книги из ГПНТБ / Сядристый, Н. С. Тайны микротехники

пает стекло по закону случайностей, а не так, как это делают исследователи, выбрав определенную форму зерна и его наклон.

И если говорить о микромеханической обработке острыми резцами «хрупких» материалов, то трудно не согласиться со взглядами академика А. В. Шубникова, который считал, что при полировке стекла и камня, если она совершается правиль­ но, мы имеем дело с использованием пластичных свойств этих материалов. А это, по его мнению, значит, что при полировке стекла и камня происходит снятие стружки и наклеп. Как известно, полировку стекла можно с успехом осуществлять, исключив те условия, при которых должна происходить поли­ ровка по общепринятой теории Гребенщикова, когда главная роль отводится химической реакции стекла с водой, а не его пластическим свойствам. Стекло хорошо полируется и без воды, «сухим» способом или же в жидкостях, где невозможен гидролиз.

Интересные выводы о микропластичности стекла делает в своей книге чешский профессор М. Фандерлик. Позволю при­ вести его слова дословно: «На основе многочисленных экспе­ риментальных работ создается впечатление, что если речь идет

омикроразмерах, то стекло,перестает вести себя как хрупкий

иупругий материал, и для него все в большей степени стано­ вится характерной пластическая деформация»1. В этой книге приводится фотография микростружки, полученной на стекле венгерским исследователем Верешем. Но, правда, хорошо видимая на фотографии микростружка почему-то в переводном русском издании названа трещиной, что является явной ошиб­ кой.

Несколько косвенным образом о пластичности стекла гово­ рит Минарж, использовавший в опытах электронный микро­ скоп. Теорию упругого пластического износа стекла в Англии

1 Д-р М. Фандерлик. Пороки стекла. Пере­ вод с чешского. М., Стройиздат, 1964, с. 218—221.

110

развивает Марш. О разной величине пластичности стекла сви­ детельствуют опыты и исследования зарубежных и отечествен­ ных ученых. Все это говорит о том, что преуменьшать значение пластичности при тонкой обработке стекла и других «хрупких»» материалов — значит в какой-то мере уходить от очевидной истины. Конечно, при грубых обработках малопластичных тел роль пластичности незначительна.

При хороших микрорезцах пластичность «хрупких» мате­ риалов при микроразмерах очень упрощает обработку: поверх­ ность сразу получается чистой и не нуждается в полировке.

Недостаточно острый резец на особо твердых и малопла­ стичных телах в пределах одной микроскопической царапины может давать несколько видов пластических стружек при одновременном хрупком разрушении. Следовательно, он, как и абразивное зерно, поддающееся разрушению и не имеющее строго заданной формы, не вкладывается в теорию микрореза­ ния материала единичным зерном, которое при математических расчетах имеет строго заданную форму.

Теперь о металлах. Хотя их деформация и разрушение еще во многом неясны, пластичность их почти общепризнана. О пла­ стичности металлов и ее природе имеется много научных публи­ каций, основывающихся на опытах очень высокой методиче­ ской культуры и общей точности. Доказано, что даже при очень низких температурах всякое хрупкое разрушение происходит после определенной пластической деформации, которая может

быть ничтожно мала1.

Но при изготовлении микроминиатюр микроскопическую пластичность всех металлов необходимо учитывать постоянно. Ибо в этом случае она достаточно велика. Металлы выглядят при микровеличинах еще более мягкими, нежели их привыкли видеть в быту. Даже полуощутимое прикосновение острого резца к любому металлу оставляет на нем заметный под микро­ скопом след.

1 Разрушение твердых тел. Сб. Перевод с англий­ ского. М., «Металлургия», 1967, с. 8—9.

111

ПРЕЖДЕ ЧЕМ ПРИСТУПИТЬ |. К РАБОТЕ

Всякий труд, требующий непрырывнои предельной собранно­ сти и внимания при небольших физических нагрузках, очень утомителен. Такой труд лишен той естественности и гармонич­ ности, на которое рассчитано построенное природой наше тело. К сожалению, доля такого труда вместе с развитием цивилиза­ ции быстро увеличивается. Описанный в этой книге труд тоже является рафинированным образцом такого «ненормального» для организма труда. Поэтому труд в микротехнике требует особо осторожного подхода и высокой организации. Лишь в таком случае он может быть приятным и полезным даже в чисто физическом отношении. И представляется очень важным вкратце рассказать об особенностях микроманипулятивного труда, не учитывать которые так же рискованно, как принимать сильнодействующие лекарства без рецепта.

