Революции

Исторический миф – живучая штука. Несмотря на все опровержения, несмотря на факты, мифы продолжают существовать. Например, вот такой: Джеймс Уатт сидит с мамой на кухне, смотрит на кипящий на плите чайник и мечтает о паровой машине, промышленной революции и новой эпохе в истории человечества.

На самом же деле революционная идея пришла в голову Уатту в мастерской университета Глазго, а случилось это по весьма прозаической причине – в университете сломалась паровая машина. Она на тот момент уже существовала и использовалась для опытов на факультете естественных наук. Уатт лишь внес в конструкцию одно незначительное дополнение, благодаря которому и снискал славу изобретателя нового двигателя, полностью затмив имя первого разработчика паровой машины – Томаса Ньюкомена, торговца из Дартмута.

Причиной популярности изобретения Уатта был экономический бум в Великобритании и неуклонно возрастающие потребности в минеральном сырье. Шахтеры копали все глубже и глубже, а их ноги становились все мокрее и мокрее, поскольку шахты заливало грунтовыми водами. Машина, разработанная Ньюкоменом (на самом деле это был паровой насос), плохо справлялась с откачиванием воды, пока Уатт не усовершенствовал ее механизм. Новый насос стал пользоваться большим спросом, и блестящее будущее производителя паровых машин для осушения шахт Уатту было обеспечено, что его вполне и устраивало. Ни он, ни кто-либо другой не задумывались о других сферах применения паровой машины. Об использовании ее для механизации фабрик речи пока не шло, так как планетарно-солнечная передача для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное была изобретена только шестнадцать лет спустя. Придумал ее Уильям Мердок16 – 59, 103, работник Уатта (который получил место после того, как пришел наниматься в сделанной собственными руками деревянной шляпе).

Передача была устроена достаточно просто. На рычаге, подвижно соединенном с поршнем паровой машины, крепилась неподвижная шестерня. Она сцеплялась с другой шестерней, закрепленной на свободно вращающемся вале. При возвратно-поступательном движении поршня шестерня рычага оборачивалась вокруг шестерни вала, подобно планете вокруг Солнца, и таким образом вращала вал.

Теперь паровые двигатели с ременными передачами вращали оборудование мельниц, бумагопрядильных фабрик, камнедробилок, прокатных станов, гончарных мастерских, лесопилок, литейных цехов (энергия пара приводила в действие мехи в доменных печах), пивоварен, маслобоек. Что же касается промышленной революции, то на фабрике паровых машин Уатта в Бирмингеме17 – 136, 221 к 1795 году были внедрены все основные технологические приемы прогрессивного индустриального производства18 – 78. Все было сделано для максимально быстрого выпуска стандартизированной продукции. Производственный процесс делился на этапы, которые выполнялись рабочими определенной квалификации, и, поскольку Уатт знал, сколько времени требуется на изготовление той или иной детали, действовала сдельная оплата труда.

Несмотря на то что Уатт на самом деле паровую машину не изобретал, он является автором многих технологических новшеств, без которых промышленная революция была бы невозможна. Еще одно изобретение Уатта не так хорошо известно, но оно имело столь же далеко идущие последствия, как и появление паровой машины. Много позже, в XX веке, оно привело к не менее фундаментальным изменениям, чем промышленная революция, и все благодаря тому, что ввело в обиход сажу. Этот материал открыл путь к исследованию самой природы жизни на Земле и вызвал революцию в биологии.

Эта революция в корне изменит нашу жизнь в XXI веке, а началось все с фабрики паровых машин Уатта и тех неудобств, которые ему причинял успех его предприятия. Дело было в городе Редруте, в Корнуолле (здешние владельцы шахт очень интересовались паровыми насосами Уатта, поскольку штреки шахт были проложены под морским дном, и их очень часто заливало), и Уатт был перегружен бумажной работой от многочисленных подрядов. В одном из писем другу он сетовал, что «исключительно сложно найти толковых управляющих». В 1780 году он нашел способ, как помочь горю – изобрел новый способ копирования чертежей, счетов, писем, а также любых других документов. (Предыдущая его попытка с двойным наконечником пера окончилась неудачей.) Патент носил название «Новый метод быстрого копирования писем и иных записей».

