v, которая определяется из уравнения Ee = 1/2v2. Пусть этот электрон проходит через кристаллическую решетку с периодом l. Чтобы электрон «вилял» с частотой v, он должен проходить v периодов решетки в секунду, т. е. двигаться со скоростью v=vl. Соответствующая разность потенциалов равна E = 1/2mv2/e = mv2t2/2e = kv2t2; при m = 9,11×10-31 кг и e = 1,60×10-19 Кл находим k = 2,8×10-12 кг/Кл.
Таким образом, чтобы получить желтый свет с частотой v = 500 ТГц, направляя электроны вдоль поверхности кристалла соли с периодом решетки l = 0,28 нм, необходима разность потенциалов Е = 2,8×10-12 × (500×1012)2 × (0,28×10-9)2 = 0,054 В. Но это слишком мало, чтобы обеспечить достаточно интенсивную эмиссию электронов из обычных катодов.
Цеолиты выглядят гораздо более привлекательно. Они прозрачны, и внутри цеолита электроны движутся в извилистом «объемном» лабиринте, а не вдоль поверхности.
«Период решетки» l здесь составляет около 2 нм, соответственно и значения разности потенциалов получаются более приемлемые. Красному свету (400 ТГц) соответствует E=1,8 В, желтому (500 ТГц) — 2,8 В, голубому (600 ТГц) — 4 В, фиолетовому (750 ТГц) — 6,3 В. Подняв напряжение до нескольких киловольт, можно выйти в область дальнего ультрафиолета, однако в ИК-области напряжения будут слишком малы, чтобы обеспечить достаточную эмиссию электронов. Поэтому цеолампу скорее можно считать удобным перестраиваемым источником излучения видимого и ультрафиолетового диапазона.
Это изобретение не блещет новизной, как мне казалось вначале. Позднее я обнаружил, что аналогичный принцип используется в генераторе длинноволнового ИК-излучения Смита — Парселла (
Двоичные биоритмы
Внутри каждого из нас «тикают» биологические часы, управляющие цикличностью нашего сна и бодрствования (см. [11], [12]). Этот суточный ритм обычно синхронизирован со сменой дня и ночи, но не абсолютно постоянен. Он может нарушаться, например, при перелете из одного часового пояса в другой. Во время полярной ночи или полярного дня продолжительность «суточного цикла» также может изменяться. У Дедала возникла мысль, что продолжительность биологических циклов определяется частотой пульса, как ход часов определяется частотой колебаний маятника, и теперь он пытается проверить свою идею. Самый простой способ деления — это деление на 2; 17 последовательных делений числа сердечных сокращений на 2 дают частоту, очень хорошо соответствующую суточному ритму. Дедал утверждает, что развитие и старение организма — естественные биологические периоды человеческой жизни — определяются через суточный ритм по точно такому же принципу. Так, 12 последовательных делений суточного ритма на 2 начиная от момента рождения, определяют наступление зрелости; разделив на 2 еще раз, мы получим срок наступления менопаузы у женщин, еще одно деление на 2 обычно оказывается роковым. Самое интересное заключается в том, что большинство делителей частоты может быть привязано не к основной частоте задающего генератора, а к ее первой гармонике — тогда выходная частота увеличивается вдвое. Наоборот, если привязать их к половинной частоте задающего генератора, то выходная частота уменьшится вдвое. Таким образом, хотя суточный биоритм решительно сопротивляется попыткам несколько ускорить или замедлить его, увеличить или уменьшить его вдвое будет совсем нетрудно [43].
В соответствии с этими выводами Дедал планирует произвести революцию в деле воспитания и обучения, используя возможность управления биологическим суточным циклом. Он проектирует школы и жилые дома, в которых с помощью искусственного освещения продолжительность дня и ночи можно либо вдвое сократить, либо вдвое увеличить. Биоритмы детей легко синхронизируются с продолжительностью таких искусственных суток. Растянутый ритм будет идеален для этапа овладения языком в возрасте трех — пяти лет, а также для «интеллектуального всплеска» в четырнадцать — пятнадцать лет, т. е. в те периоды, когда можно было бы достичь гораздо больших успехов, будь на то больше времени. Наоборот, ускоренный ритм позволит быстрее пережить «трудный возраст» и период капризов полуторагодовалых младенцев.
Полезным окажется применение этого принципа и в другие периоды жизни: таким образом можно сократить продолжительность «кризиса середины жизни» или продлить поздний подъем творческих способностей у людей пожилого возраста. Дедал, однако, подозревает, что прожить всю жизнь на половинной скорости и благодаря этому дожить до 140 лет или, запустив биологические часы вспять, вернуться в детство все-таки не удастся.
Действие большинства цифровых часов основано на двоичном делении частоты задающего генератора с помощью цепочки триггеров. Из нервных клеток нетрудно построить схему, аналогичную по своему действию триггерному делителю частоты. Если бы организму требовался точный датчик времени, то он мог бы воспользоваться этим принципом. Но делает ли он это? В животном мире рекорд точности отсчета времени принадлежит цикаде, которая проводит 16 лет под землей в виде личинки и только на 17-й год превращается во взрослое насекомое. Ясно, что здесь не обходится без цифровых часов. Сторонники теории биоритмов утверждают, что в момент рождения человека вступают в действие три различных биологических цикла, повторяющиеся с точной периодичностью до конца жизни: интеллектуальный цикл продолжительностью 33 дня, эмоциональный — 28 дней и физический — 20 дней. Точность такого порядка может обеспечиваться тоже только цифровыми часами.
Попробуем разобраться, что лежит в основе этих циклов. На роль эталонной частоты хорошо подходит частота альфа-ритма мозга, составляющая 10–11 Гц. Три последовательных деления на 2 дают нам 1,3 Гц, или 80 ударов в минуту, — «цифровое» значение пульса. Семнадцать последовательных делений этой частоты на 2 дают суточный ритм: 1,3/(217) = 10-5 Гц, или один цикл за 28 ч. Это неплохое приближение для естественного суточного ритма. Людям, которым приходилось многие недели проводить в пещерах, всегда казалось, что они находились там меньше дней, чем на самом деле. Из этого можно заключить, что «естественный» биологический цикл длиннее земных суток. В нормальных условиях биологический «задающий генератор» немного сбивается, приноравливаясь к смене дня и ночи. С точностью до одного дня мы можем получить частоту интеллектуального биоритма, разделив реальный суточный ритм на 25, а 20-дневный физический цикл — разделив естественный 28-часовой суточный ритм на 24. Двадцативосьмидневный эмоциональный ритм получается как половина суммы частот интеллектуального и физического ритмов: 1/2(33+20) = 26,5. Во всех этих расчетах, конечно, немало натяжек. Биологической «электронике» не нужна излишняя точность: она должна обладать гибкостью и способностью приспосабливаться к внешним условиям. Так что сторонники теории биоритмов явно переоценивают ее возможности.
