Физика – моя профессия

Конечно, успешные стендовые испытания двигателя не плохая гарантия. Но не сто процентов. А ведь речь идет об авиационном моторе, поломка которого может стоить многих человеческих жизней. Чтобы это было так же невероятно, как землетрясение в Москве, гарантию качества должен дать каждый цех, а не только сборочный. Тот, кто делает шатуны, обязан поручиться за каждый из них; немыслим дефектный вкладыш; недопустимы царапины на коленчатых валах и внутренние пустоты в картерах.

Чтобы с полной ответственностью объявить абсолютную бездефектность детали, нужен контроль. Самые различные физические методы приходят контролю на помощь. Просвечивание рентгеновыми лучами позволяет найти в металле неоднородности любого сорта. Самые маленькие трещины и включения будут обнаружены придирчивым взором физика, рассматривающего рентгеновскую пленку или наблюдающего за светящимся экраном, на котором четко обрисовывается тень детали.

Рядом со станком, на котором точат коленчатые валы, расположен прибор для нахождения мельчайших поверхностных трещин методом магнитной дефектоскопии. Вал намагничивается и в этом состоянии обливается жидким маслом, в котором взвешены магнитные частицы. Масло стекает, а частицы прилипают к тем местам металлической поверхности, где есть не видимые глазом трещинки.

Магнитные приборы имеются и в других цехах. Неправильная термическая обработка, неверная толщина напаиваемого слоя – эти ненормальности сказываются на свойстве, называемом магнитной восприимчивостью. Задача физика – разработать разные способы измерения этой величины, и чтобы они были быстрыми, удобными, точными и сочетались с формой детали, с материалами, из которых она изготовлена. А новая деталь – новая проблема.

За хорошую работу рентгеновских аппаратов, за разработку новой методики просвечивания отвечает рентгеновская лаборатория завода. За налаживание во всех цехах магнитных измерений несет ответственность магнитная лаборатория.

Металлургический завод немыслим и без спектральной лаборатории. Наиболее эффектным является применение спектрального анализа для непрерывного контроля состава сплава, который готовит литейный цех. Сплав должен удовлетворять строгим требованиям. В технических условиях перечислены все нужные добавки, содержание которых должно укладываться в заданные рамки, например не больше 3, но и не меньше 2.5 процента. Указаны также допустимые пределы содержания нежелательных примесей: допустим, не больше 0.01 процента.

Наверное, некоторым читателям представляется такая картина: мастер держит в руках технические условия, перед ним точнейшие весы.

– Отвесить 25.17 килограмма меди, – командует мастер, – а теперь 3.25 килограмма кремния.

Оказывается, такая картина не имеет и отдаленного сходства с действительностью. В плавильную печь загружается различное смешанное сырье и бракованные детали так, что заранее состав не может быть точно известен. Как только шихта расплавилась – немедленно нужны сведения о составе. Пневматической почтой направляется проба в лабораторию. Считанные секунды – и образец зажат в держателях спектрографа. Поворотом ручки подано напряжение, кончик образца нагрет выше температуры Солнца. Металл начинает испаряться. В пламени дуги светятся атомы – каждый сорт атомов по своему неповторимому закону. Свет, излучаемый атомами, падает на стеклянную призму, а она развертывает в спектр заключенное в нем богатство цветов. На экране, на фотопластинке или на телевизионном экране вспыхивают линии.

Своих характерных представителей имеет среди частокола спектральных линий каждый сорт атомов.

– Линия железа слишком сильна! Процент железа надо уменьшить! – командует спектральная лаборатория и сообщает результат анализа по телефону.

Мы описали работу трех лабораторий, в которых успешно трудятся физики. Их может быть и больше. На многих предприятиях физический отдел составляет что-нибудь около половины или трети центральной заводской лаборатории.

