Журнал «Вокруг Света» №12 за 1971 год
Шрифт:
Три года назад журнал «Ю. С. Ньюс энд уорлд рипорт» сообщил, что американские ученые по заказу Пентагона создали специальный «электронный нос», способный опознавать запах человеческого тела. Установленный на вертолете такой «нос», как утверждают его изобретатели, позволяет на значительном расстоянии обнаруживать скопления людей.
В Иллинойском технологическом институте (США) по контракту с Федеральным агентством авиации разработан «электронный нос» для того, чтобы обезопасить пассажиров от возможных взрывов подкладываемых гангстерами в самолеты бомб. Прибор обнаруживает запахи взрывчатки, даже если концентрация ее паров не превышает одного атома на миллиард. Для обнаружения бомбы достаточно четырех минут, то есть времени, пока самолет рулит с герметически закрытыми дверьми и люками от аэропорта к старту.
В последнее время в американской печати на все лады расхваливается так называемая «электронная ищейка». Она создана по заказу полиции США, поскольку традиционные
Грабители и убийцы не оставляют ныне на месте преступления своих вещей — носового платка или перчаток, не оставляют они и отпечатков пальцев, «работая», как правило, в перчатках. Но след все же остается. Этот след — запах. Учеными уже давно доказано, что каждому человеку свойствен свой собственный запах. Этот индивидуальный запах, очевидно, предопределен генетически и схож в этом смысле с дактилоскопическими узорами. «Обонятельный комплекс для обнаружения преступников», которым недавно обзавелась полиция США, представляет собой высокосовершенный анализатор запахов, который, если верить рекламным данным, в тысячу раз чувствительней собачьего носа. «Электронная ищейка», если ее включить в комнате, где, скажем, было совершено убийство, безошибочно определяет, кто находился там в течение последних суток, кроме жертвы преступления. Это устройство, так сказать, активная часть обонятельного комплекса. Другая его часть — «картотека запахов преступников» (вроде картотеки отпечатков пальцев). Устройство и принцип работы «электронной ищейки» полиция держит в секрете. Известно, однако, что «картотека запахов грабителей и убийц» (а возможно, и граждан с «неподходящими взглядами») стремительно пополняется: теперь запахи фиксируются с той же тщательностью, что и отпечатки пальцев.
Разрабатываются, конечно, и иные системы, так сказать, мирного применения. Вот, например, система, следящая за чистотой воздуха. Она состоит из 31 электрической «ноздри», которые размещаются вблизи крупных промышленных предприятий и контролируют содержание сернистого ангидрида в воздухе. Как только его содержание превысит норму, компьютер, к которому подключена установка, дает сигнал, и на электронной карте точно указывается местонахождение завода, виновного в загрязнении воздуха.
Одна иностранная фирма, сдающая напрокат автомобили, приняла меры к тому, чтобы предупредить пьяное лихачество на принадлежащих ей машинах. Она снабдила свои автомобили устройствами, которые не позволяют людям, находящимся в нетрезвом состоянии, завести двигатель. Чувствительный элемент — «нос» прибора — реагирует на наличие в кабине винных паров. Человек, выдыхающий такие пары, не может включить зажигание, сколько бы он ни вертел ключом. «Нос» настолько чувствителен, что делает свое дело даже при сквозняке в кабине и при наличии «помех» от парфюмерии. По понятным причинам ни на какие запахи, кроме спиртного, устройство не реагирует.
По запаху можно диагностировать многие болезни: шизофрению, дифтерит, рак, диабет и некоторые другие. Но такая диагностика возможна, да и то не всегда, лишь когда болезнь вступила в позднюю стадию — на большее человеческий нос не способен. Иное дело «электронный нос». Работы по его созданию для целей раннего диагноза ведутся, и тут успех будет иметь колоссальное значение.
Самое субъективное чувство
Все перечисленное может привести к мысли, что и в моделировании органов обоняния мы наконец-то превзошли то, чем нас снабдила, природа. К сожалению, это далеко не так, за исключением тех немногих случаев, о которых шла речь. Чаще картина выглядит иначе. Мы можем, например, искусственно анализировать запах земляники. Но такой прибор имеет спираль из стеклянной трубки длиной 120 метров! Анализ занимает около часа, после чего требуется разборка, промывка и перезарядка аппарата.
Что же мешает ученым, бионикам, изобретателям, инженерам выйти на «уровень биологических стандартов»? То хотя бы, что мы до сих пор не можем толком понять, как работает наш собственный нос и что это вообще за штука — запах?