При выполнении сверхтонких операций наша нервная система в области зрительного восприятия, мышечно-осяза­ тельного чувства и двигательных функций руки оказывается в условиях, близких или равных полному использованию ее воз­ можностей. Мы вплотную подходим к пределу, когда осознан­ ные движения уже начинают теряться среди микродвижений и колебаний, создаваемых внутренней работой нашего организ­ ма. При этом точность движений полностью зависит от силы и частоты пульса, ритма дыхания и т. д. Нервные сигналы, поро­ ждающие бесчисленное количество микроскопических подер­ гиваний в руке, тоже надо увязывать с целенаправленными движениями. Точность движений при этом зависит не только от умения сосредоточиваться и улавливать удобные моменты, но и от процесса мышления во время работы. Сомнения в правиль­ ности выполняемых движений и посторонние мысли ухудшают тонкость и точность движений. И если говорить обобщенно, труд в микротехнике держится на пределе возможностей нервной системы, который соответствует порогам ее мини­ мальной чувствительности.

113

Поэтому подобный труд — это уже не тот, который в обще­ принятом понимании можно Назвать умственным или физиче­ ским. Помимо поисков и решений, представляющих обычный умственный труд, само выполнение микродвижений есть пре­ дельно утонченная форма психо-физиологического труда. Среди всех известных видов труда не знаю более тяжелого.

В чем заключается его тяжесть и что обязательно должен знать тот, кто сталкивается или столкнется с таким трудом?

Известно, что зрительный анализатор занимает ведущее место в связи человека с окружающим миром. В бодрствующем состоянии в нашей нервной системе возникает до 3 миллиардов импульсов в секунду. Из них 2 миллиарда поступает от зрительной системы. Но ведь в коре головного мозга никакой вид раздражения не воспринимается изолированно, сам по себе. Все нервные клетки коры — нейроны, а их около 14—15 миллиардов, представляют собой разные корковые центры, связанные между собой. Поэтому зрительное напряжение и напряжение рук автоматически распространяется и на другие участки коры. Центры мозга, даже не имеющие прямого отно­ шения к выполняемой работе, меняют свое энергетическое состояние. Дыхание тоже делается малозаметным и неглубо­ ким, слух как бы выключается. Сначала повышается, а потом понижается пульс — он становится медленным и слабым. При кажущемся покое одни центры коры находятся в состоянии предельного возбуждения, другие — заторможены.

В данном случае торможение — это не отдых, а тоже вид активной нагрузки, но совсем иного рода, чем непосредствен­ ное возбуждение. То есть нагрузка на организм, имеющая при сверхтонких движениях характер предельного «активного застоя», при минимальной работе мышечной системы все время поддерживается и увеличивается посредством зритель­ ной системы — наиболее развитой и связанной с остальными участками коры больших полушарий головного мозга.

Так как число всевозможных связей между миллиардами нервных клеток практически приближается к бесконечности, то

114

различные варианты перегрузок в мозгу даже при его функцио­ нальном совершенстве трудно представить.

Но несмотря на большую функциональную нагрузку на нервную систему, при выполнении движений микроскопиче­ ского характера физическая нагрузка на наше тело практиче­ ски равна нулю. Мало того. Дыхание, связанное со всеми орга­ нами тела, сделавшись медленным и неглубоким, накладывает на закрепощенный организм свой, насилующий в данном слу­ чае, ритм. В итоге весь организм оказывается нагруженным и скованным до предела.

