, оно обеспечивает так называемое двойное дыхание — более продуктивное, чем у млекопитающих.

Насколько эффективен птичий «двигатель»? Возможности самолета в определенной степени зависят от того, способен ли он во время взлета нести на борту достаточно топлива. Когда «Боинг-747» начинает 10-часовой полет, примерно одна треть его веса — это топливо. Подобным образом перелетный дрозд за 10 часов полета обычно теряет половину своего веса. А когда малый веретенник отправляется с Аляски к берегам Новой Зеландии, более половины его веса составляет жир. Поразительно, но эта птаха находится в непрерывном полете 190 часов (восемь дней)! Ни один авиалайнер не может похвалиться такими возможностями.

Телевидение

ВСКОРЕ после того как люди научились передавать на расстояние звук, изобретатели задумались над тем, можно ли делать то же самое с движущимся изображением. Чтобы понять, насколько сложна была эта задача, давайте рассмотрим, как сегодня работает телевидение.

Вначале телевизионная камера наводится на какой-либо объект и считывает картинку, подобно тому, как мы читаем буквы. Однако при этом вместо букв построчно «читаются» точки, или пикселы. Затем изображение преобразуется в электрический видеосигнал, который можно передать на расстояние. Этот сигнал поступает в телевизионный приемник, который преобразует его обратно в изображение.

Считается, что впервые систему телевидения публично продемонстрировал шотландец по имени Джон Лоджи Бэйрд. Из-за слабого здоровья он был вынужден оставить работу инженера-электрика. Тогда он смог заняться тем, что интересовало его с детства,— созданием машины, способной передавать движущееся изображение.

Телевизионной камерой Бэйрда был диск (сначала сделанный из шляпной коробки) с 30 отверстиями, расположенными по спирали. Когда диск вращался, свет через отверстия попадал на фотоэлемент и таким образом картинка последовательно считывалась. Фотоэлемент производил видеосигнал, который затем передавался на приемник. Там сигнал усиливался и уже в виде переменного света проходил через другой вращающийся диск. В результате картинка полностью воспроизводилась. Трудясь над этим проектом, Бэйрд зарабатывал на жизнь тем, что чистил обувь.

2 октября 1925 года Бэйрд впервые передал изображение с одного конца чердака своего дома на другой. Первой «телезвездой» был перепуганный мальчуган-посыльный, которого уговорили попозировать за полкроны. В 1928 году Бэйрд уже транслировал телевизионное изображение через Атлантический океан. Когда изобретатель прибыл в Нью-Йорк, его встретил оркестр волынщиков, что привело скромного шотландца в немалое смущение. Теперь он стал знаменитостью. Но на самом ли деле он был первым, кто осуществил телепередачу?

Патенты природы

«Ухо слышащее и глаз видящий — и то и другое создал Иегова» (Притчи 20:12).

ВАШИ глаза подобны крошечным телекамерам. Они преобразуют изображения в электрические сигналы и передают их по зрительному нерву в затылочную часть мозга, которой, по сути, мы и видим.

Глаз — настоящее чудо природы. Несмотря на свои миниатюрные размеры (его диаметр всего 24 миллиметра, а вес 7,5 граммов), он невероятно сложен. Например, он оснащен особыми системами, позволяющими видеть как при ярком свете, так и в сумерках. Поэтому, если мы входим в темную комнату, через полчаса наши глаза становятся в 10 000 раз более восприимчивыми к свету.

Что при оптимальном освещении позволяет нам видеть так четко? Дело в том, что светочувствительных клеток в глазу в 100 раз больше, чем пикселов во многих видеокамерах. Кроме того, значительная часть этих клеток сосредоточена на маленьком участке в сетчатке глаза, называемом центральной ямкой, которая и обеспечивает остроту зрения. Поскольку глазное яблоко совершает мелкие движения несколько раз в секунду, мы четко видим все, что находится в нашем поле зрения. Поразительно, но размеры центральной ямки не больше точки в конце этого предложения.