Суть изобретения заключалась в следующем. Документ писали (или чертили) на влажной бумаге особыми чернилами, в состав которых входил гуммиарабик и которые не высыхали около суток. В течение этого времени документ можно было копировать. К исходному документу прижимали чистый лист бумаги и с него переносили изображение на другой лист. Сначала метод не имел особого успеха. Банки воспротивились ему из-за боязни подделок19 – 222, а бухгалтеры отмечали, что этот способ будет неудобен в условиях спешки или аврала. Однако за год Уатту удалось продать двести опытных образцов, а демонстрация изобретения в парламенте произвела на депутатов настолько неизгладимое впечатление, что они позабыли про законотворчество. Уже к 1785 году этот способ копирования получил широкое распространение.

В 1823 году американец Сайрес П. Далкин из Массачусетса усовершенствовал технологию, применив два материала, будущее значение которых сложно переоценить. Он покрыл оборотную сторону листа бумаги смесью из воска и углеродной сажи, получив прообраз копирки. Изобретение не получило широкого распространения вплоть до 1868 года, когда состоялся полет на воздушном шаре Либбиуса Рождерса20 – 69, 81, 135, занимавшегося производством печенья. Это событие освещалось агентством Ассошиэйтед-пресс, и после полета у Роджерса взяли интервью в редакции местной газеты. Беседовавший с аэронавтом репортер пользовался копиркой Далкина. Увиденное настолько поразило Роджерса, что, забросив воздухоплавание и печенье, он основал предприятие по производству копировальной бумаги для деловых документов (книг заказов, ордеров и счетов). В 1873 году состоялась демонстрация продукции в компании «Ремингтон»21 – 145, выпускавшей пишущие машины, и это было началом всеобщей популярности копировальной бумаги.

Парафиновый воск, который наряду с сажей составлял основу изменившего деловой мир изобретения, сначала получали из битумных сланцев. После того как в Пенсильвании в 1857 году обнаружили нефть22 – 165, парафин стали производить методом дистилляции и использовать для освещения в качестве замены китовому жиру, который становился дефицитом по мере быстрого роста производства ламп. Парафиновый воск представлял собой охлажденный и затвердевший парафин. Кроме осветительных нужд, его также применяли для реставрации крошащегося обелиска «Игла Клеопатры» в Нью-Йорке.

Росту популярности парафина способствовало появление нового способа извлечения огня. На протяжении веков путешественники были вынуждены либо возить с собой тлеющие угли, либо находить где-то уже разведенный огонь. По мере развития транспорта люди стали передвигаться дальше и быстрее, и эти способы становились все менее удобными. К середине XIX века большую популярность приобрели фосфорные спички. На тот момент самой успешной их разновидностью были спички, изобретенные братьями Лундстрём из Швеции. В их «безопасных спичках» использовался красный фосфор вместо белого, который был в ходу до этого и имел неприятную особенность воспламеняться в самый неожиданный момент (кроме того, его производство было ядовитым). Чтобы поддержать горение спички после вспышки фосфорной головки, в деревянную палочку вводилось небольшое количество парафина.

Использование фосфора имело еще один очень странный побочный эффект, из-за которого британцы приобрели дурную славу разорителей могил. Благодаря внедрению паровой машины Уатта и индустриализации, английские промышленные города развивались головокружительными темпами, а численность городского населения стремительно росла. Если в начале XIX века оно составляло треть населения Великобритании, а по итогам переписи 1851 года в стране впервые в мире был зафиксирован перевес в сторону городских жителей, то в конце века горожанами были уже около восьмидесяти процентов британцев. Типичный промышленный город Олдхэм в Ланкашире в 1801 году насчитывал двенадцать тысяч жителей, а в 1901 – уже сто сорок семь тысяч. Общее население страны за этот период утроилось.

