Марк Медовник - Из чего это сделано? Удивительные материалы, из которых построена современная цивилизация
Со временем стекло стало еще более надежным. Лобовое стекло, в которое я врезался тогда в Испании, было безопасным стеклом последнего поколения, его называют многослойным. Хоть оно и разбилось вдребезги подобно каплям принца Руперта, ни одного осколка не выпало из него за все то время, что мы вместе с ним летели через капот машины и приземлялись на асфальт.
Это новейшее прочное стекло проложено слоем пластика – ламината, который склеивает осколки подобно клею. Пуленепробиваемое стекло, по сути, делается по той же технологии, но с несколькими слоями пластика внутри. Когда пуля разбивает внешний слой стекла, он поглощает часть энергии пули и затупляет ее кончик. Затем пуля проталкивает осколки сквозь слой пластика, вязкий словно патока, он распределяет воздействие удара на участок вокруг точки столкновения. Не успеет пуля пройти и эту преграду, как ее встречает очередной слой стекла, и процесс повторяется.
Чем больше слоев пластика и стекла, тем больше энергии может поглотить пуленепробиваемое стекло. Один слой ламината остановит пулю из пистолета девятого калибра, три слоя – пулю из «магнума» сорок четвертого калибра, а восемь слоев помешают автомату Калашникова убить вас. Конечно, от пуленепробиваемого лобового стекла мало проку, если через него нельзя ничего разглядеть, поэтому задача не столько в том, чтобы наращивать количество слоев, сколько в том, чтобы совместить коэффициенты преломления стекла и пластика (свет не должен слишком отклоняться по пути от слоя к слою).
Технически сложное производство многослойного небьющегося стекла весьма дорого, однако мы готовы платить высокую цену, чтобы пользоваться его преимуществами. Этот материал где только не встретишь: и в машинах, и на улицах современных городов, которые все больше и больше напоминают дворцы из стекла. Летом 2011 года во многих городах Британии прошли массовые волнения. В репортаже по телевизору мне бросилось в глаза, что, в отличие от беспорядков прежних лет, погромщикам не всегда удавалось разбить камнем витрину, потому что владельцы магазинов установили небьющееся стекло. Похоже, тенденция крепнет: стекло в витринах не только открывает товары для всеобщего обозрения, но и служит им защитой. Можно еще делать небьющиеся пивные кружки из многослойного стекла – надеюсь, что тогда со стеклянным оружием в барах и пабах будет покончено.
Современный город невозможно представить без стекла. С одной стороны, мы хотим, чтобы дома защищали нас от непогоды: в конце концов, для этого они и созданы. И все же при выборе нового жилья или места работы едва ли не первый вопрос, который мы задаем: а светло ли мне будет? В городах что ни день вырастает новое здание из стекла – ответ инженеров на наши противоречивые запросы: иметь защиту от ветра, холода и дождя, от насильников и воров и в то же время не сидеть в темноте. Многие проводят в четырех стенах большую часть жизни – светлой и приятной жизни благодаря стеклу. Стеклянные витрины означают, что мы ведем бизнес честно и открыто, – магазин без витрины едва ли вообще можно назвать магазином.
Стекло также помогает нам увидеть себя. Можно разглядывать свое отражение в сияющей металлической поверхности или в глади пруда, но в конечном счете большинство судит о себе по отражению в зеркале. Даже фотографии и видео делаются с помощью стеклянных линз.
Часто говорят, что на Земле почти не осталось неизученных мест. Обычно подразумевают наш, человеческий, мир. Но направьте увеличительное стекло на любую часть дома – вы обнаружите новый мир, который тоже можно исследовать. Посмотрите в мощный микроскоп – и откроется еще один мир, населенный фантастическими существами. Или же взгляните на небо через телескоп, и целая вселенная возможных миров предстанет перед вами. Муравьи строят города в муравьиных масштабах, микробы – в микромасштабах. Нет ничего особенного в «человеческом» масштабе, в наших городах и во всей нашей цивилизации, за исключением того, что у нас есть материал, позволяющий раздвинуть рамки и преодолеть собственный масштаб. Этот материал – стекло.
Однако мы его не очень-то любим и не торопимся петь ему дифирамбы, как пели дифирамбы деревянному полу или вокзалу с чугунными перекрытиями. Мы не гладим стеклопакет, восхищаясь тем, какой он на ощупь. Возможно, потому, что в чистом виде стекло – это ничем не примечательный, бесцветный и холодный материал. Люди не таковы. Они предпочитают иметь дело с цветным, затейливо обработанным, изысканным и даже кривым стеклом, при всей его непрактичности. Самое практичное стекло – то, из которого мы строим современные города: плоское, толстое и безупречно прозрачное, но оно же и наименее привлекательное и узнаваемое – и самое незаметное.
