Необыкновенная жизнь обыкновенной капли

Глава III

КАПЛЯ ИСТИНЫ

Размножение капель

Для измерений в газовом потоке оказался удобным ме­тод сажевых отпечатков. Хотя он являлся выборочным, это уже не пугало. Метод парафинового рассева всегда мог указать нужную величину выборки. Эксперимента­торы дружно ухватились за методику, не дожидаясь полного ее обоснования (это шло параллельно). Точное число, а с ним успех исследований вошли в мир капель. Там, где пока пасовала теория, опыт принес первые ре­зультаты, наводя порядок в хаосе жидких частиц. 

Измерение множества однородных, но разновеликих объектов имеет свои особенности. После опыления кап­лями в потоке специальный стержень или пластинка, покрытая улавливающим сажевым слоем, ставились под микроскоп. Размеры отпечатков определялись в поле зрения на шкале окулярмикрометра с точностью до де­ления шкалы. Оставалось лишь отразить в таблицах и графиках распределение капель по весам и размерам, чтобы получить их спектр. 

Впоследствии, обобщив результаты анализа экспери­ментально полученных спектров, удалось найти способ построения спектра форсунок без кропотливых подсче­тов капель для различных размеров форсунки и пара­метров процесса распыливания: давления подачи, ско­рости воздуха, физических констант жидкости и газа. Конструктор получал спектр раньше, чем он «рождался в железе», и мог заглянуть в будущее двигателя, имея перед собой не реальную форсунку камеры сгорания, а всего лишь ее чертеж. 

Но все это возникло значительно позже. А пока мы занимались кропотливой сортировкой капель по их раз­мерам, тратя на это бесчисленное количество часов и сил. 

Наши тогдашние мечтания об автоматизации нудно­го счета капель (мы даже схватились за примитивный счетчик эритроцитов при анализе крови) реализовали современная оптика и электроника, придя на помощь утомленным глазам экспериментатора. Сейчас создано (у нас и за границей) сложное и совершенное устрой­ство — комбинация микроскопа, фотоэлемента и мини­атюрной ЭВМ. Проба частиц, отпечатков или вообще любых микрообъектов отображается на экране с нуж­ным увеличением. Наблюдатель находит интересную ему область и включает счет. Сканирующий луч мол­ниеносно обегает указанную зону, измеряя и подсчиты­вая по 10000 объектов за несколько минут. Результат — готовая таблица спектра. Хитрый прибор может изме­рять и некруглые объекты, давая средний размер по их площади или между наименьшим и наибольшим радиу­сами (например, для овалов). Открылась новая эра в исследовании полидисперсных систем. Устройство тако­го типа («Квант») применили биологи и гистологи для изучения живых клеток, его «обучили» ловить и фото­графировать «интимный» процесс—момент таинства природы, когда начинает делиться одна какая-то клетка среди множества обычных, неделящихся. Такой прибор обещает также прогресс и в технологии металлических порошков (порошковая металлургия), цементов (строи­тельное дело) и других сыпучих тел. 

Но все-таки первые измерения и исследования по распыливанию были проведены в «мансардах» старых, сравнительно примитивных лабораторий. Тогда наш ме­тод улавливания на сажу нуждался в более строгом обосновании: отпечаток — еще не капля, она деформи­руется при ударе, и диаметр отпечатка отличается, есте­ственно, от диаметра капли. Чтобы выяснить это, у нас решили построить специальную опытную установку. Ра­бота мне представлялась скучной и хотелось ее скорее завершить. Я никак не мог предположить, куда она меня неожиданно заведет. 

Пуск установки задерживался. Заготовив серию ртутных капель, измеренных под микроскопом, я за­ брался на антресоли, под потолок самого высокого на­шего цеха, и стал оттуда прицельно сбрасывать капли на сажевый экран — «сковородку», лежащую на полу. О вредности ртути я имел тогда весьма туманное пред­ставление. Кто-то проявил вполне разумную осмотри­тельность, прибежали пожарные и представитель охра­ны труда. Возник скандал, пожарник размахивал баг­ром, угрожая стащить меня вниз. 

