Физика будущего
Шрифт:
Ответ на вопрос «Что же случилось?» очевиден. Случились наука и техника. Наука и техника — двигатели процветания. Разумеется, каждый волен игнорировать их — но под свою ответственность. Мир не станет стоять на месте только потому, что вы читаете религиозный текст. Если вы не сумеете овладеть последними достижениями науки и техники, это сделают ваши конкуренты.
Власть над четырьмя силами
Но как именно сумела Европа — темная лошадка — после столетий невежества внезапным рывком обогнать Китай и мусульманский мир? Здесь сыграли роль как социальные, так и технологические факторы.
При анализе
Первое взаимодействие, или первая сила, — это гравитация, которая удерживает нас на поверхности земли, не дает Солнцу взорваться и придает стабильность Солнечной системе. Второе фундаментальное взаимодействие — электромагнитная сила, которая освещает наши города, вращает двигатели, питает лазеры и компьютеры. Третье и четвертое взаимодействия — это слабые и сильные ядерные силы, которые не позволяют распасться ядрам атомов, зажигают звезды на небесах и порождают термоядерный огонь в центре нашего Солнца. Все четыре фундаментальных взаимодействия были открыты в Европе.
Каждый раз, когда физикам удавалось обнаружить и понять действие одной из этих сил, история человечества меняла свой ход, и Европа идеально подходила для исследований и обретения новых знаний. Исаак Ньютон, наблюдая падение яблока и видя Луну в небе, задал себе вопрос, который навсегда изменил историю цивилизации: если яблоко падает, то почему не падает Луна? Блестящее озарение, посетившее его в возрасте 23 лет, помогло понять, что яблоко заставляют падать на землю те же силы, что управляют движением планет и комет в небесах. Ньютон сумел применить только что придуманную им новую математику — дифференциальное и интегральное исчисление — для расчета траекторий движения планет и спутников и первым расшифровал небесную механику. В 1687 г. он опубликовал «Начала» — книгу, которая, пожалуй, принадлежит к числу важнейших научных трудов в истории человечества, оказавших наибольшее влияние на его историю.
Что еще важнее, Ньютон ввел в обиход новый способ мышления и законы механики, по которым можно рассчитать движение любых тел через действующие на них силы. Человек перестал быть беспомощной игрушкой демонов и неведомых духов; теперь объекты двигались по строгим законам под действием четко определенных сил, которые можно было измерить и покорить. Возникла ньютонова механика, пользуясь которой ученые могли точно предсказать поведение машин; пришел черед парового двигателя и паровоза. Сложную динамику паровых машин и станков теперь, согласно законам Ньютона, можно было систематически разложить — винт за винтом, рычаг за рычагом. Так что закон тяготения, открытый Ньютоном, в значительной степени проложил путь европейской Промышленной революции.
Затем в XIX веке, опять же в Европе, Майкл Фарадей, Джеймс Клерк Максвелл и другие открыли второй вид фундаментального взаимодействия — электромагнетизм. Это событие тоже произвело в науке настоящую революцию. Томас Эдисон, построив генераторы на станции «Перл-стрит»
Наконец, ядерные силы, также открытые европейскими учеными, в настоящее время вновь меняют мир вокруг нас. Мы сегодня получили возможность не только раскрывать тайны небес и источники энергии звезд, но и заглянуть внутрь самих себя; медицина давно уже не обходится без физических знаний, связанных с ядерными силами: это различные виды томографии — и магнитно-резонансная, и аксиальная, и позитронно-эмиссионная; радиотерапия; ядерная медицина. Ядерные взаимодействия правят бал внутри атома и управляют заложенными там колоссальными силами, а потому могут в конце концов определить судьбу человечества. Что ждет нас: процветание и неограниченная энергия ядерного синтеза или смерть в ядерном аду?
Ближайшее будущее
(с настоящего момента по 2030 г.)
Четыре стадии развития техники
Удачное сочетание социальных перемен и овладения четырьмя типами фундаментальных взаимодействий вывело Европу на лидирующие позиции в мире. Но технологии динамичны, они то и дело меняются. Они рождаются, развиваются, расцветают и гибнут. Чтобы понять, как конкретные технологии в ближайшее время изменят мир, полезно посмотреть, как они подчиняются некоторым законам эволюции.
В развитии массовых технологий, как правило, можно выделить четыре основных этапа. В этом несложно убедиться, взглянув на историю бумаги, водопровода, электричества и компьютеров. На первом этапе продукты этой технологии обходятся так дорого, что их неусыпно охраняют. Бумага в виде папируса, изобретенная древними египтянами, и позже бумага, придуманная китайцами, тысячи лет назад были настолько драгоценны, что один папирусный свиток могли охранять десятки жрецов. Эта технология, хотя и была примитивной, дала мощный толчок развитию древней цивилизации.
Второй этап для бумаги наступил около 1450 г., когда Гутенберг изобрел способ печати подвижными литерами. Появились первые «личные книги»; человек мог приобрести для себя книгу, содержавшую мудрость не одной сотни древних свитков. До Гутенберга во всей Европе едва насчитывалось 30 000 томов, а к 1500 г. книг было уже девять миллионов; доступные книги оживили интеллектуальную жизнь Европы и стали мощным стимулом для Возрождения.
Но около 1930 г. для бумаги начался третий этап, когда ее стоимость упала невероятно. Возникли личные библиотеки, один человек мог владеть сотнями книг. Бумага превратилась в обычный потребительский товар, ее стали продавать тоннами. На этом этапе бумага была везде и нигде, она невидима и вездесуща. Теперь же мы находимся на четвертом этапе, когда бумага стала вопросом моды. Мы украшаем свой мир бумагой всевозможных расцветок, форм и размеров. Огромную часть городской свалки составляет именно бумага. Бумага прошла путь от тщательно охраняемой драгоценности до мусора.