Разумеется, немало стекла останется от прежней цивилизации. Уцелевшие стеклянные изделия можно использовать, битое стекло — вымыть и переплавить. Стекло — один из самых легкоутилизируемых материалов. Оно хорошо плавится в печи и принимает новую форму, и этот цикл можно повторять бесконечно без всякого износа материала (в отличие, например, от пластика). Но технология производства нового стекла понадобится для восстановления цивилизации в дальнейшем или если вы окажетесь на необитаемом острове. Строго говоря, тропические пляжи — идеальное место для сбора трех ингредиентов, необходимых для безупречного стекла: белоснежного песка без железных примесей, водорослей для получения кальцинированной соды и ракушек или кораллов для выжига извести.
Кремниевый расплав можно прямо из тигля лить в формы. Но есть гораздо более полезная технология, основанная на одном из удивительных свойств стекла. Дело в том, что вязкость стекла (или его текучесть) значительно варьирует в зависимости от температуры и потому с ним можно работать, когда оно пластично, но не слишком текуче — в этом состоянии его можно дуть. Набрав ком стекла на конец керамической или длинной металлической трубки, его можно надуть воздухом, придав нужную форму вращением в воздухе либо при помощи матрицы.
В наше время жизнь немыслима без окон, освещающих наши жилища и офисные небоскребы, впускающих поток света в наши искусственные пещеры, но в то же время не впускающих туда стихии. Первыми, примерно в I в., стеклить окна стали римляне, используя небольшие кусочки литого стекла, а китайцы еще в конце I тыс. затягивали окна бумагой, пропитанной для прозрачности маслом. Столетие за столетием оконное стекло выдували и расплющивали вращением: заметные ямки в центре стекол старых сельских домов и пабов — это следы трубки стеклодува. В наше время огромные и безупречно ровные стеклянные панели делают, выливая стекло в ванну с расплавом олова, где оно растекается по поверхности ровным слоем. Но в ходе возрождения цивилизации после конца света стекло найдет целый ряд других важнейших применений.
Незаменимым материалом для окон стекло стало благодаря своему главному свойству: конечно, прозрачности. Это само по себе редкое свойство для материи. Но качеств, какими не может похвастать ни одно другое вещество, у стекла целый набор. И значит, оно бесконечно важно для науки: именно стекло позволяет нам изучать явления природы, замеряя различные их характеристики, на основе чего создаются все более совершенные прикладные технологии. Например, принцип действия барометра и термометра, первых научных инструментов, состоит в показе меняющегося уровня жидкости в трубке. Эти колебания невозможно было бы увидеть, не будь у нас такого прозрачного, но твердого материала, как стекло.
Для микроскопических исследований образцы материала также выкладывают на предметное стекло — твердую основу, пропускающую свет. Стекло — прочный материал и годится для изготовления герметичных сосудов, в которых можно создавать вакуум. Вакуумные трубки нужны для генерации рентгеновских лучей (см. главу 7), и они сделали возможным открытие электронов и других элементарных частиц. Без герметичных колб не будет гореть ни лампочка накаливания, ни люминесцентный свет: в них создается специальная газовая среда, а стекло пропускает свет вовне.
Кроме того, что оно прозрачно, жаростойко и достаточно прочно, чтобы из него можно было лить тонкостенные сосуды, стекло химически инертно. На этом так или иначе основаны все виды химических исследований. Из стекла можно отлить или выдуть любую лабораторную посуду: пробирки, колбы, мензурки, бюретки, пипетки, трубки, испарители, дефлегматоры, газовые шприцы, реторты и предметные стеклышки. Трудно представить, как вообще могла бы развиваться химия, не будь у нас этого материала, одновременно инертного и прозрачного, который позволяет нам видеть ход реакции, а сам в нее не вступает.
Но, наверное, главное свойство стекла состоит в том, что с его помощью можно управлять и манипулировать светом. Оно не только позволяет сохранять малые фрагменты природы, чтобы изучать их в лаборатории, но и усиливает наше зрение.
Римляне, хорошо умевшие делать стекло, заметили, что стеклянный шар как будто бы увеличивает расположенные позади него предметы. Но они так и не сделали следующего концептуального шага и не перешли к вытачиванию из слитков стекла выпуклых блинов — линз. Линза использует закон преломления: луч света, проходя из одной прозрачной среды в другую, преломляется. Это видно, если сунуть в пруд прямую палку: она как будто ломается под водой. Иллюзия объясняется тем, что лучи света у поверхности пруда, на границе воздуха и воды, преломляются. Стекло, обточенное особым образом, в виде шайбы с выгнутыми (параболическими) поверхностями, позволяет преломлять проходящие сквозь него лучи определенным образом. Луч, идущий ближе к внешнему краю линзы, перенаправляется прямо в ее центр, потому что падает на поверхность стекла под широким углом; луч, проходящий ближе к центру, искривляется на меньший угол, а лучи, бьющие прямо в центр линзы, падают перпендикулярно поверхности и потому не преломляются. Все траектории проходят через одну точку — фокус. В этом секрет увеличительного стекла.
