Изобретения Дедала - Дэвид Джоунс

Майрон Л. Уолбаршт, профессор офтальмологии и биомедицинской техники, Медицинский центр университета Дьюка, Дарем, Сев. Каролина, США 23 июля 1980

Ваш друг Дедал рассматривал (с. 448, 26 июня 1980) использование сгруппированного света для возбуждения синих рецепторов глаза в результате двухфотонного поглощения и даже допускал возможность использования длинноволнового инфракрасного излучения для получения видимого света. Я прилагаю копию одной из своих опубликованных работ «Зрительная чувствительность глаза к инфракрасному излучению» (Journal of the Optical Society of America, 66, 1976, p. 339), в которой показано, что это действительно возможно. Надеюсь, что Дедал будет продолжать свои изыскания, но ему следует сознавать, что в наши дни наука движется вперед так быстро, что даже мечтатель может отстать от жизни.

(В дальнейшем сгруппированный свет будет пролит на вопрос о приоритете в статье «Еще раз об инфракрасном зрении».)

Обет безбрачия

Феромон — это химическое вещество, выделяемое одним организмом и стимулирующее специфическую ответную реакцию другого. Это своеобразный язык запахов, и такие общественные насекомые, как муравьи, всю жизнь живут по феромонной подсказке своих сородичей. У многих существ (насекомых, мышей, крыс) брачные ритуалы начинаются с выделения особого феромона, привлекающего особей противоположного пола. Здесь-то Дедал и усмотрел основу для реализации своего губительного замысла. Биологи фирмы КОШМАР разрабатывают новые приманки для крыс и мышей, содержащие вещества, которые подавляют синтез феромонов или изменяют их структуру, так что несчастные грызуны теряют запахи, привлекающие их друг к другу. Ничто более не будет пробуждать их брачные инстинкты, и они будут обречены на вымирание.

Химическая сторона дела здесь довольно проста. Согласно одной из теорий, запах вещества связан с определенными частотами молекулярных колебаний. А эти частоты зависят от масс атомов, составляющих молекулу. Поэтому замена некоторых атомов на другие изотопы того же элемента (химически идентичные, но обладающие иной атомной массой) приведет к сдвигу частоты молекулярных колебаний и соответственно к изменению запаха вещества. Сообщалось, что в одной из американских лабораторий ядерных исследований живет «тяжелый пес» — его поят тяжелой водой и кормят «тяжелой» пищей, так что весь обычный водород в его организме замещен тяжелым изотопом водорода — дейтерием. Дедал хотел бы поинтересоваться у американцев, привлекает ли запах этого пса нормальных собак. Если нет, то можно было бы выпустить «тяжелое» печенье и кормить им собак в период течки — это избавило бы их от преследования со стороны дворовых псов. Аналогично действовало бы изотопное средство против грызунов. Если же изотопное замещение не дает желаемых результатов, то придется разработать более сложный химический метод дезактивации феромонов.

Некоторые биологи фирмы КОШМАР полагают, что проще (и гуманнее) было бы добиться того, чтобы измененный запах оказался привлекательным для особей другого вида и тем самым стимулировал бы непродуктивное межвидовое скрещивание. Хорошо, что «химия отношений» у человека гораздо сложнее, чем, скажем, у грызунов, — иначе фирма КОШМАР со свойственной ей безудержной активностью взялась бы за разрешение проблемы перенаселения на земном шаре.

New Scientist, February 26, 1976

Хорошее изложение теории, объясняющей запах молекулярными колебаниями, можно найти в статье Р. Райта и Дж. Бранда (Nature, 239, 1972, р. 225–226). Авторы выделили феромон опасности у красных муравьев и методом ИК-спектроскопии измерили частоты его молекулярных колебаний. Затем они подобрали другие вещества, также вызывающие тревогу среди муравьев, и обнаружили, что наиболее эффективными оказались те из них, у которых частоты молекулярных колебаний приходились на те же области спектра, т.е. 330 см-1, 433 см-1, 484 ± 5 см-1; 1 см-1 = 30 ГГц.

К сожалению, замещение водорода дейтерием в этих органических молекулах, хотя и легко осуществимо, но, по всей видимости, мало скажется на столь низких частотах. Более надежный, но и более сложный в химическом отношении способ проверки нашей гипотезы состоял бы в замене обычного углерода С12 на С13 (что понизило бы частоту соответствующих молекулярных колебаний на 4%) или на С14 (что привело бы к понижению частоты на 8%, но сделало бы феромон весьма радиоактивным).

Неизотопный метод дезактивации феромонов. Вероятно, феромоны, стимулирующие брачные инстинкты, гораздо более специфичны, чем муравьиные феромоны тревоги, так что даже близкие им по химическому составу вещества не производят соответствующего эффекта. Если, например, две линии мышей эволюционируют в различные виды, то на каком-то этапе эволюции скрещивание между ними начинает давать нежизнеспособные особи. На этом этапе возникают мощные стимулы, которые приводят к выработке сильно различающихся брачных ритуалов, что предотвращает непродуктивное скрещивание. Если феромоны действительно играют важную роль в скрещивании, то следовало бы ожидать, что та или иная из эволюционирующих линий на этом этапе должна изменить свой феромонный «призывный код».