Одной из причин такого роста было сокращение смертности, вызванное улучшением условий жизни, гигиены и состояния здоровья британцев23 – 175, однако главным фактором стало улучшение качества питания и расширение рациона продуктов. Это стало возможным благодаря открытию немецкого химика Юстуса фон Либиха, который проводил опыты по сжиганию растений, чтобы выявить их химический состав. Либих24 – 71, 214 полагал, что растения получают питательные вещества из почвы и воздуха. На собственные деньги в университете Гессена он организовал первую в мире настоящую химическую лабораторию, которая приобрела такую известность, что студенты съезжались в нее со всего света. Там он сформулировал свой знаменитый Закон минимума – открытие, имевшее грандиозные последствия. Согласно Либиху, для урожая сельскохозяйственной культуры наиболее значим тот питательный компонент, количество которого в данный момент минимально.

Один из ключевых выводов ученого – потребность всех растений в фосфорной кислоте. Наиболее простым путем ее получения была обработка серной кислотой измельченных костей. В Англии так хорошо освоили этот способ, что к 1870 году производили около сорока тысяч тонн фосфорной кислоты в год. Такой триумф дал Либиху повод обвинить англичан в том, что в попытке прокормить горожан они разоряют чужие могилы:

«Англия лишает другие страны источников плодородия. В своем рвении они уже перекопали поля сражений Лейпцига, Ватерлоо и Крыма, а из катакомб Сицилии вывезли скелеты нескольких поколений. Ежегодно, обкрадывая нас, они отправляют к своим берегам останки трех с половиной миллионов человек, а отходы сливают в море. Подобно вампиру Англия впилась в шею Европы – да что там, всего мира! – и пьет кровь других народов».

Если подобное разграбление могил и вправду имело место, то этому наверняка поспособствовал выход работы Либиха «Органическая химия в приложении к земледелию и физиологии». Книга имела огромный успех: она переиздавалась семнадцать раз, была переведена на восемь языков и превратила сельское хозяйство в отрасль науки. В ней Либих демонстрировал способ получения новых хорошо усваиваемых растениями удобрений путем обработки измельченных фосфорсодержащих минералов серной кислотой. Во всем мире резко увеличилась добыча апатитов, а в США производство удобрений вышло на новый уровень после открытия громадных запасов фосфорита в Южной Каролине, Джорджии и Флориде. Большая часть американских удобрений направлялась на табачные плантации.

Благодаря открытию Либиха во второй половине XIX века в странах Европы и Америки повысились урожаи, так необходимые для растущих промышленных городов. Оставалось только наладить систему транспортировки продовольственных товаров. Снова скажем «спасибо» Джеймсу Уатту, потому что на выручку пришли локомотивы на паровой тяге. Первый паровоз под названием «Ракета» был сконструирован Джорджем Стивенсоном25 – 100 для железнодорожного маршрута Манчестер – Ливерпуль в 1829 году. Изобретение встретили с недовольством: инвесторы не видели в нем перспективы для получения прибыли, к тому же считалось, что при скорости шестьдесят километров в час пассажиры будут задыхаться.

Это мелкое препятствие, однако, не смогло сдержать невероятный рост железнодорожного строительства в США26 – 56, 180. К 1838 году железные дороги были проложены во всех восточных штатах кроме Вермонта, а в 1850-м было налажено сообщение со штатами Кентукки и Огайо. По окончании Гражданской войны (в которой железные дороги сыграли ключевую роль)27 – 297 протяженность железных дорог составляла тридцать пять тысяч миль, а в 1890 году – уже сто шестьдесят четыре тысячи миль28 – 57. Строительство приобрело беспрецедентный размах. Начиная с 1869 года, когда трансконтинентальная магистраль была проложена полностью, большинство железнодорожных компаний добавили к своим названиям слово «западная».

