Знание и жизнь

Открытия и изобретения, рекорды и курьезы, факты и фактики

Как человек слышит

Медведь на ухо наступил – говорят о людях, лишенных музыкального слуха. При этом, очевидно, имеется в виду, что люди эти несчастны, так как не могут толком ни петь, ни на инструментах играть, ни даже танцевать. С одной стороны, да, они чувствуют себя не такими, как большинство, но с другой... Открытие испанских ученых не распространяется, конечно, на всех людей без музыкального слуха, они лишь установили, что антипатия у некоторых людей к музыке заложена с момента рождения. Они ее просто не переносят, и воспитание здесь не при чем! По-научному это именуется музыкальной ангедонией.

Эксперимент проводился на 400 испытуемых, и среди них оказались люди, которые не испытывали удовольствия от прослушивания какой бы то ни было музыки.

Оказалось, что все дело в дофамине, точнее, в его отсутствии. Дофамин – это гормон удовольствия, который участвует в так называемой «системе вознаграждения» мозга. Он вызывает чувство удовольствия. Дофамин вырабатывается организмом в ситуациях, соответствующих позитивным ощущениям (секс, вкусная еда, но также и наркотики). Обычно он вырабатывается и при прослушивании музыки, то есть способствует удовольствию. Но у отдельных людей усиленная выработка дофамина с музыкой не связана, поэтому они остаются к музыке равнодушными, для них это-разновидность шума, не более чем.

Одна из задач исследования заключается в том, чтобы понять, как на психобиологическом уровне влияют на людей различные сочетания звуков и нот.

И как человек нюхает

Чем больше ученые изучают особенности человека, тем больше неожиданностей они обнаруживают. Считается, например, что собаки замечательно чувствуют запахи, что с успехом используется человеком, не имеющим столь чувствительное обоняние. Это так, но на что способен человек? Так вот, согласно новейшим данным американских ученых, человек способен чувствовать триллион (миллион миллионов) различных запахов. Человек со стороны никогда бы и не предположил, что столько запахов вообще существует, а специалисты до последнего времени считали, что человеческие возможности ограничены всего десятью тысячами запахов (оценка 1920-х годов), теперь в этот вопрос внесена корректива во много порядков.

Тут существует параллель со зрением. Если три сопряженных зрительных рецептора способны различать до 10-ти миллионов цветовых оттенков, то сколько же оттенков запаха способны различать 400 рецепторов в человеческом носу?

Любопытно, как же было определено число в триллион: во-первых, как выделить однозначно идентифицируемый запах, если их всего триллион; во-вторых, сколько времени займет такой эксперимент – вероятно, годы, а может быть, сотни лет.

Оказалось, что задача разрешима отчасти потому, что каждый запах вызывается целой комбинацией молекул запаха, например, в случаe запаха розы – это 128 составляющих.

Помогла статистика. Всего в эксперименте участвовало 26 испытуемых, использовались 128 сильных ароматических веществ с отчетливым запахом, которые смешивались в разных пропорциях. Каждый испытуемый должен был провести всего 264 сравнения ароматов, а дальше уже работала математика.

Кстати, наш слух тоже неслаб: человеческое ухо различает 340 тысяч различных звуков.

Супералмаз

создан в Китае и по своим характеристикам превосходит обычный. Алмаз считается самым твердым веществом на свете, ему присвоена твердость 10 по так называемой шкале Мооса. Все остальные вещества имеют меньшую твердость, поэтому им измеряют твердость других материалов, например, вдавливая в них алмазную пирамидку. Но алмаз – это одна из модификаций углерода, в жизни мы сталкиваемся обычно с другими модификациями в виде сажи, графита, угля... Разница между ними – в химической структуре. И свойства поэтому совершенно разные: графит, например, имеет твердость по шкале Мооса, равную единице (для сравнения: гипс – 2, кварц – 7, корунд – 9). Но огромный минус алмаза – его низкая жаростойкость: при температуре от 700 градусов Цельсия он переходит в более стабильную форму – графит. На воздухе же просто сгорает. А ведь при использовании алмазного инструмента при обработке на высоких скоростях других твердых материалов, таких как керамика и сплавы, развиваются именно такие критические для алмаза температуры. В обработке материалов применяют как естественные, так и синтетические алмазы, но и те, и другие имеют недостаточную термостойкость.

