б. Метиламин (M = 31, m = 0,031 и Н = 7500 м). На вершине горы Кения при -18°C метиламин конденсируется при давлении 0,6 атм, а у подножия горы, т. е. на 5000 м ниже, давление в трубе составит р = 0,6 ехр(5000/7500) = 1,2 атм; при этом давлении метиламин кипит при температуре -5°C. Далее, поскольку давление воздуха на вершине горы равно 0,54 атм, а у подножия — 1 атм, давление внутри трубы на всем ее протяжении будет близко к наружному; поэтому трубопровод получится достаточно изящным и легким. По-видимому, метиламин вполне подходит для нашей цели.

Традиционные методы расчета инженерных сооружений — сначала вычисляются максимальные нагрузки, которые будет испытывать конструкция, а затем вводится дополнительный запас прочности — оказываются слишком трудоемкими и дорогостоящими. Дедал пытается найти способ устранить любой элемент случайности и избежать опасности, таящейся в скрытых дефектах конструкции путем измерения реальных нагрузок и соответствующей подгонки сооружения. В этой связи Дедал вспоминает о загадочных повадках термитов. Эти прожорливые точильщики не грызут дерево с поверхности, а проделывают внутри сеть сложнейших лабиринтов, так что оставшаяся оболочка рассыпается в прах при малейшем прикосновении. Дедал приходит к заключению, что эти хитроумные существа должны каким-то образом чувствовать внутренние напряжения в дереве, которое они грызут, и знают, когда дальнейшее разрушение может привести к катастрофическому обвалу [38] . Известно, что термиты способны переваривать дерево благодаря особой микрофлоре в их желудке (Tricho-nympha). Дедал предлагает заменить эту микрофлору другими микроорганизмами. Как известно, в последнее время появилось множество микроорганизмов, которые питаются новыми материалами, созданными человеком. Обнаружены микробы, поедающие пластмассы; грибки, живущие на стекле или алюминии, и т. п. — их-то и следует, считает Дедал, поселить в желудках термитов. Тогда, подвергнув фюзеляж самолета или какую-либо другую важную конструкцию действию максимальных предполагаемых нагрузок, следует напустить туда термитов. Термиты выберут весь излишек металла, оставив после себя губчатую структуру, обеспечивающую заданную прочность при минимальном весе. Благодаря своей способности чувствовать внутренние напряжения в материале термиты смогут «учесть» все конструктивные и производственные дефекты конструкции. Единственная сложность будет, по-видимому, состоять в том, чтобы не дать насекомым разбежаться после того, как они выполнят свою задачу, ибо трудно даже представить себе, какие разрушения они способны произвести, вырвавшись на волю. Но при действии тепла микрофлора в желудке термитов уничтожается раньше, чем они сами, и насекомые погибают от несварения желудка. Дедал надеется вывести нетеплостойкие виды микробов, разрушающих металл, тогда термитов можно будет обезвредить тепловой обработкой.

New Scientist, July 14, 1966

Дедал не перестает поражаться тонкости инстинктов насекомых. Жук-трубковерт делает на листе точнейший криволинейный разрез, паук плетет великолепное кружево паутины, термиты строят свои архитектурные шедевры, — все это примеры проявления слепого инстинкта. Это побудило Дедала задуматься над вопиющим несоответствием, наблюдаемым в современной технике: в то время как в области микроэлектроники достигнут колоссальный прогресс, механические конструкции по-прежнему остаются довольно неуклюжими. Дедал надеется, что подобное положение дел удастся исправить, обратившись за помощью к насекомым. Он вспоминает, что пауки, подвергнутые действию радиации, нередко начинают плести очень странные паутины. Должно быть, облучение изменяет программу, заложенную в их инстинктах; поэтому Дедал облучает яйца муравьев, пауков, ос и т. п. и наблюдает за инстинктами рождающихся мутантов. Большинство из них, разумеется, нежизнеспособны, однако некоторые могут оказаться полезными с практической точки зрения. (В будущем методы генной инженерии, вероятно, позволят целенаправленно программировать инстинкты.) Прежде всего Дедал стремится развить у несекомых способность соединять электрические проводники — тогда муравьев можно будет использовать для монтажа интегральных микросхем; сейчас этим заняты тысячи людей, вооруженных микроскопами и микроманипуляторами. Более трудоемкую работу будут выполнять целые бригады насекомых. Строительные инстинкты насекомых по существу очень просты: они описываются алгоритмами, содержащими не более 4–5 отдельных команд. Было бы очень интересно исследовать алгоритмы, позволяющие насекомым осуществлять монтажно-сборочные операции.