Несмотря на то что железные дороги способствовали развитию страны и созданию новых городов – центров концентрации населения, – наибольшее влияние они оказали на грузовую отрасль. Эхо паровозных гудков оглашало просторы Америки, и километровой длины составы громыхали в ночи, снабжая промышленные города восточного побережья неистощимыми богатствами американского континента. Чтобы обеспечить безостановочную перевозку грузов через всю страну, железнодорожные компании заключали между собой союзы; всего было создано более сорока сквозных маршрутов. Это способствовало снижению тарифов и росту объемов грузоперевозок: с десяти миллиардов тонно-миль в 1865 году до семидесяти двух миллиардов в 1890 году. К 1876 году более восьмидесяти процентов всего зерна перевозилось по железной дороге, были созданы специальные вагоны для транспортировки скота, в середине 1870-х вагоны-рефрижераторы уже везли из Иллинойса свежую клубнику, а жители Нью-Йорка впервые за несколько десятилетий смогли снова попробовать свежее молоко.

Кроме всего прочего, железные дороги (особенно в Европе) невероятно способствовали мобильности. Люди находили себе спутников жизни в других городах, обновляя генофонд. Рост добычи угля (на выплавку чугуна для локомотивов и на растопку этих же самых локомотивов) привел к появлению большого количества сырья для производства угольного или светильного газа. Этот газ был побочным продуктом процесса коксования угля29 – 60, 103. Начало коммерческому применению этой технологии положил все тот же ассистент Уатта Уильям Мердок, придумавший планетарно-солнечную передачу и заставивший паровую машину крутить колесо. Газовое освещение позволило людям проводить больше времени за чтением, стимулировало развитие вечернего обучения и способствовало появлению большого числа образованных работающих женщин.

Экономики Запада, таким образом, имели в своем распоряжении сытых грамотных рабочих и клерков, источники сырья для заводов и фабрик, производивших товары, и торговцев, продавших эти товары, пользуясь железной дорогой. Для Соединенных Штатов единственным препятствием на пути к роли мировой сверхдержавы явилось отсутствие действенного способа связать эти ресурсы единой коммуникационной системой. Главную роль в решении этой проблемы опосредованно и совершенно непредсказуемым способом сыграли железные дороги. Зачастую для проезда составов, следующих в противоположных направлениях, использовалась всего одна колея (что послужило причиной ряда весьма эффектных лобовых столкновений). В 1851 году для организации движения был применен телеграф30 – 114, 235, 275 – поезд получал команду проезжать или ожидать своей очереди. Переход от передачи азбуки Морзе до передачи речи по телефону был уже вопросом времени. И важнейший шаг в развитии телефонной связи сделал Томас Эдисон31 – 41, 55, 104, который на заре своей карьеры работал именно железнодорожным телеграфистом.

Когда телефон вошел в повседневную жизнь, его главным недостатком была плохая слышимость – даже если говорящий на другом конце провода кричал в микрофон. Эдисон использовал для улучшения качества звука угольный порошок или дисперсную газовую сажу, тот самый материал, при помощи которого Сайрес Далкин делал копировальную бумагу. Сажа сама по себе не была открытием. Из всех известных материалов сажа обладала самыми мелкими частицами, и еще в Древнем Египте (а также в Индии и Китае) ее использовали в качестве черного пигмента для чернил и прообраза современной туши для ресниц. В древности ее получали из нагара масляных ламп и светильников, а в XIX веке основным источником дымного нагара выступало пламя светильного газа и каменноугольных смол, в том числе креозота32 – 65, 140.

