Category Archives: Mokslas ir technika

Straipsniai apie mokslą ir techniką

Negi išties?

Negi išties aplinkui tiek dibilų? Aš labai ilgai masčiau apie vieną komentarą, kurį gavau, kai parašiau apie bangas ir tai, kaip jos gali ar negali sąveikauti su vienu ar kitu kūnu ir kaip tai susiję su bangos ilgiu. Komentaras buvo toks (su mano paties pacitavimu):

„Radijo bangos ten sukuria elektros sroves, kurios jau ir kaitina maisto produktus“ – šitas tai jau visai užmušė. Fizikos išmanymas lygus nuliui.

Aš masčiau apie vieną dalyką – iš kur gali atsirasti žmonės, kurie net nežino, koks ryšys tarp elektros, elektromagnetinių laukų ir radijo bangų ir net nežino, kas yra varža. Ir netgi ne tai, kad nežino, bet apie tai užsiminusius žmones laiko durniais. Kažkodėl man atrodė, kad neįmanoma būti net negirdėjusiam apie tai – tuo juk pagrįsti visi radijo ir televizijos imtuvai, siųstuvai, mobilūs telefonai, galų gale – išvis praktiškai bet kuris buitinis elektros prietaisas. Šitai dėstoma mokyklose, krūvos uždavinių, etc.. Pasirodo, kad aš buvau neteisus. Daug kam tai atrodo ne tik neakivaizdu, yra net žmonių, kurių pasaulio suvokimui prieštarauja tokie elementarūs vadovėliniai dalykai.

Taip, aš suprantu, kad daliai žmonių saulė ir mėnulis sukasi aplink plokščią žemę, kuri plaukioja vandenyne. Aš suprantu, kad yra žmonių, kurie tiki kažkokiom geopatogeninėm zonom, psichotronais, vėžį keliančiais mobiliais telefonais, ateiviais iš kosmoso, popiežiaus gimimu iš nekalto prasidėjimo, gėrį atnešusia komunizmo pergale, etc..

Aš suprantu, kad tarp mano pažįstamų žmonių yra tokių, kurie kažką nuvokia tiktai labai miglotai, kažką atsimena iš mokyklinio kurso, bet pernelyg menkai, kad būtų užtikrinti savo žiniomis ir būtent todėl abejoja. Aš suprantu, kad daliai mano pažįstamų žmonių galva tiesiog užkišta kažkuo kitu. Aš suprantu daug visokių dalykų. Aš suprantu, kad yra žmonių, kurie nežino, kuo tūpiausias tranzistorius skiriasi nuo diodo arba netgi nėra girdėję apie tai, kokiu principu veikia transformatorius. Aš netgi suprantu, kad čia kartais ateina išvis kažkokių nerišlių dibilų su komentarais iš serijos „autorius dibilas, net neskaičiau“.

Bet aš negalvojau, kad tarp mano skaitytojų ir komentuotojų yra maginį suvokimą turinčių ufonautų, kuriems kelia pasipiktinimą elementarūs vadovėliniai dalykai. Ir kad tų ufonautų procentas gali būti toks juntamas, kad net perskaičius, aniems kiltų tokios mintys. Gal tai tik mano nusivylimas žmonėmis, bet rimtai pagalvojau, ar yra prasmės rašyti tokiems? Juk negali įkrėsti proto žmogui, kurio smegeninė primena prišiktą naktipuodį. Išties, rimtai nusivyliau.

Žalčialunkis

Kaime, kur vaikystėje leisdavau vasaras, netoliese gyvenusių žmonių mergaitė mirė, apsinuodijusi žalčialunkiu. Jai tebuvo kokie 5 ar 6 metai. Su savo vyresne, gal 12 metų sese nuėjo į mišką mėlyniaut, o šioji neapsižiūrėjo, kaip jaunesnioji ėmė ir nusiraškė uogų. Kai pamatė, buvo jau per vėlu. Vyresnė mergaitė su sesute nuskubėjo į namus, o jau čia mažoji ėmė vemti ir raitytis iš skausmo. Mirė po poros dienų, didesnę dalį laiko rėkė – tol kol nusilpo tiek, kad vos įstengė kvėpuot. Skausmai buvo tokie, kad ir nuskausminantys mažai tepadėjo.

