Изобретения Дедала - Дэвид Джоунс

New Scientist, April 9, 1981

Вибротрамвай

Большинство транспортных средств нуждаются в амортизирующих подвесках, обеспечивающих плавность движения. Исключение составляют аппараты на воздушной подушке (АВП), но за мягкость хода им приходится расплачиваться необходимостью непрерывно перекачивать огромный объем воздуха. Поэтому Дедал пытается сконструировать новый вид транспорта, занимающий промежуточное положение между колесным транспортом и АВП. Машина Дедала (прототипом которой послужил вибро транспортер) имеет вместо колес особые полозья, или «башмаки», установленные по всей длине аппарата и совершающие быстрые вертикальные колебания, так что транспортное средство перемещается вперед как бы быстрыми короткими прыжками. Если башмаки будут достаточно упругими (например, сделанными из той замечательной резины, которая используется для изготовления детских мячиков), то потери энергии окажутся небольшими и мощность, затрачиваемая на передвижение, будет невелика.

Скорости нового транспорта, который можно рассматривать как логическое развитие принципа детской «палки-скакалки», не будут ограничены разрывающими шины центробежными силами; поступательное движение его обеспечивается за счет горизонтального перемещения полозьев в момент их касания поверхности дороги. Аналогичный принцип можно применить и для изменения направления движения, хотя наиболее эффективным будет, видимо, рельсовый вариант. Для торможения достаточно просто выключить вибраторы. Нагрузка на поверхность дороги не превысит обычную. Если выбрать частоту вибраций порядка нескольких сотен герц, то при каждом прыжке транспорт сможет преодолевать расстояние всего в несколько сантиметров; вначале Дедал рассчитывал, что такая частота вибраций окажется незаметной для пассажиров. Затем, однако, он сообразил, что из-за постоянной вибрации пассажиры не смогут удерживаться на сиденьях или стоять на полу — им придется беспомощно скользить, как на льду. Поэтому кузов вибровагона придется устанавливать на специальных амортизаторах, гасящих вибрации.

New Scientist, November 10, 1966

Допустим, что в опытном образце нашего транспортного средства вибрации будут осуществляться с частотой 50 Гц — обычной частотой промышленного переменного тока. (Быть может, эта частота несколько маловата, но зато она позволит нам использовать для испытаний какой-нибудь списанный трамвай). Тогда при каждом прыжке движения вверх и вниз займут по 0,01 с. За 0,01 с падающий предмет проходит путь h = 1/2gt2 = 1/2 × 10 × 0,012 = 5 × 10-4 м = 0,5 мм.

Это означает, что амплитуда колебаний вибраторов может быть совсем небольшой. Однако при такой амплитуде башмаки не смогут преодолевать неровности пути, превышающие 0,5 мм, поэтому для подобного транспорта больше всего подходит рельсовая колея. При каждом толчке вибраторы должны сообщать транспортному средству вертикальную скорость, равную

Если наш аппарат имеет массу 1 т (103 кг) и совершает 50 прыжков в секунду, то расход мощности составит Р = 0,5mv2f = 0,5 × 103 × 0,12 × 50 = 250 Вт. Это небольшая мощность, особенно если учесть, что значительная часть энергии будет экономиться благодаря упругой подвеске. Очевидно, что затраты энергии на удержание такого транспортного средства во «взвешенном» состоянии ничтожны по сравнению с затратами на его поступательное движение, причем их можно еще снизить, увеличив частоту вибраций.

Скорость. Для движения со скоростью 47 км/ч (13 м/с) при 50 прыжках в секунду за каждый прыжок необходимо покрывать расстояние в 13/50 = 0,26 м = 26 см. Считая, что вибраторы находятся в контакте с поверхностью в течение 10% продолжительности прыжка, находим, что горизонтальное перемещение вибратора должно составлять 2,6 см. Быть может, следует применить два типа вибраторов: вибраторы с малой амплитудой будут удерживать аппарат во «взвешенном» состоянии, а вибраторы с большой амплитудой — приводить его в движение. Можно также применить вибраторы одного типа, предусмотрев возможность изменения их угла наклона.

