Похвала глупости
Карли Энн Йорк работает биологом, а в свободное время — добровольцем в зоопарке, и вот как-то другой доброволец спросил у неё, чем конкретно она занимается, а услышав ответ — физиологией осьминогов — спросил: "А зачем?" Т.е. он не мог понять, для чего переводить деньги налогоплательщиков на "такую глупую науку", под чем он разумел научные исследования, не имеющие своей целью какое-то практическое применение. Йорк пишет, что подобное мнение, по крайней мере у неё на родине в США, в наши дни не редкость не только среди обывателей, но и среди людей, принимающих решения по гос. финансированию научных проектов, в связи с чем денег на чистую или фундаментальную науку, как официально называется то, что её собеседник назвал глупой наукой, выделяется всё меньше и меньше. Эта ситуация вдохновила автора написать книгу о совершенно непрактичных научных исследованиях, которым-таки нашлось потом ценное практичное применение. Например, биологи уже десятилетия изучали яд ящерицы под названием аризонский ядозуб, когда одному гастроинтерологу пришло в голову, что на его основе можно сделать лекарства для диабетиков, которые оказались очень успешными. А благодаря исследованиям светящихся медуз были созданы светящиеся клетки, которые помогают найти раковые опухоли и увидеть тонкие нервы при операциях.
Йорк также рассказала, как научные работы о кораллах помогли медикам найти замену человеческим костям. Дело в том, что кости внутри имеют массу регулярно расположенных взаимосвязанных отверстий для кровяных сосудов и крепления тканей тела. Кораллы имеют аналогичную структуру, хорошо принимаются человеческим организмом и, будучи ограническим материалом, постепенно перерабатываются организмом, заменяясь на естественную кость. Правда, кораллы сделаны из карбоната кальция, который растворяется в человеческом теле, но их помещают в раствор фосфата и нагревают под большим давлением, в результате чего карбонат кальция превращается в фосфат кальция, из чего и состоят наши кости. В результате материалы из кораллов нашли широкое применение от искусственных зубов до травм позвоночника.
Даже тараканы внесли свою лепту. Кажется удивительным, что кто-то выбрал изучать этих животных из всего многообразия земной фауны, однако нашёлся инженер, раньше учившийся на биолога, который заинтересовался, как тараканы умудряются втискиваться в щели намного меньше своих размеров, да ещё и продолжать бежать так же резво, как и по полу, а также выдерживать вес в 900 раз превышающий их собственный. Когда он разгадал эти загадки, он смог создать робота с аналогичными способностями, которого можно использовать для поиска жертв землетрясений или для тех. обслуживания моторов самолётов без разборки оных.
Йорк также описала, как британский учёный Ланселот Хогбен изучал цветовые вариации гладких шпорцевых лягушек в Южной Африке и выяснил, что они контролируются гипофизом. В ходе своих исследований он вводил этим лягушкам экстракт гипофиза волов, и оказалось, что под воздействием этого вещества они начинали откладывать икринки. Он знал, что этот экстракт химически схож с гормоном, который вырабатывается в организме беременных женщин. Таким образом появился тест Хогбена на беременность. Честно говоря, в это сложно поверить, но Йорк уверяет, что в течение 20 лет в середине ХХ века медицинские лаборатории по всему миру держали десятки тысяч гладких шпорцевых лягушек. Им вводили подкожно мочу пациенток, и если женщина была беременна, в течение 12 часов лягушка откладывала икру. Эти тесты не вредили здоровью лягушек, и они доживали в лабораториях до 30 лет.
Несколько аналогично, в 2022 году американский учёный Питер Фонг ненароком опрокинул бутылочку антидепрессанта в аквариум с моллюсками, и они тут же начали нереститься. Спустя два года было найдено намного более дешёвое и гораздо более эффективное вещество, дающее аналогичный результат, что помогло не только пищевой промышленности, но и охране природы, п.ч. моллюски забирают углерод из окружающей среды для своих раковин и при питании отфильтровывают из воды азот, который попадает туда в огромных количествах из канализационных систем и с искусственно удобряемых полей. Одна устрица может отфильтровать 190 литров воды в день!