Taip, tais senais laikais medicina buvo žymiai silpnesnė, tačiau ir dabar apsinuodijimas žalčialunkiu sunkiai pagydomas. Šis augalas – bene nuodingiausias iš visų, augančių Lietuvoje, jo žievėje, sultyse, uogose yra citotoksinų – medžiagų, tiesiogiai žudančių ląsteles. Pavalgius jo uogų, skrandis, burna ir visas žarnynas pavirsta į ištisines žaizdas, pažeidžiamos kepenys, inkstai – viskas. Vienintelis gydymas – palaikomasis ir antibiotikais, kad neįsimestų infekcija.

Šiandien komentaruose Jonas Kubilius nusistebėjo, kodėl aš esu prieš GMO, tačiau nematau problemų su visokiais elektromagnetiniais laukais ar radijo bangomis. O viskas juk elementaru, tereikia pagalvoti, bent truputį: radijo bangos dar nieko nėra nužudžiusios. Norint padaryti poveikį žmogui, reikia tokios galios spinduliavimo, kokį atsitiktinai sukurti – praktiškai neįmanoma, nes sąveika – minimali. Tuo tarpu augalai – sunkiai suvaldomi, o skirtingų rūšių tarpusavio sąveikos gamtoje – neabejotinos. Žalčialunkis, kaip ir nemažai kitų nuodingų augalų – auga savaime. Kai   kartą komentaruose man pareiškė, kad ir savaime gali atsirasti pavojingų rūšių, tada aš ir prisiminiau tą patį žalčialunkį. Ar tai, kad egzistuoja natūralios pavojingos rūšys, galėtų pateisinti dirbtinių pavojingų rūšių atsiradimą? Manau, kad ne.

Daugelis žino, kaip kelios svetimos, lyg ir nepavojingos gyvūnijos rūšys, užvežtos į Australiją, pakeitė tenykštes ekosistemas. Sąveikos dažnai neprognozuojamos – neturintys gamtinių priešų triušiai suėda retus augalus, lapės – išnaikina įvairius paukščius ir žvėrelius. Dažnas Lietuvos žvejas galėtų papasakoti apie tai, kas dedasi ten, kur užsiveisė grundulas (dar vadinamas rupūže arba rotanu) – ši svetima žuvis, apsigyvenusi kokiame ežere ar kūdroje, išnaikina viską, kas tik yra vandens telkinyje. Ekosistema žūsta ir nelieka nieko, išskyrus daugybe smulkių šlykščių grunduliukų.

Rapsai, atsparūs kenkėjams – irgi puikus pavyzdys: jų žiedadulkės nuodingos, nuo jų miršta bitės, o ką tai reiškia? Miršta bitės – vadinasi ir kiti augalus apdulkinantys vabzdžiai. Jei žūsta augalus apdulkinantys vabzdžiai, žūsta daugybė augalų rūšių. Žuvus šioms, žūsta dar kažkas, ir t.t.. Lyg ir nekaltas, žmogui nepavojingas augalėlis gali sukelti didelės ekosistemos pokytį. Dar įdomesnių pasekmių būtų, jei kažkuris iš genetiškai modifikuotų augalų imtų ir susikryžmintų su kažkuriuo gamtoje esančiu. Arba jei išvis imtų gyventi savaime, kaip laukinis. "Trifidų dienos" – išgalvotas, tačiau puikiausias košmariško scenarijaus pavyzdys.

Būtent dėl to aš ir žiūriu atsargiai į genetiškai modifikuotus organizmus. Tai visiškai kito lygio pavojai, tai būtent ta pilkoji zona, kurios pilnai prognozuoti negalime, tačiau realistinių scenarijų galim atrasti pakankamai baisių. Čia nėra žinoma sritis – tai yra kaip tik ta sritis, kur sąveikos yra neabejotinos, tačiau apie tų sąveikų pasekmes dažniausiai galime tiktai labai miglotai spėlioti.

Bangos, telefonai, vėžys ir fizika

Kai įbrendi į jūrą, gali pastebėti, kad bangos eina "kiaurai" kojas, taip lyg tų kojų net nebūtų. Vanduo pakyla, apsemia kojas, bet tai netrugdo bangai judėti. Visai kitaip būna, kai bangoms kelią užtveria daiktas, didesnis už pačią bangą – šios tada tiesiog dūžta, stumdydamos užtvarą ir atiduodamos jai savo energiją.