Принцип работы телефона основывался на вибрации металлической мембраны в микрофоне говорящего, которая вызывает изменение напряжения и силы тока в электромагните. На противоположном конце провода оно вызывало изменение магнитного поля, создаваемого другим электромагнитом, что в свою очередь приводило к колебаниям мембраны динамика, которая и воспроизводила звук33 – 51. Эдисон и его инвесторы из компании «Вестерн юнион» занимались вопросом улучшения слышимости телефона, и в 1877 году кто-то предположил, что сажа может быть чувствительна к электрическому заряду, а под давлением ее сопротивление изменяется. Эдисон приступил к опытам, прежде всего отделив передающую часть телефона Белла34 – 54 от приемника (раньше они помещались в одном корпусе, что вызывало помехи) и поместив спрессованный угольный порошок между мембраной и электромагнитом. Демонстрация в совете директоров «Вестерн юнион» произвела фурор. С тех пор капсюли с угольным порошком использовались на протяжении еще пятидесяти лет.

Благодаря появлению телефона в 80-е годы XIX века изменился облик городов – возникли пригороды (в современном смысле этого слова, то есть районы, жители которых работают в городе). Для выездов на природу издавна использовались конки, но, чтобы обосноваться за городом, жителям, а особенно бизнесменам, нужны были средства связи с городом – конторой или фабрикой. С появлением телефона такая возможность появилась. Кроме того, индустриализация вызвала стремительный рост цен на землю, и жить в большом доме в центре города стало накладно. Так или иначе, новый богатеющий средний класс предпочитал селиться подальше от рабочих, которые ютились в арендованных комнатушках рядом с фабриками.

Рост стоимости земли привел также к появлению небоскребов, и теперь архитектор или начальник стройки мог пообщаться с прорабом на верхнем этаже здания не при помощи посыльного или сигналов свистка, а по телефону. Вскоре из-за выросших цен на недвижимость мелкие розничные магазины стали перебираться в пригороды, их владельцы просто заказывали товар по телефону у городских оптовиков35 – 115.

К концу XIX века бурное заселение пригородов породило спрос на индивидуальные средства передвижения. Ответом стал автомобиль «Модель Т» Генри Форда36 – 166. В шинах автомобилей использовалась более прочная резина, изготовленная с добавлением сажи. Исследования, проведенные в 1904 году, показали, что сажа значительно увеличивает прочность резины37 – 67, 144, так как снижает интенсивность ее окисления.

И тут произошел один из тех крутых поворотов, которыми знаменита история: вместе сошлись и фосфаты, благодаря которым удалось накормить горожан, и электрический телефон, изменивший повседневную жизнь. Ответственность за эти события лежит на ученом, который не мог найти работу.

Уже некоторое время было известно, что, если пропустить электрический заряд через кусок металла в вакуумной трубке, возникает поток загадочных частиц38 – 52, 239, который получил название катодный луч (по названию электрода). Эти лучи можно было сфокусировать в пучок толщиной с карандаш, а затем при помощи магнитного поля направлять его в нужную сторону. Также демонстрировалось, что, если подставить под луч стекло, покрытое фосфором, оно будет светиться в месте падения луча.

Ученых заинтересовал этот феномен: они надеялись побольше узнать о поведении электричества в условиях, близких к вакууму. Однако никто всерьез не думал о каком-либо практическом применении катодных лучей. Конец XIX века ознаменовался открытием «волшебных икс-лучей»[2]39 – 116, 226 и все увлеклись поисками другого излучения, которое могло бы производить в вакууме столь же удивительные эффекты.

И тут наступает тот самый драматический поворот. Немецкий физик Фердинанд Браун с горечью осознал, что тема его работы (излучение в вакуумных трубках), мягко говоря, переоценена. Все, что можно было сделать с трубками, токами, катодами и экранами, уже сделано. В 1896 году Браун решает изучить единственное неисследованное явление – сами катодные лучи. Несколькими годами ранее Генрих Герц доказал, что в электрическом токе переменно чередуются положительные и отрицательные циклы и характеристики тока можно описать частотой этих циклов в секунду. Тем не менее электрические циклы никто не наблюдал воочию. Браун предположил, что увидеть их можно при помощи катодных лучей. В перспективе это позволило бы отслеживать и контролировать стабильную частоту генерируемого тока. До сих пор возможностей для такого мониторинга не существовало.

