Каждый человек хотя бы раз в жизни забивал гвоздь — когда вешал картину, ремонтировал обувь или заколачивал крышку гроба какой-нибудь бредовой идеи. Наверняка все согласятся, что дело это весьма приятное и даже медитативное. Мы предположили, на какие размышления, мечты и воспоминания натолкнёт разных учёных неспешное забивание гвоздей.
1
Антрополог будет восхищаться умом первобытных людей, живших примерно 70 тысяч лет назад в Южной и Восточной Африке. Уже тогда у них были не только копья для охоты и ножи для разделки добычи, но и первые гвозди из костей животных. При помощи этих крепёжных изделий наши предки мастерили примитивные ловушки и капканы для живности. В 1926 году американские учёные нашли костяные гвоздики среди других артефактов из кости и камня.2
Археолог вспомнит, что самые первые сведения о гвоздях были обнаружены в клинописных табличках Древней Месопотамии, которые датируются примерно третьим тысячелетием до нашей эры. В то время использовались просмоленные деревянные и бронзовые гвозди. Позже в Древней Греции и Древнем Риме их стали изготавливать из меди, а еще позже — из железа и других материалов.3
Химик грустно ухмыльнётся. Металлические гвозди быстро ржавеют — окисляются под воздействием воды и кислорода. В последнем отчёте Федеральной дорожной службы США сообщается, что чаще всего разрушение мостов и тоннелей происходит именно из-за коррозии металлических деталей. На профилактику ржавчины американцы ежегодно тратят около $ 350 млрд.4
Материаловед порадуется, что теперь гвозди можно делать не только из металлов и металлических сплавов, но и из углепластика, благодаря которому они гораздо медленнее нагреваются под воздействием высоких температур и совсем не ржавеют — а значит, подходят для строительства кораблей или, например, бань.5
Инженер отметит, что гвозди бывают разные не только по материалу, но и по форме. Наряду с обычными прямыми гвоздями круглого сечения теперь можно купить, например, винтовые гвозди с квадратным сечением — они гораздо лучше скрепляют конструкции, которые подвергаются постоянным вибрациям.6
Физик погрузится в размышления. Допустим, масса гвоздя — 75 г, масса молотка — 1 кг, скорость движения молотка при нанесении удара — 3 м/c, а сам удар абсолютно неупругий (это когда скорости взаимодействующих тел становятся одинаковыми, и после удара тела двигаются как единое целое). Получается, что энергии, уходящей после каждого удара молотка на нагревание и деформацию гвоздя, по закону сохранения импульса хватит, чтобы подогреть один грамм воды примерно на один градус Цельсия.7
Врач-инфекционист содрогнётся, осознав, что скоро лето и люди будут бегать босиком по свежей травке и натыкаться на гвозди. А потом все пойдут к нему на приём, умоляя не дать им умереть от столбняка. Ведь бактерии Clostridium tetani, вызывающие это страшное заболевание, живут в почве и любят анаэробные, то есть бескислородные, условия. Узкая рана от прокола грязным и ржавым гвоздем — идеальное место для размножения таких микробов. Наступив на потрёпанный временем гвоздь, можно также занести в рану бактерии Streptococcus и Staphylococcus, которые вызывают сепсис — заболевание не менее опасное, чем столбняк.8
Биолог не обратит внимания на стоимость гвоздей. Без единой мысли о выгоде он займётся расчётами: если в крови взрослого человека содержится примерно 3 г железа, его вполне может хватить на изготовление среднего гвоздя длиной около 45 мм.9
Врач-травматолог задумается о положительных свойствах гвоздя. Ведь в конце 1940-х годов медики начали скреплять сломанные кости при помощи специальных гвоздей — штифтов. Их делали из титана, который не окисляется внутри организма — а значит, не наносит ему вреда. В 2013 году американцы создали штифты из натурального шелка, а немцы — из полимеризованной молочной кислоты. И те, и другие гвозди со временем рассасываются в организме, не оставляя следа.
10
Историк вспомнит, что ковка гвоздей до начала XIX века была очень тяжёлым и затратным делом. Каждый гвоздь ценился почти на вес золота. Именно поэтому не стоит думать, будто старообрядцы строили свои избы и церкви без гвоздей только потому, что ими распяли на кресте Иисуса Христа. Скорее, у них просто не хватало денег, чтобы покупать у кузнецов дорогие гвозди.11
Статистик вспомнит, что, по данным Министерства промышленности и торговли России, в мире ежегодно производится около 4 миллионов тонн металлических гвоздей разных размеров и форм. Лидером на рынке является, к сожалению, не наша страна, а Китай, который выпускает каждый год примерно 1,5 миллиона тонн этих крепёжных изделий.12
Экономист отметит, что гвозди значительно подешевели в конце XVIII — начале XIX века, после того как американский изобретатель Джекоб Перкинс придумал станок для их изготовления. С тех пор гвозди больше не нужно было ковать. Станок разрезал толстую металлическую проволоку на равные отрезки, один конец каждого кусочка затачивал, а на противоположный насаживал шляпку. Он выдавал, таким образом, тысячи гвоздей в сутки.13
Геолог мечтает только о «золотом гвозде». Так называется обозначение границы эры, периода или яруса на геохронологической шкале. Например, в 2013 году юрский период был окончательно поделён на 11 ярусов. Эти границы геологи определяют по окаменелостям живых организмов и растений, обитавших в то время. Специальная Международная комиссия по стратиграфии оценивает, насколько верно геологи обозначили пределы яруса, периода или эры. Если учёные, по мнению комиссии, не ошиблись, им дают право вбить свой «золотой гвоздь» — то есть регистрируют установленные ими границы.14
Математик начнёт мелодично, будто напевая песенку, перечислять вслух пары чисел: 20−1,2; 25−1,4; 30−1,6; 35−1,6; 35−1,8 … 210−7,0, пока кто-нибудь не попросит рассказать, в чём смысл этого вокального эксперимента. Математику придётся объяснить, что это вовсе не новое высокоинтеллектуальное направление в музыке, а стандарты размеров гвоздей в миллиметрах, где первое число — это длина, а второе — диаметр.15
Фольклорист станет бубнить под нос старый — времён Ричарда III (XV век) — английский стишок в переводе Маршака: «Не было гвоздя — подкова пропала. Не было подковы — лошадь захромала. Лошадь захромала — командир убит. Конница разбита — армия бежит. Враг вступает в город, пленных не щадя. Оттого, что в кузнице не было гвоздя». А если сутью этого стишка озадачится математик или физик, занимающийся сложными системами типа климата, он вспомнит красивую метафору Эдварда Лоренца, посвященную влиянию малых воздействий на детерминированно-хаотические системы: «Взмах крыла бабочки в Бразилии может вызвать ураган в Техасе».Фото: Lipskiy, vladimirderdyuk/Shutterstock
Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» № 7 2015 г.