Kur link suku – visas tas briedas apie mobiliuosius telefonus ir jų sukeliamą vėžį kyla iš elementaraus nesupratimo: bangos, nesvarbu, ar tai radijo bangos, ar vandens bangos, ar dar kokios nors, negali būti sugertos objektų, kurie yra daug kartų trumpesni už jų ilgį. Jei negali būti sugertos – jos negali ir tiesiogiai paveikti to daikto, per kurį sklinda. Tiesiog nėra netgi principinės galimybės poveikiui – banga neatiduoda savo energijos, atitinkamai ir sąveikos nėra.

Mobilieji telefonai, dirbantys 1,8GHz dažniu, skleidžia maždaug 16,7cm ilgio bangas. Telefonai, dirbantys 900MHz dažniu, skleidžia maždaug 33,3cm ilgio bangas. Grubiai tariant, daiktas, kuris sugeria tokias bangas, turi būti bent jau ketvirtadalio bangos dydžio. Didelis, labai didelis, lyginant su organizmo ląstele. Ir jau išvis nesuvokiamai didelis, lyginant su kokia nors DNR molekule – būtent šių molekolių pažeidimai gali sukelti vėžį. Taigi, banga turi būti labai trumpa.

O kaip su mikrobangėmis krosnelėmis, kurios kepa mėsą? O mikrobangės krosnelės irgi nepaveikia ląstelių tiesiogiai. Radijo bangos ten sukuria elektros sroves, kurios jau ir kaitina maisto produktus. Kitaip tariant, žmogų galima iškepti spinduliavimu, tačiau tiesioginio poveikio DNR tai visvien nepadarys (DNR skils tik nuo bendro mėsos įkaitimo). Vėžį sukeliančių veiksnių atveju turėtų būti priešingai: ląstelė turi likti sveika, galinti daugintis, tačiau jos DNR turi būti pažeista.

Ar yra elektromagnetinių bangų, kurios gali paveikti ląstelės DNR, nepaveikdamos pačios ląstelės? Žinoma, kad taip. Tai rentgeno ir gama spinduliai. Tam tikrose ribose poveikį gali daryti aukštadažnis (kietas) ultravioletinis spinduliavimas. Apie šiuos spinduliavimus ir žinoma, kad jie gali sukelti vėžį. Aukštadažnis ultravioletas būna vasarą, vidurdienį, tiesa, jo intenesyvumas – labai jau silpnas, giliai po oda jis irgi negali prasiskverbti, tačiau kaip rizikos faktorius vėžiniams susirgimams – jis žinomas – sukelti gali melanomą (odos vėžį). Rentgeno ir gama spinduliai prasiskverbia žymiai giliau, jų poveikis rimtesnis, tačiau šio spinduliavimo šaltinių aplink mus tiesiog nėra (jei neskaitysim rentgeno aparatų poliklinimose ir ligoninėse).

Taigi, radijo bangos ir vėžys – niekaip nesisieja. O ką galima pasakyti bendrai apie radijo bangų šaltinius? Jų daug. Faktiškai kiekvienas aukštadažnis buitinis prietaisas (kompiuteris, mobilus telefonas, televizorius, radijo imtuvas, mp3 grotuvas ir t.t.) skleidžia radijo bangas. Vieni prietaisai silpnesnes, kiti – stipresnes. Pvz., televizoriaus skleidžiamas radijo bangas specialiai naudojami prietaisai gali pastebėti už daugelio kilometrų, tuo naudojasi britų tarnybos, ieškančios nelegalių televizorių (ten reikia mokėti valstybei mokesčius už televizorių, tačiau atsiranda, kas nori naudotis TV, o mokesčio bando išvengti). Beje, TV siųstuvų galia – šimtus ar net tūkstančius kartų didesnė, nei mobilių telefonų stočių.