В таком состоянии наше тело особенно нуждается в хоро­ шем снабжении кислородом. Но, увы! Замедленное дыхание не может справиться с этой задачей. В организме наступает кислородное голодание. Если нет опыта такой работы, ненор­ мальное состояние организма развивается, как цепная реак­ ция. Чтобы компенсировать недостаток кислорода, сердце, тоже стесненное полузакрепощенной грудной клеткой, начи­ нает усиленно работать. Порочный круг ненормального состо­ яния завершается, наконец, еще одним звеном: неровное и неглубокое дыхание начинает приобретать «рваную» форму с неглубокими и частыми вдохами, которые словно бы обрывают друг друга. Строго говоря, при таком состоянии в организме нарушаются естественные процессы саморегулирования. Про­ исходит сложная растряска нормальных, давно установив­ шихся жизненных связей. И трудно предсказать, какой вред может принести нам одно только расстройство процесса дыха­ ния.

При безответственном отношении к самому себе двух­ трехчасовое пребывание в состоянии предельного напряжения и общего закрепощения (что при увлечении может показаться терпимым) обычно заканчивается чувством смертельной уста­ лости, напоминающей многосуточную бессонницу. Клетки коры мозга настолько перевозбуждаются, что уснуть невозможно.

Плохая организация труда в микротехнике может повлечь за собой различные функциональные расстройства нервной

115

системы, которые могут закрепляться на более или менее про­ должительный срок. Могут появиться признаки астении.

Поэтому люди, которые из любопытства или по роду про­ фессии будут заниматься подобным трудом, не должны забы­ вать следующих правил, ни одно из которых не может быть нарушено без вреда для здоровья.

1.Категорически не браться за подобную работу, если не чувствуешь к ней глубокой внутренней любви.

2.Работать лишь при общем хорошем самочувствии.

3.Следить, чтобы дыхание во время работы было есте­ ственным. Ни в коем случае его нельзя затаивать.

4.Тело во время работы должно быть незакрепощенным, а движения — собранными, но легкими и непринужденными, как

имысли. Они должны иметь по отношению к работе наступа­ тельный характер.

5.Рабочая комната должна быть безукоризненной по све­ жести воздуха, по освещенности и общему удобству.

6.Прекращать работу при малейших признаках утомления.

Лишь наличие и соблюдение вышеперечисленных правил и условий может сделать данный труд легким и приятным. Всякое же извращение культуры этого труда таит в себе опасность для здоровья.

УТОМИЛИСЬ ли вы?

Впредыдущей главе упоминалось об усталости. Усталость

вмикротехнике имеет свои особенности. И важно отметить их.

Утомление — это естественная физиологическая реакция организма. Она защищает нервную систему и органы тела от истощения.

При любой работе наш организм проходит последовательно несколько состояний, из которых назовем три основные: период врабатываемости, то есть приспособление к работе, период наибольшей продуктивности и период усталости. Счита­ ется, что состоянию усталости всегда сопутствует отсутствие должного внимания, чувство разбитости, снижение работоспо-

116

собности, а вместе с тем всякие ошибки и неточности в работе, что усталость непременно отрицательно сказывается на каче­ стве и производительности труда.

Подобное понятие об усталости может быть отнесено, наверное, лишь к тем видам труда, при которых наступает более или менее гармоничное в своем развитии состояние утомления, охватывающее весь организм в целом или значительную его часть. Например, всякий физический труд словно бы соединяет части организма в единую взаимосвязанную систему. Во время такого труда органы как бы вступают в наиболее активные и дружественные взаимополезные отношения. В итоге организм устает и восстанавливает свою работоспособность более цель­ но, более плавно и более равномерно. Развитие усталости при таком труде — процесс очень сложный, но достаточно гармо­ ничный и всеобъемлющий. Отдых после такого труда не остав­ ляет застойных очагов утомления. Совсем иной характер имеет усталость при тех видах труда, когда нагрузки на организм и его нервную систему распределены негармонично, односторонне, с большими функциональными разностями.

