Коллектив авторов - 100 великих научных открытий

В 1950-х британские ученые измерили толщину озонового слоя над Антарктидой и ужаснулись: защитный экран в одном месте заметно прохудился. Исследователи наперебой стали предлагать версии, объясняющие такую неприятность: атомные взрывы, космические аппараты, самолеты, автомобили, промышленные выбросы и прочее, и прочее… Но только в середине 1970-х весь мир согласился с тем, что истончение озонового покрывала — это глобальное бедствие, которое может погубить все человечество.

Начались активные поиски того, что может разрушать слой озона, и уже в 1974 г. калифорнийские химики Франк Роланд и Марио Молина объявили виновными во всем два химических соединения, содержащих фтор, хлор, бром и углерод. Эти вещества использовались в холодильниках и кондиционерах для отвода тепла, а также в косметике для образования пены, растворения лаков и распыления, например дезодорантах. Почти одновременно с американцами исследования провел физик из Нидерландов Пауль Крутцен: по его мнению, озон уничтожался закисью азота — веществом, которое еще называют веселящим газом за способность опьянять. Этот газ применялся не только в косметологии в качестве распылителя, но и в пищевой промышленности (для эффекта взбитых сливок), в автомобилестроении (для улучшения работы двигателей), в анестезиологии. Кроме того, были получены доказательства, что на содержание в атмосфере озона очень влияют выбросы во время добычи нефти, газа и угля.

Далее выяснилось, что за последние полвека на Землю стало проникать больше ультрафиолета, чем раньше, и тут забили тревогу медики и биологи. Повышение дозы этого излучения может быть губительно как для сухопутных растений и водорослей, так и для людей, поскольку способно снижать иммунитет и повреждать структуру ДНК.

В 1985 г. исследователи из британского Антарктического управления — Джонатан Шанклин, Брайан Гардинер и Джо Фарман — провели еще одно измерение озонового щита над Южным полюсом и выяснили, что за 10 лет он стал тоньше чуть ли не вдвое, а диаметр «истертой» области превысил тысячу километров. Наблюдения проводились осенью, когда в Антарктиде наступает весна и Солнце поднимается над горизонтом, инициируя химические взаимодействия между озоном и соединениями, попавшими в воздух с поверхности Земли. Ученые установили, что дыра возникает ежегодно в одно и то же время из-за усиления солнечной активности, а к середине года слой восстанавливается, однако повышение концентрации химических выбросов в атмосфере влечет большее истощение слоя.

Вот тут-то и началась паника. Поползли слухи о том, что животные Южной Америки и Австралии теряют зрение, а люди чаще болеют, — ультрафиолет быстро заработал славу «небесного СПИДа». В том же 1985 г. в Вене была принята конвенция, предусматривавшая защиту озонового экрана, а два года спустя был подписан Монреальский протокол, который обязал всех производителей, использующих вредные вещества, прекратить их выпуск.

Разумеется, поначалу все, чей бизнес был связан с хладагентами, запротестовали: мол, не нужно делать из мухи слона и зря пугать народ. Кроме того, защитники прав производителей высказали опасения по поводу отказа от фтор-, хлор-, бром- и углеродсодержащих фреонов: по их словам, это могло бы уничтожить целую отрасль производства и оставить без работы множество людей. Однако в конце концов производители сдались и заменили небезопасные хладагенты на более мирные соединения углерода с водородом. Никто не пострадал, а экология только выиграла.

Между тем русский геофизик Андрей Капица из научно-исследовательского института при МГУ установил, что озоновый слой над Южным полюсом испокон веков переживает регулярные колебания толщины, поскольку из земной коры по трещинам постоянно выходят разные газы вроде метана и «портят воздух» над нашей планетой. Так что причина бедствия вполне природная (а возможно, и бедствия никакого нет).

А недавно порадовали исследователи из Массачусетса: по их данным, с начала нового тысячелетия дыра уменьшается и, судя по всему, постепенно станет такой, какой была до разрушительного влияния человека. Но она никуда не денется, и ученые не в силах объяснить и предсказать все химические процессы, которые проходят на высоте от 20 до 50 км, поэтому по большому счету поведение озоновой дыры так и останется загадкой. Впрочем, отказ человечества от вредных химических веществ в любом случае пошел ему, этому человечеству, на пользу.

Принято считать, что ноль (он же нуль — такое название этой цифре дали авторы научных трактатов) был придуман в Индии. На самом же деле его корни уходят вглубь веков, к шумерскойцивилизации. Шумеры — народ, который жил в Южной Месопотамии, на Ближнем Востоке, между реками Тигр и Евфрат, — разработали первую в истории систему знаков (в основном из комбинаций клинышков), которая предусматривала математические операции. Шумеры торговали с другими народами деревом и полезными ископаемыми, так что считать им, так или иначе, приходилось. Как они разбирались в этих своих клиньях? Смысл каждого знака определялся его местом среди остальных символов, а пустое место обозначалось двумя уголками, сложенными вместе. Возможно, из этого ромба впоследствии и родился круглый ноль.

Около II тысячелетия до н. э. шумеры и их соседи-аккадцы объединились в новый этнос — вавилонян. Стиль записи и принцип счета у них остался прежним (числа изображались в виде клинышков на глиняных плитках), но постепенно он совершенствовался. Для формирования чисел вавилоняне использовали всего два значка: вертикальную вилку и направленный острием вбок клинышек. Из разнообразных комбинаций этих значков можно было составить 60 чисел, а что-либо пустое обозначалось двумя уголками или тремя вилками. Кстати, вавилонские математики придумали и первую таблицу умножения.

Примерно в то же время египтяне начали активно пользоваться разными математическими операциями, чтобы, например, определить вес товара, размер поля или объем бочки, посчитать количество зерна, наметить даты важных сельскохозяйственных мероприятий, природных явлений (вроде разлива Нила) и праздников. Для этого им хватило девяти основных цифр, которые они записывали соответствующим количеством вертикальных палочек, а для десятков, сотен, тысяч и т. д. существовали отдельные значки. Нуля у египтян не было, но, поскольку для «живого» счета они часто применяли камни, отсутствие чего-либо символизировали вмятины в песке. Подобная система позже прижилась и у китайцев, и у римлян, только последние значительно усложнили обозначения цифр: к вертикальным палочкам у них добавились разные буквы латинского алфавита, и записывать числа без математических расчетов стало невозможно.