Ko gero galingiausi radijo bangų šaltiniai – tai radarai. Gan didelę galią turi laivų radarai, leidžiantys stebėti aplinką už kelių dešimčių kilometrų. Kariniai radarai, skirti lėktuvams stebėti – dar galingesni. Ypatingai aukštą galią turi kariniai radarai, skirti priešo artilerijos taškų susekimui – jie sugeba pamatyti atskrendantį priešo sviedinį ir pagal jo trajektoriją nustatyti iš kokio taško yra šaudoma. Šie radarai turi tokią galią, kad už kelių dešimčių metrų nuo jų esantys medžiai per pusdienį radaro darbo ima gelsti ir mesti lapus. Bet net ir tokios galios radarai nesukelia vėžio, nors priešais pat anteną atsistojusį žmogų galėtų iškepti per kelias minutes.

Elektromagnetinės bangos – tai ir ta pati šviesa, ir šiluma, kurią skleidžia radiatoriai ar tiesiog valgomas maistas. Šios bangos – tai žymiai aukštesnio dažnio spinduliavimas, nei radijo bangos (prisiminkim, ką reiškia bangos ilgis). Ko gero, per kelias valandas gauname natūralaus spinduliavimo gerokai daugiau, nei iš visų žmonijos sukurtų prietaisų galim gauti per visą gyvenimą. Ar nuo maisto šilumos kuo nors susergame? Žinoma, kad taip, jei valgome verdančią sriubą 🙂

Kai mašina pakimba…

Kompiuterastų tarpe prieš kokius 10 metų buvo toks anekdotas:

Važiuoja keliese nauja mašina, pilna visokių navarotų – kompiuterizuota, super-duper, tobulybės viršūnė. Staiga sustoja – kažkas atsitiko. Vairuotojas bando užvesti. Neužsiveda. Bando dar – visvien neužsiveda. Kaip bebando, vis nesiseka. Keleiviai ima dalinti patarimus – patikrinti akumuliatorių, patikrinti, ar degalai nesibaigė, etc.. Niekas nepadeda – neužsiveda ir viskas. Galų gale vienas iš keleivių, kompiuterastas, pareiškia:
– Klausykit, o jei mes viską išjungsim, išlipsim, užrakinsim, o paskui atrakinsim ir vėl sulipsim, gal užsives?

Kompiuterastams sprendimas natūralus: tiesiog perkrauti OS.

Taigi, šiandien važiuojam su draugais vienoj mašinoj, iš Palangos. Mašina – technologinis šedevras, Toyota Prius, hibridas, viską valdo kompiuteris. Stabtelėjom užkąsti. Užkandom. Įlipam. Mašina neužsiveda. Ar taip, ar anaip, neužsiveda ir viskas. Lemputėm mirksi, bet nevažiuoja. Vairuotojas ir taip, ir anaip, ir raktelį įkiša, ir ištraukia, ir "Start" mygtuką spaudo, kažką perjunginėja, bando atrakint, užrakint – nei velnio. Po gerų 5 minučių bandymų kyla mintis: o gal visi išlipkim, užrakinkim, atrakinkim ir vėl įlipkim. Ir ką jūs manote? Mašina persikrovė, kompiuteris užsivedė, važiuojam toliau 🙂

Kiek pavyko išmastyti – priekinėse sėdynėse esantys davikliai nustato, kad mašinoje yra keleivių ir jei neišlipi, neišjungia kompiuterio, kad ir ką darytum. Tuo tarpu visiems išlipus ir jau tada užrakinus, kompiuteris išjungiamas, tad ir persikrauna. Pakibo, atrodo, todėl, kad sustojus, buvo pamirštos įjungtos lempos, bent jau tokią išvadą padarėm…

Žvaigždžių karai

Daugeliui kilo klausimas, kodėl JAV taip norėjo Lenkijoje ir keliose kitose šalyse dislokuoti tas savo priešraketinės gynybos sistemas. Daugiau buvo kalbama apie „Patriot“ raketas, kurios išties yra priešraketinė gynyba tik tiek, kiek jomis galima numušinėti sparnuotąsias raketas ar žemo greičio balistines, tokias, kaip rusiškos „Scud“. Daugelis nei nepastebėjo, kad net ir vėlesnė Lenkijai siūloma programa numatė ne tik „Patriot“, bet ir „SM-3“ sistemas, kurios yra orbitinės (šiuo metu žinoma, kad efektyvaus veikimo nuotolis – ne mažiau 500km, efektyvios aukščio lubos – ne mažiau 250km). Tų pačių SM-3 raketų sistemas numatoma statyti ir Rumunijoje.