Млеко забвения

Дедал размышляет над тем удивительным фактом, что память человека хранит все события его жизни. Гипнотизер может вызвать воспоминания о давно забытых детских переживаниях. Это значит, что мозг, подобно отъявленному бюрократу, собирает в своем «архиве» абсолютно все — просто на всякий случай. Проводя аналогию с ЭВМ, можно заключить, что незанятый объем памяти постоянно уменьшается. С возрастом информация начинает откладываться там, где должна производиться ее обработка, поэтому сила воображения и способность мыслить постепенно ослабевают. Когда же память заполняется до предела, считает Дедал, человек умирает. Старики, которые помнят события далекого прошлого, но забывают, что было вчера, явно пытаются отдалить свой конец, отказываясь запоминать новую информацию.

Дедал вспоминает, что основу механизма памяти, как и всех прочих функций человеческого мозга, составляют так называемые синапсы — области контактов нейронов друг с другом и с клетками исполнительных органов. Сигнал, передаваемый от клетки к клетке, имеет химическую природу. По команде нейрона соответствующее нервное окончание выделяет особое химическое вещество-передатчик, которое вызывает генерацию нервного импульса в другой клетке. Новые нервные импульсы, распространяясь по нервным волокнам, вызывают в свою очередь возбуждение все новых нервных клеток. Механизм действия транквилизаторов обычно состоит в том, что молекулы этих веществ блокируют действие веществ-передатчиков; некоторые такие лекарства оказывают нежелательное побочное действие на память. Предлагаемое Дедалом средство против старческого маразма — «млеко забвения» — содержит молекулы, которые по своему действию напоминают молекулы транквилизаторов, но обладают гораздо более высокой активностью и не просто временно блокируют специфические рецепторные участки, а полностью выводят из строя рецепторы, чувствительные к определенному веществу-передатчику. Это вызывает полное стирание отдельных участков памяти, и блокированный синапс может действовать снова, используя новое вещество-передатчик. (В мозге имеется много различных веществ-передатчиков, и каждый синапс, по-видимому, может использовать любое из них.) Жизненно важная информация многократно дублируется и в различных видах хранится в разных отделах мозга. Поэтому «млеко забвения» не уничтожит основных знаний, приобретенных человеком, хотя и будет производить сразу после приема ошеломляющее действие. Забудется только всевозможная чепуха, бесполезно загружающая нашу память. Так что человек до самого последнего мгновения своей жнзни будет, как говорится, оставаться в здравом уме и полной памяти.

New Scientist, May 10, 1979

Предположим, что мозг, как большинство ЭВМ, запоминает как программы, так и информацию в одном и том же виде и в одном и том же блоке. В таком случае чем больший объем занимает информация, тем меньше места остается для программирования и обработки. Очевидно, что рано или поздно наступает момент, когда мозг перестает справляться с накопленной информацией.

а. Избыток новых впечатлений в старческом возрасте может быть губительным. Старики нередко умирают, когда в их жизни происходит крутой перелом: смерть супруга, выход на пенсию, помещение в дом престарелых и т. п. Быть может, забывчивость и старческое слабоумие играют в таких случаях роль защитных факторов.

б. Согласно одной любопытной гипотезе, во сне происходит кодирование и упорядочение полученной за день информации таким образом, чтобы она занимала возможно меньший объем памяти. Люди, лишенные сна, становятся раздражительными и рассеянными — нельзя ли здесь провести аналогию со старческим маразмом? Интересно, что скажут по этому поводу психологи.

в. Весь лечебный эффект терапии электрошоком (ТЭШ) может заключаться в том, что эта процедура приводит к потере памяти. Удар электрического тока «отбивает» целые участки памяти и освобождает место для обработки информации. Известно, что важная информация продублирована в различных участках мозга (достаточно вспомнить опыты, в которых крысы, обученные ориентироваться в лабиринте, не теряли этой способности, когда у них удаляли тот или иной отдельный участок мозга). А всякий вздор, вроде меню прошлогодних завтраков, хранится, по-видимому, в каком-то одном месте. Поэтому электрошок освобождает память в основном от ненужных мелочей, хотя иногда он приводит к поражению одновременно всех участков мозга, содержащих какую-то важную информацию; в таком случае у пациента наблюдаются провалы в памяти.