Вскоре подоспела установка, и опыты были про­должены: капли ртути сбрасывались в поток воздуха у среза сопла и улавливались на экраны, потом сравнива­лись диаметры капли и отпечатка. Монотонная, поряд­ком надоевшая работа подходила к концу (опыты по­вторялись многократно для надежной статистики), как вдруг обнаружилась странная аномалия. При большой скорости воздушного потока на экране появился пар­ный отпечаток. Может, техник по ошибке положил в чашечку для сбрасывания две слипшиеся капли вместо одной или взял случайно уже использованный экран? Я тщательно все проверил и повторил опыт — все тот же результат. Не двоится же у нас обоих в глазах! 

Упругая капля могла отскочить от экрана (раньше наблюдалось такое явление) и дать рядом повторный отпечаток. Я рассмотрел их внимательно под микроско­пом — два одинаковых следа. Не похоже на отскок, это не лунки-вмятины, а обычные пробоины. Теперь, когда исключались все возможные сомнения, оставалось одно, самое естественное объяснение. Оно, честно говоря, воз­никло сразу, но я не спешил им воспользоваться. С каким нетерпением дожидался я следующего дня! 

Волнующие моменты, когда спешишь на работу как на праздник, ждешь не дождешься результатов опыта, проявляемой фотографии, обмеряемой осциллограммы,  лент ЭВМ. Бывало, ожидаешь результатов расчета, как приговора. Техник Раиса садится за расчеты, и через час то, что казалось творческим озарением, превратится в смешную ошибку, а случайное замечание — в новую идею. Но как не часто попадается крупинка золота в песочных часах нашей жизни! 

Любопытный психологический феномен — я сталки­вался с ним неоднократно. Напряженно ждешь резуль­тата вычислений, ожидаемая цифра громко обсуждает­ся здесь же в комнате с сотрудниками. И вот ты в вос­торге: Раиса Ивановна, твой техник, ас арифмометра и логарифмической линейки, выдает ту самую цифру. 

— Молодец, Раиса! 

Но дело принципиальное, и ты садишься вместе с аспирантом за проверку, чтобы работать в четыре руки. 

— Раиса, никогда не ошибающаяся, «железная» Раиса, что ты наделала, злодейка! 

Наш дважды повторенный расчет дает совсем дру­гую цифру. Надо же было Раисе ошибиться так хитро! Непостижимо: ошибка по заказу! (Теперь я никогда не говорю технику наперед предполагаемый результат). Психолог, вероятно, объяснит такое явление скрытой ра­ботой подсознания, сознанию это просто не под силу. Расчетчик обычно не размышляет над результатом, он ему безразличен. Да и не так просто в ходе неокончен­ного расчета «подтасовать» итог. Из психологии извест­но — наши ошибки и обмолвки совсем не случайны. Однажды мы все ожидали премии за окончание сроч­ных работ, и машинистка в научном отчете напечатала: «Экспериментальные точки хорошо ложатся на пре­мию», вместо «на прямую» — неплохо сострила. 

И вот следующий долгожданный день наступил. Сначала я повторил один к одному прежний экспери­мент. Эффект раздвоения капли за ночь не изменил своей природы. Потом я слегка уменьшил скорость воз­душного потока — отпечаток снова стал одиночным. Так я нащупал границу: чуть уменьшишь скорость — один отпечаток, увеличишь — два. «Прочь, сомнения и трево­ги!» Я случайно наткнулся на новое явление — дробле­ние капли в потоке воздуха при определенной критиче­ской скорости. 

Я круто изменил направление исследований. К чер­ту нудные работы с поправочным коэффициентом от­печатка! (Благо, они почти закончены.) Распад капли в потоке гораздо принципиальней и интересней. Теперь нужны убедительные подтверждения. Ведь мы все-таки не видели своими глазами, как она дробится. Доказа­тельства требуются четкие и наглядные, тогда можно избежать неприятных разговоров с начальством о новой , внеплановой теме — победителей не судят. Я начал с химии: в лаборатории реактивов изготовили стопку фильтровальной бумаги со специальной пропиткой. В жидкость — теперь мы перешли на воду — была до­бавлена специальная примесь красителя, практически не менявшая физических констант воды. Капля, попав­шая на экран, моментально впитывалась — отскакива­ние исключалось. На бумаге возникало «глазастое» яр­кое пятно, оно хорошо было видно невооруженным гла­