Браун изготовил вакуумную трубку, раструб которой заканчивался фосфоресцентным экраном. Вокруг раструба он расположил электромагниты, чтобы с помощью их поля регулировать направление потока частиц. Магниты реагировали на чередование положительных и отрицательных циклов тока и соответствующим образом направляли луч. Таким образом, по мере движения луча вверх и вниз в ответ на изменения направления тока световое пятно описывало на экране синусоиду. Прибор Брауна, известный нам сегодня как осциллограф, позволял определять частоту любого переменного тока. Этот высокоточный инструмент стал прообразом телевизионной электронно-лучевой трубки40 – 50, 280, изображение в которой формируется вертикальной последовательностью пучков частиц, развернутым по горизонтали в форме строк на экране.

Открытая Брауном возможность измерения частоты тока стала сюжетом нового эпизода нашей истории, в котором на сцене вновь появляются сажа и Эдвард Ачесон, двадцатидвухлетний сотрудник Томаса Эдисона41 – 31, 55, 104. Проработав некоторое время в Европе, в 1880 году он вернулся в Штаты и занялся установкой осветительного электрооборудования. Рынок был уже достаточно развит, и шансов проявить себя оставалось мало, поэтому Ачесон выбрал специфическую нишу – изготовление промышленных абразивов для производства генераторов.

Сперва Ачесон задумал изготовить искусственный алмаз для абразивной обработки. Он смешал глину с коксовым порошком и сплавил их вместе в электрической печи при крайне высокой температуре. В результате получился карбид кремния или карборунд, как он его назвал, своей твердостью уступавший только алмазу. Абразивные характеристики нового материала оказались настолько хороши, что Ачесон получил контракт с компанией Вестингауза, которая поставляла осветительное оборудование на Всемирную выставку 1893 года в Чикаго42 – 73, 109.

Когда однажды Ачесон случайно превысил обычную температуру и нагрел состав до четырех тысяч градусов Цельсия, он обнаружил, что из карборунда испарился кремний, а остался практически чистый графит. Графит представляет собой редкую форму углерода, этот материал крайне устойчив к износу и нагреву. В то время природный графит импортировали с Цейлона. Ачесон быстро нашел патентоспособные пути использования графита для производства электродов, динамо-машин и электрических батарей. Спустя несколько десятилетий инженеры Третьего рейха нашли графиту еще одно, гораздо более страшное применение.

В октябре 1942 года нацистская Германия осуществила первый пуск ракеты Фау-2 с полигона Пенемюнде на Балтике. Полное название ракеты в переводе с немецкого означало «Оружие возмездия – 2»43 – 119. Она была четырнадцать метров в длину и полтора – в диаметре. Тяга составляла двадцать восемь тонн на взлете, горение топлива продолжалось чуть больше минуты, а скорость на момент прекращения горения составляла шесть тысяч километров в час на высоте около ста километров. В период с 1944 года до конца войны по Англии было выпущено более тысячи таких ракет. Первоначально Фау-2 обладала радиусом действия всего триста километров, но Гитлер мечтал о разработке новой модификации, способной долететь до Нью-Йорка. Поскольку продолжительность горения топлива для такого полета была бы намного больше, для решения этой задачи требовался графит. Графит был единственным материалом, пригодным для изготовления газовых рулей в сопле ракеты, только он мог выдержать такой длительный нагрев и не деформироваться.