Первым оптическим прибором были очки, изобретенные около 1285 г. в Италии. У них были выпуклые линзы, корректирующие дальнозоркость, которая с годами развивается у многих людей, когда глаза с трудом фокусируются на предметах, отстоящих недалеко от наблюдателя. Коррекция близорукости требует вогнутых линз, а точно обточить стекло «в обратную сторону» — чтобы две поверхности прогибались внутрь, к центру — задача потруднее.
Настоящий переворот произошел, когда люди поняли, что если линза зрительно увеличивает расположенный позади нее предмет, то, подобрав несколько линз в особом сочетании, можно видеть на большие расстояния — в этом принцип устройства телескопа. Этот прибор впервые начали применять моряки, но очень скоро его направили в звездное небо, и началась великая революция в осмыслении космоса и нашего места во Вселенной. Вместе с тем стекло позволяет увеличить мельчайшие предметы, и без микроскопа абсолютно немыслимо изучение микробиологии, создание микробной теории, проникновение в структуру кристаллов и минералов и совершенствование металлургии.
Стекло, одно из первых искусственных веществ, синтезированное человечеством более 5500 лет назад, позволило нам исследовать природу и создавать новые технологии: от первых очков для чтения до космического телескопа «Хаббл». Из шести инструментов, без которых была бы немыслима научная революция XVII в. и которые очень пригодятся для возрождения цивилизации в постапокалиптическом мире, — маятниковых часов, термометра, барометра, телескопа, микроскопа и вакуумного колпака с насосом, — пять (кроме маятниковых часов) построены на уникальном сочетании свойств, присущих стеклу.
Поразительно, что и телескоп, распахнувший человеческому зрению глубины космоса, и микроскоп, в который видно строение материи, — это, по сути, обточенные куски стекла. Стекло в самом буквальном смысле изменило наш взгляд на мир. Без него немыслимо успешное возрождение цивилизации: это и строительный материал, и важнейшая опорная технология научного поиска. Термометр, барометр и микроскоп необходимы еще и для оценки состояния человеческого организма — и теперь пришло время поговорить о медицине.
Глава 7Медицина
Город был пуст. Среди его руин не сохранилось следа обитавшего здесь народа, с его традициями, передававшимися от отца к сыну, из поколения в поколение… Вот остатки развитой, блестящей и самобытной культуры, прошедшей все ступени взлета и падения народов: достигшей своего золотого века и погибшей… В романтике мировой истории ничто не впечатляет меня сильнее, чем зрелище этого когда-то великого и чудесного города, повергнутого, опустевшего, исчезнувшего… на мили вокруг заросшего лесом и даже лишенного имени, по которому его можно отличить.
Гибель технической цивилизации будет сопровождаться практически полным исчезновением существующей сегодня медицины. Для обитателей развитых стран, где в любую минуту можно вызвать скорую, исчезновение медицинской помощи и связанная с этим утрата душевного покоя будут жестоким стрессом. Любая травма или рана может стать смертельной. Споткнувшись о кирпич в развалинах города, можно упасть и получить сложный перелом ноги, который без надлежащей медицинской помощи повлечет летальный исход. Даже вроде бы безобидные повреждения могут таить в себе смертельную опасность: например, в ранку на пальце попадет инфекция, и начнется заражение крови. Поэтому в первое время после катастрофы, вероятно, продолжится заметная убыль населения, просто потому, что смертность от травм и болезней превысит рождаемость. Без антибиотиков, хирургии или средств, замедляющих старение, постапокалиптическому человечеству следует быть готовым к тому, что средняя продолжительность жизни резко пойдет вниз с 75–80 лет, обычных ныне для развитых стран. Даже если катастрофу переживут многие медсестры и врачи, в том числе хирурги, их специальные знания и навыки скоро станут бесполезными при отсутствии диагностической аппаратуры, лабораторных анализов и современной фармакопеи. А что, если потом и сами эти высокоспециализированные знания исчезнут? Как поскорее наверстать копившиеся столетиями ноу-хау?
Как и в случае с почти любой из затронутых в этой книге областей знания, мы не сможем сколько-нибудь полно описать даже самый крошечный участок медицины: сложные системы органов, ткани и молекулярные механизмы, обслуживающие здоровый человеческий организм; то, как на них влияют заболевания и травмы; море лекарственных препаратов, употребляемых сегодня, и технологии их получения; бесчисленные сложнейшие хирургические процедуры. Но я надеюсь изложить самые основы основ, которые дадут уцелевшим какой-то шанс в самые первые дни и определят инструменты и техники, необходимые для скорейшего изобретения с нуля всей остальной медицины.