Усталость после интенсивного и негармоничного труда, каким является труд в микротехнике, как защитный рефлекс менее цельна и более избирательна. Ее нельзя сравнивать с усталостью при физическом труде и даже многих видах так называемого интеллектуального труда. Это словно бы уста­ лость только нервной системы, раздираемой разностями нагру­ зок при ограниченном количестзе работающих мышц. Допусти­ мое нормальное состояние усталости для отдельных участков нервной системы наступает в таких случаях несколько раньше, когда мы из-за общего запаса сил чувствуем себя не совсем уставшими. То есть нормальная усталость, после которой орга­ низм восстанавливает свою работоспособность без каких-либо малейших внутренних нарушений, при негармоничном труде может нами не замечаться. Эта усталость не выражается так четко, как при физическом труде. Иногда это всего лишь желание бросить работу, казалось бы, без признаков физиче­ ского утомления, «потому что она уж очень надоела». Но это и

117

есть то утомление, при котором в физическом труде мы были бы совершенно неспособными работать производительно. А при негармоничном труде, где усталость как защитный рефлекс тоже негармонична, мы сплошь и рядом работаем в состоянии переутомления, считая его лишь началом утомления.

При этом вопреки существующим представлениям мы можем развивать высокую производительность при отличном качестве работы, не чувствуя при этом «страшной усталости». Наоборот, из-за быстрого избирательного нарушения нормаль­ ных процессов возбуждения и торможения усталость может приобретать не совсем обычную форму. Мышление по отноше­ нию к данному труду может иметь исключительную ясность, тогда как ассоциативное мышление, касающееся других сторон деятельности, и память резко ухудшаются. Движения рук стано­ вятся особенно точными, и лишь изредка могут «проскакивать» неожиданные ошибочные моменты, которых не было раньше и которые могут и не повлиять на общее качество работы. Чувство к браку тоже обостряется, а затем превращается в излишнюю придирчивость.

Таким образом, при очень интенсивном и негармоничном труде, которым является труд в микротехнике, нормальное функционирование нервной системы может нарушаться очень быстро. И мы некоторое время продолжаем усердно работать в состоянии утомления, считая, что до него «еще далеко». А когда оканчиваем работу, почувствовав себя уставшими, то на самом деле находимся уже в состоянии переутомления. Негармонич­ ный труд в микротехнике при его неправильной организации чем-то напоминает действие алкоголя, который не дает возмож­ ности человеку вовремя правильно почувствовать и оценить реальное состояние своего организма. А переутомление подрывает наши силы, ослабляет стойкость организма против болезней, разрушает любовь к избранному делу.

Поэтому всякий негармоничный труд, а в данном случае труд в микротехнике, требует очень тщательной организации.

Мы должны заканчивать работу раньше, нежели почув­ ствуем себя сколько-нибудь уставшими. Состояние организма

118

после такого труда должно напоминать состояние спортсмена после хорошей и правильной тренировки, когда он, уходя из спортивного зала или со стадиона, чувствует себя достаточно бодрым и по-доброму завистливым к тем, кто пришел позже и продолжает тренировку.

О ТОЧНОСТИ ДВИЖЕНИЙ

В микротехнике точность движений имеет первостепенное значение. Та степень точности движений, которая удовлетво­ ряет нас в будничной жизни и в большинстве современных профессий, здесь неприемлема.

Если внимательно присмотреться, можно заметить, что почти все наши обычные движения имеют большую или мень­ шую долю примеряемое™, то есть выполняются с постоянной подкорректировкой, растянутой в пределах каждого движения. Присмотритесь, как люди берут разные предметы, как передви­ гаются, как ведут себя при разговоре и т. д. Едва ли не все движения имеют заметную неточность, подправляемую по ходу движений. Открыв портсигар, человек, например, часто не зна­ ет, какую сразу взять Сигарету. Неопределенность мысли отра­ жается на движении руки, а иногда на движении всего тела. То же самое замечается, когда мы берем вещи и предметы без выбора, будь то книга, карандаш, часы и т. д. Мы сплошь и рядом берем вещи неточно, как бы нащупывая их; рука часто не попадает точно на нужный предмет, и мы тогда делаем быстрое, едва заметное, уточняющее движение. Подкорректировка дви­ жений наблюдается и тогда, когда кладем предметы. Если бы это было не так, мы бы не подправляли уже положенные вещи так часто, как это делаем.

Некоторые движения имеют настолько выраженную неточ­ ность, что она приобретает психологическую окраску, отражая помимо воли наши мысли, сомнения, желания и т. д.

Но всякие движения могут быть очень точными, если они заучены или хорошо обдуманы заранее. Подобно тому как неяс-

119