друг с другом или друг на друге и такой материал был бы мало на что пригоден. К счастью для химической промышленности, полиэтиленовая цепочка не прямолинейна. Каждое последующее звено несколько смещено в сторону по отношению к предыдущему, так что нитевидная молекула образует самый настоящий китайский штык. С этим запутанным узлом у молекулы ПЭ еще одно общее свойство: некоторые ее участки представляют собой совершенно спутанный узел, а на отдельных отрезках существует определенный порядок и симметрия. Атомы здесь почти близки к образованию кристаллической решетки. Химикам удается обнаружить такие участки с помощью рентгеновских лучей. Их называют кристаллоподобными или квазикристаллическими, так как атомы в них почти образуют кристалл.
Именно то, что нитевидные молекулы полиэтилена спутаны в китайский штык, и определяет особые свойства этого материала. Под действием нагрузки молекулярные клубки вытягиваются до тех пор, пока цепочки взаимно не зажмут друг друга - совсем так, как это происходило с нашей бельевой веревкой. На каком-то этапе растяжение прекратится. Но после снятия напряжения растянутый моток спружинит и снова примет первоначальное положение. А вот если действие сравнительно небольшой нагрузки будет длительным, у спутанных клубков окажется достаточно времени, чтобы распутаться. Кусок полиэтилена будет становиться все длиннее и длиннее - он потечет. На заре применения пластмасс из них делали болты и гайки. Но, туго затянув пластмассовый болт, через несколько дней обнаруживали, что соединение ослабело - болт саморазвинчивался, так как материал тек под нагрузкой. Операцию можно было повторять сколь угодно часто с неизменным результатом. Так что, как видите, мало создать новые материалы - необходимо еще точно установить, где и для чего их можно использовать.
СКАТАННЫЙ КОВЕР В «АНТИМИРЕ»
Глядя на скатанный ковер или шерстяное одеяло либо просто на туго свернутый в трубку лист бумаги, вы видите на торцевых концах рулонов спираль. Нам ведь уже известно, что спираль лишена всякой симметртш. Она ничем не лучше того запутанного узла, который образует полиэтиленовая молекула. Однако вспомните: у зеркального отражения спирали витки направлены в противоположную оригиналу сторону. Это вселяет в нас надежду все же разглядеть в скатанном ковре кое-что интересное.
Давайте договоримся считать спиралью щель между слоями свернутого ковра, так как витки такой спирали всегда будут находиться на одинаковом расстоянии друг от друга, равном толщине ковра.
Теперь немного расслабьте скатанный ковер, чтобы рулон стал менее тугим. А еще лучше взять изношенную часовую пружину. Теперь мы увидим спираль совершенно иного рода. Промежутки между витками у нее больше не одинаковы, а возрастают от внутренних витков к внешним. В математическом идеальном случае витки все время располагаются под одним и тем же углом к прямой, исходящей из центра спирали.
Великий Архимед (около 285-212 гг. до н. э.) первым описал «ковровую» спираль. В честь его она и получила название «архимедова спираль» (или «спираль Архимеда»). Спираль же, которую мы рассмотрели на примере отслужившей свой срок часовой пружины, называется логарифмической. Иногда трудно точно определить, с какого вида спиралью мы столкнулись. В большинстве своем это переходные типы между архимедовой и логарифмической спиралями.
Бороздки на долгоиграющих пластинках представляют собой архимедовы спирали. Напротив, природа предпочитает спирали логарифмические. На это у нее свои веские основания, о которых мы уже говорили при описании сосновых шишек и раковин и которые связаны с образованием поверхностью капли краевого угла. Именно этот угол приводит к возникновению логарифмической спирали - ведь она пересекает прямую, проведенную из центра в любом месте под одинаковым углом.
Как же соотносятся между собой спирали на противоположных торцах скатанного в рулон ковра? Они образованы одним и тем же ковром при скатывании его в одном направлении. И тем не менее одна спираль закручивается налево, а другая - направо. Они ведут себя как изображение и его зеркальное отражение.
Если вы этому не поверите - а осознать это нелегко, - то скатайте лист бумаги и согните получившийся ролик таким образом, чтобы его концы располагались рядом друг с другом.
Теперь отчетливо видно, что спирали направлены в противоположные стороны. Возьмите ножницы и разрежьте бумажный ролик поперек. Одним махом вы образовали две новые противонаправленные спирали. Это ошарашивает почти так же, как разрезание ленты Мёбиуса (см. раздел «Чарли Чаплин и морской узел»). Некоторые виды пауков строят свою сеть в форме спирали. Представим себе, что два зоолога находят такую вот сеть. По мнению одного из них, она представляет собой правозакрученную спираль. Но другой зоолог случайно оказывается по другую сторону паутины. И он станет возражать. Его паук ткет в левом направлении. На этом примере мы снова видим, как зависят левое или правое от того, где находится наблюдатель.
Вопрос еще больше усложняется, если нет ясности, как построена спираль: от центра к периферии или от периферии к центру. Попросим кого-нибудь нарисовать правую спираль от внутренних витков к наружным. Потом прикроем его рисунок, и пусть он изобразит правую спираль снаружи внутрь. Естественно, при этом появится зеркальное изображение первой спирали.
Пожалуй, стоит еще немного поразмыслить о разрезанном бумажном ролике. Вследствие разделение ролика на две части возникли две зеркальные спирали. Но ведь это должно означать, что если соединить, составить вместе две зеркальные спирали, то они исчезнут совсем. И они действительно исчезают! На этом основано много фокусов. Но и физики тоже сталкиваются с такой проблемой, когда они прибегают к моделям при описании взаимодействия противоположных зарядов (положительного и отрицательного).
Американский физик и писатель Чарлз Говард Хинтон использовал для этой цели спиральную модель. (Мы уже упоминали о Хинтоне в разделе «Лайнландия и Флатландия»). Взяв большим и указательным пальцами одной руки палку с прижатым к ней шнуром за середину, свободной рукой он намотал обе половины шнура вокруг палки в виде правой и левой спиралей. Затем он отпустил прижатую середину шнура и потянул за оба его свободных конца, концы при этом смотались с палки. Один важный момент: на палке по обе стороны от прижатого места должно быть одинаковое число витков! Дело в том, что каждый правый виток должен сниматься соответствующим левым витком (или наоборот). В этой модели изображение и его зеркальное отражение взаимно уничтожают друг друга. Идея профессора Хинтона нашла особенно благодатную почву у писателей-фантастов.
В физике удалось доказать наличие античастиц, и все физики поголовно убеждены в существовании антиматерии. «Анти» - означает здесь, по существу, то же, что и «противоположно направленный». Электрические заряды имеют противоположные знаки, все направления вращения тоже меняются на обратные. И за это ухватились люди, наделенные фантазией. Если спираль может быть «стерта» ее зеркальным отражением, то, по их мнению, это должно быть справедливо и для генной спирали, и вообще для любых случаев зеркального соответствия. А тогда, делают они следующий вывод, возникновение каждого гена в нашем мире сопровождается появлением зеркального отражения этого гена в «антимире».
В научно-фантастической литературе гипотетические столкновения между нашим миром и «антимиром» всегда кончаются плохо. В одной из подобных историй рассказывается о том, удалось построить туннель между обоими мирами, по которому должен пройти поезд. При пересечении антиграницы водителю следовало перевести рычаг налево. И вдруг, к своему удивлению, он видит этот рычаг уже с левой