Несмотря на все свое огромное значение для истории и для частной жизни каждого из нас, стекло почему-то не заслужило нашей любви. Когда мы разбиваем оконное или ветровое стекло, мы пугаемся, досадуем, нам больно, как было со мной тогда в Испании, но мы не чувствуем, что разбили что-то действительно ценное. В подобных случаях мы беспокоимся о себе, а что касается стекла, то его легко заменить. Возможно, потому, что мы смотрим скорее сквозь него, чем на него, стекло не стало частью нашей системы ценностей. А то, из-за чего мы больше всего ценим стекло, преградило ему путь к нашему сердцу: оно инертно и невидимо не только в оптическом смысле, но и в культурном.
8. Постоянство
На первом уроке учитель рисования мистер Баррингтон рассказал нам, что все вокруг состоит из атомов. Абсолютно все. И если мы это поймем, то можем попробовать стать художниками. Класс затих. Мистер Баррингтон поинтересовался, есть ли у нас вопросы, но мы онемели от неожиданности, думая про себя, не ошиблись ли мы дверью. Учитель тем временем продолжил вводный урок. Взял карандаш и нарисовал идеальный круг на листе бумаги, приколотом к стене. Все оживились, по рядам пронесся вздох облегчения – значит, мы все-таки будем заниматься рисованием.
– Сейчас я перенес атомы карандашного грифеля на бумагу, – заметил учитель и произнес целую речь о замечательных свойствах графита как материала для художественного творчества. – Важно иметь в виду, – сказал он, – что, хотя алмаз считается высшей формой углерода, ему не дано выразить самую суть и, в отличие от графита, для настоящего искусства он не годится.
Остается лишь догадываться, что бы он подумал об инкрустированном бриллиантами черепе «За любовь Господа» стоимостью 50 миллионов фунтов стерлингов, произведении известного британского художника Дэмиена Херста.
Но, описывая отношения между двумя формами углерода, алмазом и графитом, как соперничество, он был совершенно прав. Борьба между темным, выразительным, практичным графитом и чистым, холодным, твердым, сверкающим алмазом идет с древнейших времен. Если говорить о культурной ценности, то алмаз давно победил, но все еще может измениться. Новое понимание структуры графита сделало из него сокровище.
Через тридцать лет после того, как я благодаря учителю рисования узнал, что такое графит, мы встретились с профессором Андреем Геймом, одним из крупнейших мировых специалистов по углероду, в его кабинете на третьем этаже на кафедре физики Манчестерского университета. Жаль, про него нельзя сказать, что он, подобно Баррингтону, выражал себя только с помощью графита. Когда он открыл ящик письменного стола, я увидел великое множество шариковых ручек и маркеров для белой лекторской доски. С сильным русским акцентом Андрей сказал:
– Идеального круга не существует, Марк.
Его слова привели меня в замешательство – понял ли он, о чем я только что рассказывал? Порывшись в ящике, он достал небольшой подарочный футляр из красной кожи и сказал:
– Взгляни на эту штуку, а я пока сварю кофе.
В футляре оказался диск из чистого золота размером с печенье, украшенный рельефным портретом какого-то мужчины. Взвесив тяжелый диск на ладони, я убедился, что он из металла. Металлический до безобразия. Ведь золото – это самый что ни на есть металл, всем металлам металл. Мужчиной, изображенным на медали, был Альфред Нобель; надпись гласила, что Андрей Гейм на пару с коллегой в 2010 году получил Нобелевскую премию в области физики за новаторскую работу о графене, двумерной версии графита, удивительном явлении в мире материалов. В ожидании Андрея и кофе я размышлял над его загадочным ответом. Возможно, он хотел сказать, что последние десять лет в своих исследованиях углерода ходил по кругу, но финиш все-таки не совпал со стартом.
Углерод – это легкий атом с шестью протонами и, как правило, шестью нейтронами в ядре. Иногда ядро содержит восемь нейтронов, но в такой форме, известной как углерод-14, атомное ядро нестабильно, и данный изотоп подвержен радиоактивному распаду. Поскольку скорость распада остается постоянной в течение долгого времени и эта форма углерода присутствует во многих материалах, измерение его относительного количества позволяет вычислить возраст материала. Метод, известный как радиоуглеродная датировка, осветил наше прошлое как никакой другой. С помощью этой формы углерода был определен настоящий возраст Стоунхенджа, Туринской плащаницы и свитков Мертвого моря.