Да, мы этого не знаем. Мы давно поняли сущность зрения и сущность слуха, но что касается обоняния, тут у нас имеются лишь гипотезы. Никто толком не может объяснить, почему одни вещества обладают сильнейшим запахом, а другие не пахнут вовсе, почему одни запахи приятны, а другие омерзительны. У нас нет даже меры, которой можно было бы измерять силу запаха так, как мы измеряем силу звука или освещенность. Один ученый привел такой пример: «Однажды мне захотелось узнать, как пахнет вещество, называемое фенилацетиленом. Я взял «Органическую химию» Рихтера и на странице 446 прочел, что это «...жидкость со слабым запахом». Потом заглянул в «Органическую химию» Вертсена и на странице 414 обнаружил, что это «...жидкость с приятным запахом». А на странице 157 «Руководства по органической химии» Дайсона было указано, что фенилацетилен — это «бесцветная жидкость с неприятным запахом,
напоминающим запах лука». Воистину обоняние — самое субъективное из чувств...Все наши предположения о природе запахов и обоняния сводятся к трем гипотезам. Согласно первой — химической — молекулы вещества каким-то образом непосредственно воздействуют на нервные окончания органов обоняния. По второй гипотезе — физической или колебательной — молекулы пахучих веществ при. столкновении с атомами кислорода и азота воздуха излучают в инфракрасной области спектра, что и фиксируется нервными клетками. Третья, стереохимическая, гипотеза предполагает, что молекулы пахучих веществ взаимодействуют с нервными клетками органов обоняния по принципу «ключа» и «замка», то есть ощущение запаха вызывается формой и размером молекул, причем сами молекулы входят в соответствующие «лунки» нервных окончаний, как ключ в замок. Каждая из этих бегло и упрощенно изложенных гипотез кое-что объясняет и подкрепляется кое-какими экспериментальными данными, но ни одна из них не объясняет всего. Поэтому можно лишь восхищаться, как, не зная, в сущности, что такое запах и как действуют органы обоняния, ученые и инженеры пытаются усилить мощь человеческого носа.
Дороги, которые сливаются
Усилия сосредоточены на трех направлениях (совпадение с числом гипотез чисто случайное). Один путь — о нем уже шла речь — это создание различных технических схем, иногда подражающих природе, чаще нет. Второй путь — это создание «полуживых» систем. Примером такой системы может служить муха, к нервным узлам которой подведены электроды, соединенные с усилителем и анализатором. Почуяв ядовитый газ, муха генерирует характерные импульсы, которые немедленно улавливаются анализатором. Иногда вместо мухи-датчика применяются тараканы. Бионики полагают, что подобные приборы «на мухах, тараканах и других козявках» можно широко использовать во входных устройствах вычислительных машин и газовых хроматографах.
Третье направление — это прямое использование животных, выражаясь языком техники, «для выполнения функций газоанализаторов и запахолокаторов в различных областях производства и научных исследований».
Идея, что и говорить, не новая — достаточно вспомнить собак, которые уже тысячелетия отлично выполняют «функцию запахолокаторов». Но широкая ее реализация — это дело именно сегодняшнего дня. Причина проста: с одной стороны, нам все более нужны «запахолокаторы», а с другой стороны, мы гораздо больше, чем прежде, знаем сейчас о способностях и возможностях «всевозможных носов». Из всего многообразия животного мира человек до недавнего времени использовал нюх всего трех-четырех видов. К примеру, нам было невдомек, что такие экзотические птицы, как попугаи, могут в определенных условиях «работать» газоанализаторами. Оказывается, эти птицы лучше любого прибора ощущают присутствие даже ничтожных количеств синильной кислоты. Они показали себя настолько совершенными детекторами этого страшного яда, что венгерская фармацевтическая фабрика «Кобания» закупила десять какаду и «зачислила их в штат» сотрудников предприятия.
Как выяснилось, далеко не полностью используется и нюх наших старых друзей — собак. Не все знают, какую неоценимую пользу принесли в годы Великой Отечественной войны собаки-миноискатели. Идя следом за собакой по проверенному ею пути, сапер уже не рисковал подорваться. Обыскиваемая полоса стала шире в 10—15 раз, скорость поиска увеличилась более чем в двадцать раз. Батальоны собак-миноискателей позволили быстро разминировать сотни советских и зарубежных городов: Киев, Одессу, Новгород, Белгород, Витебск, Полоцк, Варшаву, Прагу, Будапешт, Вену, Берлин и многие, многие другие.
Не могу не привести выдержку из воспоминаний подполковника А. Мазовера: «...Освобожденный Полоцк еще горел, в отдельных районах еще слышались выстрелы, когда на одной из площадей, у здания школы, приспособленной немцами под лазарет, остановилось отделение минеров с собаками. В спешно эвакуированном лазарете царил страшный беспорядок: сдвинуты и перевернуты кровати, скомканное белье, еще хранившее форму лежавших людей, разбитые шкафы с рассыпанными и разлитыми лекарствами, окровавленные бинты путались под ногами. А в это же время в скверике около дома сидели и лежали, ожидая помещения в госпиталь, другие раненые — освободители города. Ждать было некогда. Командование торопило проверить помещение: нет ли там мин? Вожатые расставлены по палатам, каждому дано задание; хотя было очень сомнительно, что в этом хаосе стойких лекарственных запахов собаки сумеют учуять мины, к обыску все же приступили. Серая овчарка Дина остановилась и села около растрепанной, сдвинутой в сторону койки.
«Пустите собаку с другой стороны», — сказал офицер; очень уж невероятно было, что Дина нашла мину. Пущенная с другой стороны, Дина уверенно выбрала эту же койку. Помещение быстро освободили, длинным шнуром из окна дернули койку. Послышался лязг железа, удар одной койки о другую, но взрыва не последовало. Наступившее молчание прервал вожатый: «Не может быть, чтобы Дина ошиблась, разрешите осмотреть койку». В набивке грязного, примятого матраца лежала противопехотная мина, ожидавшая свою жертву».