Формула невозможного
Шрифт:
Быстрое увеличение размеров исследовательского оборудования — тенденция, общая для всех отраслей науки. Но особенно четко она проявляется в авангардной области современной науки, в физике. В 1820 году Эрстеду потребовались всего полметра проволоки и магнитная стрелка, чтобы поставить свой знаменитый опыт, приведший к открытию магнитного поля тока. Но менее чем за полтора столетия проволока, которую держал в руках Эрстед, превратилась в циклопические термоядерные установки и гигантские ускорители…
Размеры научного оборудования растут все быстрее и быстрее. «Сначала мы предполагали строить ускоритель, который придавал бы частицам энергию в 50 или 70 миллиардов электровольт, — рассказывал академик Топчиев. — Знаменитый советский
Но пяти-семикратное увеличение энергии теперь уже кажется маленьким. Нужно поднять энергию разгоняемых частиц хотя бы раз в сто. Значит, нужен ускоритель на 1000 миллиардов электроновольт!
В подобном сверхмощном ускорителе скорость частиц приблизится к скорости света… При таком разгоне частица, как и скоростной самолет, не сможет вращаться по маленькому кольцу. Орбита, радиус «разворота» частицы поневоле возрастают. Если ускоритель в Дубне имеет радиус кольца З0 метров, то здесь он около трех километров!» 3
Быстро растут и размеры вспомогательного научного оборудования. Первые маятниковые часы были не больше обычных «ходиков». Астрономические часы начала XX века представляли собой внушительный прибор почти в человеческий рост. Затем появились «кварцевые» часы, не уступающие по размерам шкафу. А для размещения механизма современных «молекулярных» часов нужно уже специальное помещение.
3
«Неделя», 23–29 сентября 1962 г.
Характерная особенность: когда одно оборудование сменяется другим, принципиально новым, размеры сразу же, как бы скачком, увеличиваются. «Юные» радиотелескопы были крупнее «взрослых» оптических телескопов. «Новорожденные» электронные машины намного крупнее, чем «пожилые» механические счетные аппараты.
И еще одна особенность: производительность исследовательского оборудования (количество опытов, наблюдений, замеров в единицу времени) непрерывно увеличивается. В свое время Гершель направлял телескоп, пользуясь громоздкими лестницами, системой скрипящих катков и блоков. Рассказывают, что сестра Гершеля однажды упала с этих лестниц и сломала ногу… Современными телескопами-гигантами астрономы управляют, нажимая на кнопки.
«Производительность» исследовательского оборудования растет еще и потому, что увеличиваются точность и скорость измерений. Сто лет назад выдержка при фотосъемке составляла 10 минут. Сейчас уверенно фотографируют явления, протекающие за миллионные доли секунды.
Увеличение производительности научного оборудования, естественно, вызывает сокращение времени, затрачиваемого на один эксперимент. Обычно эксперимент представляет собой цепь последовательных операций.
Каждая такая операция раньше проводилась вручную или шла «сама по себе». Требовалось, например, несколько недель; чтобы отстоялись мелкие частицы, взвешенные в жидкости. С помощью современной ультрацентрифуги это осуществляется в течение минуты.
2
Я предупреждал, что мы ведем исследование. Это работа нелегкая, и я подозреваю, что читателю хотелось бы скорее перейти к фантастике. Скажем так.
Человек, стоявший у пульта, медленно оглядел комнату. Она была пуста. Бетонные, ничем не прикрытые стены — и больше ничего: ни стола, ни стула. Только массивная железная дверь рядом с желтой панелью.
Из ниши в невысоком потолке светила яркая лампа…
Мы действительно скоро перейдем к фантастике. Пока же, коль скоро о ней зашла речь, отметим любопытное обстоятельство.
Стремительный рост научного оборудования почти не замечен фантастами. Как известно, герой романа Уэллса «Человек-невидимка» сделал свое открытие в домашней лаборатории: «Я пользовался двумя, небольшими динамо-машинами, рассказывает невидимка, — которые я приводил в движение при помощи дешевого газового двигателя» 4 . Шестьдесят с лишним лет спустя герой повести А. Днепрова «Суэма» точно в таких же условиях создал электронное разумное существо: «…я начал работу над своей Суэмой дома… я стал приобретать материалы для будущей машины… по моему проекту была изготовлена многолучевая электронная трубка в форме шара диаметром в один метр…» 5
4
Г. Уэллс. Избранные произведения в трех томах. «Молодая Гвардия», 1956, т. 2, стр. 94
5
А. Днепров. «Уравнение Максвелла», стр. 69.
Нетрудно заметить, что фантастика здесь похожа на историческое повествование. Создатель сложнейшей кибернетической машины работает так, как, например, работал в конце прошлого века Рентген. «Для всего исследования, — писал об открытии рентгеновских лучей А. Иоффе, — почти не потребовалось сколько-нибудь сложных приборов: электроскопы, кусочки металлов, стеклянные трубки…» 6
Фантастика опережает действительность, когда речь идет об итогах науки. Герои современных фантастических произведений совершают межзвездные перелеты, создают кибернетические машины, не уступающие по силе разума человеку, перемещают планеты с орбиты на орбиту… Но, если верить фантастам, и через несколько столетий ученые будут работать так, как они работали во времена Рентгена.
6
А. Иоффе. «Встреча с физиками», стр. 22.
3
Вместе с увеличением размеров научной аппаратуры растет и исследовательское поле — минимальная «жилплощадь», необходимая для размещения всего комплекса оборудования. Еще в конце прошлого века исследовательским полем был стол ученого. Через двадцать-тридцать лет физику нужна была уже лаборатория, состоящая из нескольких комнат и мастерских. Ныне исследовательское поле выросло до размеров настоящего поля (в первоначальном значении этого слова). Здание, в котором размещен синхрофазотрон на 10 млрд. электронвольт, имеет объем в ЗЗ5.000 куб. метров. Эрстед получал ток от химического элемента, уместившегося в бокале. Синхрофазотрон питает электростанция, способная обеспечить энергией целый город!
Исследовательское поле (в физике) растет — если сравнивать с ростом оборудования — непропорционально быстро. Тут проявляется тенденция к использованию все более и более высоких потенциалов. Исследователю уже небезопасно оставаться рядом с прибором. Электронный микроскоп, например, создает сильнейшее рентгеновское излучение; поэтому управляют прибором на расстоянии, а изображение рассматривают на телеэкране.
И еще одна — исключительно важная — тенденция. Во времена Галилея требовались десятки лет, чтобы новое открытие стало известным широкому кругу ученых и — в свою очередь — было использовано для следующего шага вперед. К началу XX века период освоения новых открытий уменьшился примерно до года. В наше время этот период измеряется днями, а в наиболее важных случаях даже часами. Развитие телевидения и радио, укрепление контактов между творческими коллективами позволяют в принципе уже в самое ближайшее время сократить период освоения до нескольких минут.