Чем более специфичен феромон данной линии, тем меньше он нуждается в изменении. Теперь у двух расходящихся линий будут различные, но очень близкие по составу феромоны, и каждый вид сохранит способность производить феромоны, свойственные другому виду. Поэтому есть надежда, что относительно слабое химическое вмешательство может привести к возобновлению производства прежних феромонов и тем самым стимулировать непродуктивное межвидовое скрещивание.

Гремит музыка боевая…

Со смешанным чувством Дедал вспоминает свою неудавшуюся попытку сорвать унылый вечер органной музыки, подбросив кусок сухого льда в воздушные мехи органа. Диверсия основывалась на том простом соображении, что более тяжелый, чем воздух, углекислый газ, попадая в органные трубы, изменял бы высоту их звучания на незначительную, но меняющуюся величину, так что звучание инструмента стало бы похожим на завывание испорченного пружинного граммофона. В дальнейшем, размышляя над своей неудавшейся эскападой, Дедал решил поставить этот принцип на службу Евтерпе (музе мелодии). Прежде всего он усмотрел здесь способ расширить диапазон человеческого голоса. Оперная дива, стоящая перед нотным пюпитром, в котором замаскирован миниатюрный газопровод, могла бы, вдыхая соответствующую газовую смесь, свободно переходить от глубочайших басов к фальцету. Дыхательные смеси на основе гелия и фреонов безвредны для человека, а их плотности изменяются в широком интервале. Однако из-за случайного сквозняка певица рискует пустить досадного «петуха», поэтому Дедал предпочел заняться конструированием музыкальных инструментов. Изобретенный им «пикнофон» внешне напоминает флейту, к которой от нескольких газовых баллонов протянуты шланги, оканчивающиеся тромбонными клапанами. Большое разнообразие используемых газов откроет для исполнителя широкий выбор тональностей и тембров звучания.

Еще более привлекательна идея соединить музыкальный инструмент с газовым хроматографом — прибором, разделяющим газы путем пропускания смеси сквозь трубку с сухим поглотителем. Пикнофон, подсоединенный к выходу газового хроматографа, будет проигрывать различные мелодии в зависимости от последовательности выходящих из хроматографа газов. Возможности этого замечательного аналога старинной музыкальной шкатулки зависят только от изобретательности химиков. Какая-нибудь фирма «Газовая гармония» могла бы выпускать баллончики с этикетками «Голубой Дунай», «Янки-дудл», «Родина, милая родина», что даст возможность прослушивать любимые мелодии на бытовых хроматопикнофонах.

New Scientist, April 18, 1968

Идея создания хроматопикнофона оказалась не такой новой, как я предполагал. Газовые хроматографы, регистрирующие изменение тона ультразвукового свистка, помещенного у выходного отверстия, были описаны еще в 60-х годах. Однако мои предложения по части музыкальных инструментов не остались без внимания. В 70-е годы по крайней мере на одном концерте был использован гелий для создания у солиста искусственного фальцета. В 1980 г. Д. Давенпорт и др. (Chemical Technology, Dec. 1980, р, 774) описали пикнофон и указали, в какой последовательности нужно пропускать газы для исполнения звуков стандартной музыкальной гаммы.

Оправившись от приступа смеха, вызванного сообщением американского диктора об «истэрическом» заявлении президента, Дедал почувствовал необходимость создания машины, которая переводила бы не с одного языка на другой, а играла бы роль переводчика между разными диалектами одного и того же языка. Даже эта сравнительно простая задача предполагает использование микрофонов, сложных электронных схем, осуществляющих разложение звуков на гармонические составляющие, требует применения линий задержки — в общем всего комплекса средств современной электроники. Дедал, однако, вспоминает, как странно звучит наш собственный голос в магнитофонной записи по сравнению с тем, как мы воспринимаем его «естественное» звучание. Дедал полагает, что различные варианты английского произношения отличаются друг от друга в основном тембром и длительностью отдельных звуков. Поэтому Дедал решил сконструировать чисто акустический преобразователь диалектов. Это устройство представляет собой комбинацию звуководов и резонансных полостей, в которых различные частотные составляющие исходного звука по-разному усиливаются, реверберируют или обрезаются. Для нелинейных преобразований применяются язычковые вибраторы, генерирующие дополнительные гармоники, и пневматические логические элементы и усилители, питающиеся от отдельного компрессора. Упорно экспериментируя, мы придем в конце концов к созданию весьма совершенного «лингафона». Помимо входного и выходного рупоров он будет иметь множество клапанов, резонаторов и коленчатых труб, с помощью которых его можно будет настраивать на требуемую пару диалектов.