2008 metais SM-3 raketa JAV numušė „superslaptą“ sugedusį savo palydovą, oficiali versija buvo absurdiška: esą palydove yra šioks toks kiekis labai nuodingo raketinio kuro, kuris gali užteršti palydovo kritimo vietą. Tai visiška nesąmonė: palydove buvęs hidrazinas (jei tiksliau – ko gero, asimetrinis dimetilhidrazinas) negali nieko užteršti, nes užsidega ir sudega taip greitai, kad jokių pėdsakų nelieka, degimo produktai nenuodingi – azotas, vanduo ir anglies dvideginis. Akivaizdu, kad JAV norėjo šias raketas išbandyti, kas puikiai pavyko: iš kreiserio paleista raketa numušė palydovą, skridusį 247km aukštyje, tiesioginio susidūrimo greitis viršijo 10 kilometrų per sekundę.

Viskas būtų gal ir neypatingai įdomu, jei ne tai, kad JAV tais pačiais metais sėkmingai pademonstravo efektingą kosminį naikintuvą, kurį galima iškelti gan panašios klasės raketomis ir galintį vienu metu sekti ir numušinėti iki 12 taikinių. Martin Marietta pademonstravo aparatą, galintį efektingai manevruoti ir savarankiškai taikytis maždaug 20 sekundžių, esant taikinio artėjimo greičiui, siekiančiam kelioliką km/s: maždaug tiek ir tereikia kosminiam naikintuvui, turinčiam naikinti tarpkontinentines raketas, nešančias daugelį galvučių.

Dabar įdomumai: tarpkontinentinės raketos nėra pirmojo smūgio ginklas. Laikas, per kurį tarpžemyninės raketos galvutė pasiekia taikinį – ganėtinai ilgas, praktikoje siekia bent pusę valandos ar daugiau. Tarpžemyninių raketų startas lengvai susekamas, o laiko po starto pilnai pakanka, kad suduoti atsakomąjį smūgį, anksčiau, nei tarpžemyninės galvutės pasieks taikinį. Pirmojo smūgio ginklas išties yra vidutinio nuotolio raketos, kurios bazuojasi daugiausiai povandeniniuose laivuose, esančiuose per 1-3 tūkstančius kilometrų nuo taikinio arba net arčiau. Tokios raketos taikinį pasiekia per 10 minučių nuo paleidimo ar net mažiau (nagrinėjami ir variantai, kai nuo raketos paleidimo iki taikinio galvutei tereikia skristi 2-3 minutes): per tokį laiko tarpą išankstinio atsakomojo smūgio suduoti gali ir nepavykti – nepavyks gauti leidimo iš aukščiausiosios vadovybės.

Kokią funkciją atlieka tarpžemyninės balistinės raketos? Jos būna pakankamai toli, kad jų pirmasis smūgis nepasiektų, įrengiamos itin apsaugotose šachtose, tad lieka sveikos po to, kai šalis pirmąjį smūgį jau gavo. Tarpžemyninių raketų tikslas vienas – suduoti keršto smūgį, kurio pakaktų tam, kad priešas būtų sunaikintas visiškai. Būtent tai ir yra ta „garantuoto susinaikinimo“ strategija, kuri tęsėsi nuo pat Chruščiovo laikų iki Gorbačiovo sudarytų branduolinio nusiginklavimo sutarčių: ir JAV, ir Rusija, būdamos užtikrintomis, kad keršto karo atveju išvengti neįmanoma, buvo užtikrintos ir tuo, kad karo pradėti negalima.