Работа в физическом отделе крупного завода с разнообразным и меняющимся ассортиментом продукции требует большой изобретательности, остроумия, широкого образования. И, кроме того, – это уже подчеркивалось в другом месте – надо знать не только физику, но и ту область, которой физика служит.

…медицины. Не знаю, фигурирует ли в официальных документах термин – медицинская физика. Если нет, то не сомневаюсь, что скоро появится. С каждым годом физические методы измерения все шире используются в диагностике. Сложнейшие физические приборы появились в операционных палатах. И лишь не видно заметного прогресса в проникновении физики в лечебную практику. Кварцевая лампа и аппарат д'Арсонваля по-прежнему являются основными орудиями физиотерапевта. Возможно, это мое мнение как неспециалиста неверное, но должен заметить, что обратила на себя внимание лишь одна новинка – электросон. К голове пациента прилаживают электроды, и несложная установка посылает ритмичные импульсы, убаюкивающие человека, страдающего самой злой бессонницей.

Нетрудно понять, почему физические методы заняли передовые посты в диагностике. Крайне разнообразны физические процессы, протекающие в организме, и все они поддаются объективному физическому контролю. Скажем, микрофоны, присоединенные к усилителям, могут измерять все шумы и стуки сердца, специальные же приборы разложат эти колебания в спектр. А известно, что у больного и здорового человека такие спектральные кривые совершенно разные. Я вспоминаю, что в Азии врачи различают до сотни различных пульсов. Длительное и тщательное прощупывание пульса служит основным диагностическим средством. Поскольку такой диагностике, видимо, не легко научиться, то почему бы не поручить эту задачу звуковому анализатору.

Измерение кровяного давления сейчас не сложнее измерения температуры градусником. Но результат такого измерения весьма груб. А почему не придумать иной способ измерения скорости движения крови по различным артериям и венам, который показывал бы любое малейшее отклонение от нормы!

Варварским способом анализируют врачи желудочный сок. Признаюсь, мне делали такой анализ один раз в жизни и… я больше делать не буду. Заглатывание длинной резиновой кишки слишко ярко запечатлелось в памяти.

А нельзя ли добиться следующего: предложить пациенту проглотить маленький приборчик, который, путешествуя по пищеводу, стал бы по дороге проводить анализ и радиосигнализацией сообщать о том, что там внутри делается. Фантастика? Ничуть! Уже имеются такие предложения и как будто выполнены они не только на бумаге.

Исключительные возможности для диагностики дает применение меченых атомов. Счетчики превосходно ощущают на расстоянии ничтожные количества радиоактивного вещества, столь ничтожные, что они не оказывают организму ни малейшего вреда. Быстрота усвоения и движение того или иного элемента по организму успешно прослеживаются этим методом.

Сокращения сердца сопровождаются токами, которые меряет электрокардиограф. Многолетние наблюдения позволили врачам установить соответствие между видом электрокардиограммы и болезненным состоянием организма. Для извлечения из этого метода всех его возможностей нужна теория – картинки пиков и зазубрин должны получить свое объяснение.

Кривые электрической активности мозга, которые получаются прикладыванием электродов к черепной коробке, могли бы многое рассказать нам о состоянии нервной системы. Могли бы, если бы мы научились расшифровывать их загадочные волны. А нам далеко еще до этой цели. Правда, накопление и обработка опытного материала идут полным ходом. Токи мозга немедленно отзываются на все ощущения – вкус соленого или сладкого на языке, музыка или шум, световой сигнал разной яркости и цвета. Любое ощущение сказывается на этом пока что таинственном носителе информации. Различные места головы по-разному реагируют на внешние раздражения. У больных и здоровых людей кривые разные.

Сначала наблюдатель токов мозга приходит в уныние от бесконечного разнообразия кривых. На экране осциллографа бьется, как в лихорадке, запутанная причудливая кривая. Видно только, что она меняет свой вид, когда мозг отзывается на какое-нибудь событие. Но как разобраться в ворохе пиков?