Электрические сигналы передаются от светочувствительных клеток к зрительному нерву. В свою очередь нервные клетки не только передают сигналы в мозг, но и обрабатывают их, сосредоточиваясь на полезной информации и отсеивая ненужные детали.

Зрительная зона коры головного мозга — это своего рода сложный приемник видеосигналов. Этот участок мозга усиливает четкость контуров изображения. Кроме того, он анализирует сигналы, поступающие от клеток, чувствительных к основным цветам, поэтому мы можем различать миллионы оттенков. Также наш мозг улавливает мелкие различия между тем, что видит правый и левый глаз. Благодаря этому у нас есть объемное восприятие мира.

Только представьте: когда издалека мы смотрим на большую группу людей, наши глаза сканируют их лица, а затем посылают электрические импульсы в мозг. Там эти сигналы преобразуются в четкое изображение. Мелкие детали увиденных лиц сопоставляются с образами людей, которые хранятся в нашей памяти. Так мы мгновенно узнаем в толпе своих друзей и знакомых. Разве это не чудо?

[Иллюстрация, страница 7]

Глаз с его возможностями — образец инженерного искусства

Автоматическая навигация

ВСЯКИЙ знает, как трудно найти дорогу в незнакомом городе. Как же моряки ориентируются в бескрайних просторах океана? Один компас вряд ли вам поможет, если вы не знаете, где находитесь по отношению к пункту назначения. Лишь в 1730-х годах появились секстант и морской хронометр, по которым можно было точно определить свое местонахождение и рассчитать курс по карте — но для этого требовалось часами проводить вычисления.

Сегодня люди во многих странах путешествуют с помощью довольно недорого прибора, связанного с глобальной системой местоопределения (GPS). Вам нужно всего лишь ввести координаты конечного пункта, и прибор точно обозначит на экране ваше местоположение, а также будет указывать вам путь. Как же работает эта система?

Ее навигационные приборы связаны примерно с 30 спутниками, каждый из которых передает сигналы, указывающие положение спутника, и рассчитывает время с точностью в несколько миллиардных долей секунды. Как только прибор установит связь с несколькими спутниками, он точно вычислит, как долго сигнал будет идти от спутника к приемному устройству. По этим данным определяется ваше место положения. Только представьте всю сложность таких расчетов! За несколько секунд измеряется расстояние до трех спутников, каждый из которых находится за тысячи километров и движется совсем в другом направлении со скоростью несколько километров в секунду.

Глобальная система местоопределения была изобретена профессорами Брэдфордом Паркинсоном и Айвеном Геттингом еще в начале 1960-х годов. Хотя прежде она предназначалась для военных целей, позже она стала использоваться более широко и нашла свое полное применение в 1996 году. Приемник GPS — чудо компьютерной техники. Но можно ли сказать, что это первое автоматическое средство навигации?

[Сведения об иллюстрации, страница 8]

Globe: Based on NASA photo

Патенты природы

«Аист в небесах — и тот знает назначенное ему время» (Иеремия 8:7).

ПРОРОК Иеремия упоминал об этих перелетных птицах еще более 2 500 лет тому назад. И по сей день людей удивляет способность животных и птиц мигрировать на большие расстояния. Лосось, например, проплывает тысячи километров в океане, а после возвращается в свой родной водоем. Известно, что кожистые черепахи тоже совершают невероятно сложные путешествия. Одна такая черепаха из Индонезии мигрировала за 20 000 километров к берегам американского штата Орегон. Потом эти животные нередко возвращаются в свои родные места для выведения потомства.

А как некоторые животные после миграции находят путь домой? Ведь это еще сложнее, чем мигрировать в дальние края! Например, исследователи переправили самолетом 18 альбатросов с маленького островка посреди Тихого океана в разные места за тысячи километров; каких-то выпустили у западного побережья, а каких-то — у восточного. В течение нескольких недель большинство птиц вернулись в родные места.