Китайские инженеры создали искусственный алмаз, имеющий строение луковицы. Микронные слои графита формируют эту самую «луковицу» («Onion Carbon»), которую подвергают нагреву в 2000 градусов под давлением 200 тысяч атмосфер. Графит превращается в этих условиях в алмаз, но не просто микрокристаллический, а с определенной двухслойной структурой, называемой «Nanotwin – нанодвойники». Полученный таким путем алмаз оказался более устойчивым при разрушении, по сравнению с обычным, более того, значительно более термостойким (980 градусов против 780 на воздухе).

Еще одна маленькая техническая революция. Характерно, что всё больше их совершается в Китаe.

Награды найдут героев,

В данном случае – героев науки. Об этом позаботятся россиянин Юрий Мильнер, один из создателей и владельцев Mail.Ru Group, и американец Марк Цукерберг, основатель Facebook. Ранее они уже утвердили совместно с другими миллиардерами премию по теоретической физике Fundamental Physics Prize размером в 3 миллиона долларов (три Нобелевки!), а также и столь же внушительную премию по биомедицине. Теперь очередь за математиками. Это тем более справедливо, что Альфред Нобель, говорят, по сугубо личным мотивам исключил математику из премий своего имени.

Теперь этот пробел с лихвой восполняется в виде Breakthrough Prize in Mathematics (премии за прорыв в математике). Учрежденная в прошлом году премия присуждена пяти выдающимся математикам, внесшим выдающийся вклад в свою науку.

Вот они: Максим Концевич (Maxim Kontsevich) за комплексный вклад в целый ряд областей математики (родился в 1964 году в Химках под Москвой), работает во Франции, Саймон Дональдсон (Simon Donaldson, 1957, Англия), Джейкоб Лурье (Jacob Lurie, 1977, США), Теренс Тао (Terence Tao, 1975, Австралия), Ричард Тейлор (Richard Taylor, 1962, Англия). Наверное, наиболее известен среди них Максим Концевич, который является не только выдающимся математиком, но и столь же значительным физиком. Именно он был удостоен, наряду с несколькими физиками, в 2012 году премии Мильнера по физике и, по данным издания журнала «Форбс», был в 2011 году включен в символический рейтинг «50 русских, завоевавших мир» (по соседству с нобелевскими лауреатами физиками Новоселовым и Геймом и затворником-математиком Перельманом).

Женщина, защитившая от пуль миллионы

Увы, она умерла, не от пули, а от болезни, что естественно в 90 лет. Ее звали Стефани Кволек (Stephanie Kwolek), она была американкой польского происхождения, химиком компании DuPont. В 1965 году Кволек изобрела кевлар, синтетический волоконный материал исключительной прочности, применяемый в средствах индивидуальной бронезащиты (жилеты, шлемы...).

Сегодня практически все военнослужащие, участвующие в боевых действиях, все правоохранители в обязательном порядке защищены личной броней, как правило, из кевлара. Есть и другие защитные материалы, например, сплавы титана или керамика, но кевлар (из него даже нижнее белье делают) уверенно держит первенство.

Прочность кевларовых волокон в несколько раз превышает прочность стали, а плотность во много раз меньше, поэтому из кевлара (а это торговая марка фирмы DuPont) делают как специальные ткани, так  и волоконные каркасы, пропитываемые другими органическими материалами (композиты). Материал применяется не только в целях бронезащиты, но и как конструкционный в авиа- и судостроении.

Многие слышали о скандалах вокруг бронежилетов, которыми оказалась недоукомплектована украинская армия. Кто-то успел нажиться на поставке некачественных бронежилетов, кто-то поплатился за это жизнью. Это выгодный бизнес, особенно учитывая, что Верховная Рада освободила от пошлин и налогов ввоз средств индивидуальной бронезащиты в Украину. Кстати, всевозможные кевларовые одеяния есть в свободной продаже, цена на них зависит от «покроя», класса защиты (в Германии их пять), фирмы-производителя и составляет от нескольких десятков до многих сотен евро.

Можно быть уверенным: пока стреляют в людей, кевлар из моды не выйдет.

Подготовил С.Мучник (Дортмунд)