Эта книга называется "Лососёвые пушки и парящие лягушки". По-русски это звучит ещё лучше, п.ч. на английском это не рифмуется. Лососёвая пушка представляет из себя длинный шланг, в котором создаётся небольшая разница давлений, чтобы лососи могли взмывать внутри него над плотиной и достигать верховьев рек, где они нерестятся. Шланг орошается внутри, чтобы рыбы могли там дышать и проходить по нему без трения. Я полагаю, эту систему назвали пушкой, п.ч. лососи несутся внутри шланга со скоростью 35 км/ч.
А парящую лягушку впервые продемонстрировал миру физик Андре Гейм. По словам Йорк, в его лаборатории в Университете Радбода в Нидерландах сложилась традиция собираться по вечерам в пятницу и делать несерьёзные опыты. Например, однажды он довёл очень дорогой электромагнит до максимальной мощности и налил в его ядро воды — и капли воды поднялись в воздух и стали парить внутри машины. Тогда Гейм и его коллеги стали экспериментировать с различными мелкими предметами в лаборатории, а потом втихаря одолжили маленькую лягушку на биофаке, и она тоже стала левитировать внутри электромагнита, без ущерба для здоровья.
Диамагнетизм — свойство таких неферромагнитных материалов как графит и вода слабо отталкиваться магнитным полем, п.ч. их электроны слегка изменяют свои орбитали под его воздействием, создавая небольшие противодействующие ему постоянные токи — был открыт ещё Майклом Фарадеем в 1845 году, а лорд Кельвин теоретически предсказал возможность левитации таких материалов под влиянием внешнего магнитного поля. Экспериментально диамагнитная левитация была продемонстрирована в 1939 году Вернером Браунбеком, который успешно поднял в воздух застывшие капли графита и висмута. Гейм и его коллеги показали в 1997 году, что диамагнитные силы могут левитировать и большие и сложные органические системы типо лягушки. Йорк пишет, что лидер неназванной религиозной секты в Англии предложил Гейму миллион фунтов стерлингов за создание машины, которая могла бы левитировать его перед его конгрегацией, но физик ответил, что диамагнетизмом можно поднять в воздух только объекты, не превышающие 2см в диаметре.
Однако у диамагнитной левитации есть целый ряд практических применений. Хотя Гейм использовал для своего опыта электромагнит, который был у него в наличии, на практике берут обычный сильный магнит, что не требует вложения энергии. Таким образом можно обеспечить стабильную и лишённую трения подвеску небольших устройств и органических образцов при комнатной температуре. Но Гейм получил только Шнобелевскую премию за своё открытие — пародию на Нобелевскую премию.
Зато другой его эксперимент в пятницу вечером привёл к настоящей Нобелевской премии. Он открыл новый материал, названный графеном, отделив углеродные слои от графита скотчем. Графен представляет собой гексагональную кристаллическую решётку толщиной в один атом углерода. Этот материал обладает рекордно большой теплопроводностью и очень высокой механической жёсткостью. По словам Йорк, лист графена толщиной пластиковой плёнки может выдержать вес грузовика.
Она не упоминает об этом, но я узнала из Википедии, что Гейм родился в 1958 году в Сочи, и звали его Андреем Константиновичем. Он закончил Московский физико-технический институт, потом работал научным сотрудником в Институте физики твёрдого тела АН СССР и в Институте проблем технологии микроэлектроники АН СССР. В 1990 году он получил стипендию Английского королевского общества, уехал из Советского Союза и работал в дальнейшем в Великобритании и в Нидерландах.
Йорк также не упоминает, что свою Нобелевскую премию Гейм разделил с Константином Сергеевичем Новосёловым. Новосёлов родился в 1974 году в Нижнем Тагиле. Ещё школьником он успешно участвовал во всесоюзных олимпиадах по физике и математике, учился в Заочной физико-технической школе, а по её окончании поступил в Московский физико-технический институт. Потом он работал в Институте проблем технологии микроэлектроники РАН , а с 1999 года работал с Геймом в Нидерландах и в Великобритании.
В целом, это очень интересная книга, и я узнала из неё массу нового, далеко не всё из чего я упомянула в этом отзыве.
6 понравилось