Открывает эту главу рассказ об индустриальной революции, начало которой положил Уатт. Получение графита стало ключом к началу еще одной революции. Эксперименты Брауна с вакуумными трубками в 1895 году были вызваны всеобщим ажиотажем вокруг рентгеновского излучения, ученые силились понять, что же собой представляют эти «икс-лучи». Сам Вильгельм Рентген, первооткрыватель этого феномена, полагал, что это световые волны очень высокой частоты. К сожалению, доказать это можно было единственным способом – проверить, вызывает ли рентгеновский луч, подобно лучу обычного света, интерференционную картину. Интерференция световых волн возникает в том случае, когда свет отражается от множества поверхностей сразу. Волны отраженного света в процессе дифракции сталкиваются и либо усиливают друг друга, либо гасятся, образуя характерный муаровый узор. Проблема заключалась в том, что для постановки эксперимента с рентгеновским излучением, которое обладает крайне малой длиной волны, в качестве отражающих поверхностей нужно было найти очень мелкие однородные объекты.

Запуск немецкой ракеты Фау-2 с платформы Пенемюнде. Четыре больших внешних аэродинамических руля крепились к направляющим газовым рулям из графита, расположенным прямо под соплом ракеты. После войны американцы изъяли около сотни ракет и перевезли на ракетный полигон «Белые пески» в штате Нью-Мексико. Эти трофеи стали ценным источником информации для разработки ракет-носителей американской лунной программы

Несколькими годами ранее французский геолог Рене Гаюи отметил, что кристаллы горных пород при раскалывании образуют фрагменты правильной формы, которая остается неизменной и при дальнейшем измельчении. Ученый предположил, что такое возможно при наличии у кристаллов упорядоченной структуры атомов, иначе говоря, кристаллической решетки. В 1912 году физик из Германии Макс фон Лауэ пришел к мысли, что если кристаллы действительно имеют в своей основе такие регулярные атомные структуры, то они могут выступать как бесконечно малые равномерно упорядоченные мишени для отражения рентгеновских лучей и с их помощью можно получить интерференционный узор. Гипотеза Лауэ подразумевала, что под действием рентгеновских лучей, падающих на кристалл, электроны станут испускать «вторичные» лучи, которые, в свою очередь, будут интерферировать друг с другом (если полагаться на предположение Рентгена о световой природе этих лучей). Лучшим кристаллом для такого эксперимента оказался графит, поскольку его электроны не так прочно связаны с атомом и могли хорошо отреагировать на попадание рентгеновских лучей.

Первый же эксперимент подтвердил правоту Лауэ. Рассеянные вторичные лучи развернулись вокруг центрального рентгеновского луча и экспонировали фотобумагу44 – 191. Постепенно вокруг оси основного луча сформировались вызванные дифракцией интерференционные узоры. Таким образом «икс-лучи» действительно оказались разновидностью световых волн. Однако самой захватывающей находкой было то, что узоры варьировались в зависимости от атомной структуры кристаллов. Впервые в истории появилась возможность недеструктивного исследования твердого вещества. Так был изобретен метод рентгеновской кристаллографии.

Именно с его помощью в 1952 году Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон смогли доказать трехмерную структуру молекулы протеина. Исследователи увидели, что она имеет форму двойной спирали, как и было ранее предсказано на основании расчетов. Полученная ими дифракционная модель подтвердила существование молекулы ДНК.

Открытие молекулы ДНК подтолкнуло науку к новой, биологической, революции: генной терапии для лечения и предотвращения заболеваний, комбинированию генов для получения гибридных организмов, например помидоров с более насыщенным вкусом или морозоустойчивой клубники, или, возможно, даже «конструирования» новых видов животных. Уже сейчас идет работа по расшифровке генома человека[3], своего рода библиотеки ДНК, заложенной в любом человеке, от которой зависит, кто мы и какие мы: больные или здоровые, белые или черные, а, возможно, глупые или умные. Мир оказался не готов к далекоидущим социальным последствиям промышленной революции, вызванной первым детищем Уатта – паровой машиной. Готов ли он сейчас к биологической эволюции, начало которой было положено другим его изобретением – копировальной бумагой?

Ученые смогли увидеть дифракционную модель ДНК только потому, что отраженные от атомов рентгеновские лучи были зафиксированы на фотографии…

Date: 2015-07-25; view: 281; Нарушение авторских прав