Изготовление сложного прибора, например телефонного аппарата, не удастся описать одним простым алгоритмом. Каждую деталь или отдельный узел придется поручить специализированным бригадам насекомых, наделенных соответствующими инстинктами; другие бригады будут собирать эти узлы в единое целое. Однако по нашим нынешним меркам полученная таким образом продукция будет выглядеть весьма странно. Во-первых, никакие две конструкции не будут одинаковыми, они не будут иметь ни строгих геометрических линий, ни точных размеров. В них удивительным образом будут сочетаться изысканность и уродство форм и очертаний. И тем не менее сам принцип их изготовления гарантирует высокую надежность. Если же возникнет какая-то неполадка, то прибор достаточно будет вернуть на соответствующий участок конвейера, где трудолюбивые насекомые сами ее исправят.

New Scientist, February 26, 1981

С разрешения редакции New Scientist.

Долгая история архитектурных поисков и нерационального городского планирования наводит Дедала на мысль, что дома следует делать подвижными, чтобы в случае перепланировки не нужно было разрушать старые здания. Для перемещения домов удобнее всего было бы использовать принцип воздушной подушки, но, поскольку давление, оказываемое зданиями на опорную поверхность, составляет 0,02–2 атм, воздушная подушка вряд ли обеспечит требуемую подъемную силу. К тому же передвижение зданий сопровождалось бы невообразимым шумом. Поэтому Дедал намеревается использовать вместо воздуха воду, плотность которой в 1000 раз выше. Платформа на водяной подушке могла бы создавать значительную подъемную силу при относительно небольшом расходе воды. К сожалению, при этом вода затопит всю улицу, если только каким-то образом не отводить поток. Дедал предлагает окружить платформу водоотсасывающим кольцом, собирающим воду и возвращающим ее в систему. Дедал проектирует здания, оснащенные цистернами, насосами и всем необходимым для того, чтобы в считанные минуты превратить их в самоходные сооружения. Такой системой можно оснастить и многие существующие здания, возведенные на неглубоких или «плавающих» фундаментах.

Громко хлюпая, эти урбанистические суперводомерки будут скользить с места на место, подчиняясь прихотям архитектурной моды: высотный дом уступит место многорядному виадуку, а у подножия гигантов будут копошиться коттеджи и павильончики. Заводы будут ездить по стране в поисках квалифицированных рабочих или правительственных субсидий; пустеющие многоэтажные офисы приползут в центр Лондона, где спрос на них огромен, а старые конторы со своим персоналом покинут насиженные места, уступая требованиям комиссии по перепланировке. Трущобы гетто и загородные виллы будут располагаться обособленно или вперемежку, сообразуясь с текущей правительственной политикой (если же их просто оставить в покое, то со временем они естественным путем придут к равновесию). Проектировщики городов смогут не только учиться на своих ошибках, но и исправлять их. Только составители городских карт и работники коммунального хозяйства, наверное, проклянут новую Утопию.

New Scientist, February 3, 1972.

Рассмотрим платформу радиусом r, под которой в радиальных направлениях прокачивается жидкость через зазор размером x. Общая площадь щели А=2rx, так что секундный массовый расход жидкости равен m' = ar = 2rxvg.

Давление p, создаваемое в жидкости перед щелью, должно равняться потоку импульса через единицу площади щели, т. е. p = 2rxv2/2rx = v2.