Taigi, ką leidžia padaryti šiuolaikinės priešraketinės raketos, tokios, kaip SM-3 ar tobulesni, didesniu nuotoliu veikiantys variantai? Svarbiausią dalyką: leidžia numušti dar tiktai kylančias tarpžemynines ar vidutinio nuotolio raketas. Ką gali padaryti tokie kosminiai naikintuvai, kaip tas, kuris matomas filmuke? Dar vieną esminį dalyką – numušti visas vienos tarpžemyninės raketos galvutes toje stadijoje, kai jos tik ką atsiskyrė nuo raketos (t.y., pirmų kelių tūkstančių kilometrų trajektorijos tarpe). Pastebėtina, kad krūva nepriklausomų antiraketų kovoje prieš tarpžemynines yra neefektyvios: visoms joms reikia kovoti prieš grupinius taikinius. Dar verta pastebėti, kad pirmieji SM-3 variantai buvo skirti tiktai laivynui: šios raketos bazuojasi įvairiausiose pasaulio vietose ir skirtos tiktai tam, kad numuštų link JAV skrendančias balistines raketas. Kartu su jomis išskleidžiama ir Aegis sistema, veikianti, kaip efektyvi sekimo gardelė (iš esmės galima ją būtų pavadinti „megafazine aktyvia antenine gardele“, nes ši veikia panašiai, kaip ir įprastos aktyvinės fazinės gardelės, tačiau išsidėsčiusi per visą pasaulį, o elementai gali veikti asinchroniškai ir nepriklausomai). Taip įdomiai apeinamos ir sutartys dėl priešraketinės gynybos.

Ką gali padaryti Rytų Europoje esanti SM-3 ir panašių naikintuvų kombinacija? Elementaru: pirmiausiai numušti vidutinio nuotolio raketas, o paskui – ir pradinėje skrydžio stadijoje esančias tarpžemynines. Bet tai nereiškia, kad JAV ar Europa taptų saugi tuo atveju, jei užpuls Rusija: pavyks numušti tik tam tikrą dalį vidutinio nuotolio raketų. Tačiau tuo atveju, jei karą pradėtų JAV, kartu paleisdama išankstiniam atsakomojo smūgio atrėmimui ir naikintuvus, Rusija negalėtų suduoti efektyvaus atsakomojo smūgio – jau po pirmojo smūgio būtų sunaikinta didesnė dalis vidutinio nuotolio raketų ir nemaža dalis tarpžemyninių. Kitaip tariant, „garantuoto susinaikinimo“ doktrina šiuo atveju patiria disbalansą.

Kodėl taip daroma? Manyčiau, kad priežastys kelios: viena vertus, prasmę po truputį prarandančios ankstesnės sutartys dėl įvairios raketinės ginkluotės apribojimų, antra vertus, jau Ronaldo Reigano išbandytas metodas, kai žvaigždių karais Rusija įtraukiama į ginklavimosi varžybas. Pastaruoju atveju Rusija tiesiog buvo priversta sparčiai didinti karines išlaidas, kai pinigų netgi vidaus rinkai sutvarkyti trūksta. Na, žinoma ir įvairūs nauji regioniniai JAV interesai – pradedant Persijos įlanka ir baigiant Rytų Europa, ganėtinai agresyvus Rusijos elgesys Ukrainoje bei Gruzijoje, o dar ir tam tikra po truputį stiprėjanti trintis su Indija, Brazilija ir Kinija – šalimis, kurios paskutiniu metu darosi ganėtinai pajėgiomis ir dėl to bando vykdyti savą politiką. Na, žinoma, dar ir Iranas prideda savo leptą, su tomis savo atominėmis bombomis ir neseniai sėkmingai išbandytomis vidutinio nuotolio raketomis.

Ar JAV turi realiai agresyvių planų Rusijos atžvilgiu? Abejoju: garantuoto sunaikinimo doktrinos pažeidimai sukuria stiprią destabilizaciją, tai reiškia, kad Rusijai šios doktrinos požiūriu darosi naudingiau pulti pirmai, nes didėja grėsmė, kad pirma užpuls JAV. O to vargu ar nori JAV. Ir juolab vargu ar to nori Europa. Tai tiesiog šantažo įrankis.

Kuo tai baigsis? Manau, tuo pačiu, kuo baigėsi ir Ronaldo Reigano žvaigždių karai – tuo, kad bus pasirašyta ir patvirtinta nauja sutartis dėl priešraketinės gynybos ribojimų (t.y., garantija, kad galimybė suduoti efektyvų atsakomąjį smūgį išliks) bei įvesti papildomi ribojimai vidutinio nuotolio raketoms (pastarosios, kaip žinia, per paskutinius porą dešimtmečių labai patobulėjo). Na, žinoma, ir kokie nors nauji planai dėl įtakos sferų…