Голубей, находящихся под глубокой анестезией или в крутящемся барабане, увозили за 150 километров и более в незнакомые им места. Однако, сделав несколько кругов, голуби все же могли сориентироваться и вернуться точно туда, откуда их привезли. Поскольку голуби находят дорогу домой даже в матовых контактных линзах, ученые считают, что птицы могут вычислять свое местонахождение относительно родных мест с помощью природных факторов, которые предоставляют им важные навигационные сведения.

Бабочки-монархи, живущие на обширной территории Северной Америки, устремляются за более, чем тысячу километров на маленький участок земли в Мексике. И хотя они никогда там не были, они безошибочно находят дорогу, часто «приземляясь» на то самое дерево, где год назад зимовали их предки. Ученые до сих пор ломают голову над тем, как ориентируются эти бабочки.

Тогда как автоматические средства навигации полностью полагаются на данные спутников, многим животным, по-видимому, помогают и наблюдение за природными ориентирами и Солнцем, и магнитное поле Земли, и определенные запахи, и даже звуки. Биолог Джеймс Гулд пишет: «Животные, жизнь которых зависит от точной навигации, все в равной мере пользуются сложнейшими биологическими механизмами — и не одним. [...] Обычно в их арсенале много средств и выбирают они то, что в данном случае наиболее эффективно». Исследователи не перестают удивляться сложным методам навигации, которыми пользуются животные и птицы.

Чему мы учимся у природы

«Как многочисленны твои дела, о Иегова! Все это ты сотворил с мудростью» (Псалом 104:24).

НЕРЕДКО, говоря о природе, многие подразумевают мудрое устройство окружающего нас мира. В журнале «В мире науки» за июль 2003 года о птичьих перьях говорилось как о «чуде природы», как о «прочных, легких и сложно устроенных придатках, покрывающих кожу некоторых животных». Возможно, автор считает, что перья «устроила» просто природа или некая стихийная сила. Но может ли стихийная сила так гениально что-то устроить?

Слово «устроить» в словаре Ожегова определяется как «сделать, создать, организовать». Но согласитесь, что создать и организовать может только мыслящая личность. Подобно тому, как у изобретателей есть имена, у нашего Творца тоже есть имя. Иегова — автор и создатель мира природы. Он один «Всевышний над всей землей», который «сотворил все» (Псалом 83:18; Откровение 4:11).

Чему учит нас Божье творение? Прежде всего, оно свидетельствует о Творце и его непревзойденных качествах, в том числе мудрости. «Его невидимые качества: вечная сила и божественная сущность — ясно видны от сотворения мира, потому что они распознаются через то, что создано» (Римлянам 1:20). Мир природы свидетельствует, что Бог несравнимо мудрее нас. Если его творения превосходят человеческие, то насколько же его советы мудрее советов людей?

Свои советы Бог излагает главным образом не в «книге» природы, а в своем Слове — книге Библии. Как по-вашему, вложив в нас способность общаться, хочет ли Бог общаться с нами? Ответ очевиден — да! В Библии сказано: «Все Писание вдохновлено Богом» (2 Тимофею 3:16).

Если вы любите узнавать что-то новое об изобретателях, то, наверняка, вам будет еще интереснее узнать что-то о Творце. Например, возможно, вы ищите ответы на такие вопросы: почему мы страдаем и умираем? Для этого ли Бог создал человека? Если нет, то почему Бог допускает, чтобы люди страдали?

Осознанно или нет, ученые находят решение многих вопросов в Божьем творении. Вы тоже можете многому научиться у нашего Творца. Например, можно узнать, как сделать свой брак крепким и счастливым, как правильно воспитывать детей, каково намерение Бога для земли. Ответы на эти и другие вопросы сделают вашу жизнь более осмысленной. Книга «Чему на самом деле учит Библия?», изданная Свидетелями Иеговы, поможет вам черпать знания и руководство из Божьего Слова.