Когда физики в цене
Шрифт:
Когда советские ученые работали над проблемой посылки на Луну космического корабля, они сочли, что на первых этапах полетов, наиболее разумным будет решение, при котором посадка на Луне, взятие проб грунта, и обратный старт должны быть осуществлены автоматически, без риска для жизни людей. Такой автоматический лунник был создан и полностью оправдал возлагаемые на него надежды.
Или взять алмазную проблему: Советские ученые осуществили оригинальную трактовку алмазной проблемы. Как вы знаете, получение искусственных алмазов долго будоражило воображение людей, многие мечтали получить их, отваживаясь на самые хитрые опыты — пытались получить их даже из угля. Это было очень заманчиво, так как уже довольно давно известно, что драгоценный алмаз и банальный графит фактически одно
Давно прошла полоса авантюрной погони за дешевыми бриллиантами, настала пора строгого научного подхода к проблеме. В наше время над ней работали советские ученые под руководством академика Верещагина и американские ученые.
С помощью техники сверхвысоких давлений американцы получили искусственные алмазы. Получил их и Верещагин. Но помню, когда я беседовала с Верещагиным о его работах, он был захвачен особым поворотом этой проблемы.
— Я хочу, — говорил он, — использовать метод высоких давлений, особенно эффективный, если вещество подвергается давлению в жидкости, для создания особой технологии упрочения материалов. Я хочу создать прокатный стан для получения труб, проволоки, деталей особой прочности. Для промышленности это очень важно.
В Институте Верещагина я видела опытный образец такого прокатного стана. Он был полностью погружен в резервуар с водой, находящейся под очень высоким давлением. Установка работала автоматически без участия человека.
Как видите, наши ученые остроумно повернули алмазную проблему. Они научились придавать обыкновенным материалам несвойственную им высокую прочность. И с помощью высокого давления не только получили искусственные алмазы и боразон-кристаллы тверже алмаза, — но создали новую технологию металлов, несущую революцию в технику будущего.
Другой пример. Еще со времен Ньютона ученые пытались объяснить голубой цвет неба. Этой задачей занимался великий английский ученый Релей, но окончательно решил ее в начале нашего века молодой русский физик Мандельштам. Он продолжал и позже заниматься проблемой рассеяния света, еще более сложной, чем загадка небесной лазури. Вместе с ним над этим работал и Ландсберг. Над тем же думали два индийских ученых Раман и Кришнан. Это полная драматизма история — с победами и поражениями, с несправедливостью и разочарованием.
Я хочу подчеркнуть, что Мандельштам и Ландсберг, разработанную ими научную и лабораторную методику не оставили на складе истории, не сдали в музей для потомков. Они использовали эту аппаратуру для практических целей. Они дали промышленности отличный способ изучения свойств сложных веществ. Они научили инженеров испытывать различные вещества светом и показали, как эти вещества ставят на луч света свои особые метки. Каждое вещество метит свет по-своему. И по этим меткам можно узнать очень многое о неизвестных веществах: их состав и строение. Теперь, пользуясь этим методом, ученые изучают строение жидкостей, кристаллов и стекловидных веществ. Химики определяют этим методом структуру различных сложных соединений. Этот метод позволяет в условиях заводской лаборатории быстро и точно производить количественные и качественные анализы авиационных бензинов, продуктов переработки нефти и многих других сложных органических жидкостей.
Обо всем этом я пишу в своих книгах, изданных и у вас, в Японии.
В книгах рассказано и о счетчиках заряженных частиц Лауреата Нобелевской премии академика Черенкова, родившихся из долго казавшейся бредовой идеи свечения простой воды. Эти счетчики теперь стали неотъемлемой принадлежностью любого синхротрона, любой космической ракеты.
Там есть и история о том, как мало кем поначалу разделяемое увлечение академика Скобельцына космическими частицами; «праздное» чтение профессором Шкловским древних китайских и японских хроник в поисках описаний необычных небесных явлений; блестящая техника астрономических наблюдений академика Амбарцумяна — привели к разгадке тайн радиозвезд и пульсаров. Эти небесные объекты посылают на Землю такие точные радиосигналы, что поначалу было желание приписать их разумным существам из других миров. Оставаясь на земле Амбарцумян, Гинзбург и Шкловский сумели понять причину событий, разворачивавшихся в течение долгих веков на расстояниях в сотни тысяч световых лет от нас. Они разгадали тайну рождения космических частиц, несущихся к Земле с огромной скоростью и энергией. Они разгадали механизм ускорения этих частиц, и он оказался близким к тому, который использован в земных ускорителях, получающих частицы со сверхвысокой энергией.
В этих книгах рассказано и об изучении явления цунами «в пробирке», о «черной Луне» профессора Троицкого, которую он создал на земле и с ее помощью определил строение поверхности и недр Луны задолго до того, как нога человека ступила на нее; о радиотелескопе профессора Хайкина и работах Парийского, раскрывших древнюю загадку о центре нашей Вселенной. Они узнали, что скрывает в себе сердце Млечного Пути, этой таинственной полосы звезд слабого жемчужного света, разбрызганных по бархату ночного неба словно капельки росы. От советского академика Капицы мир впервые услышал слово «сверхтекучесть», от академика Ландау и Боголюбова узнал о механизме «сверхпроводимости» — явлениях, которые положили начало важнейшей области физики — физики сверхнизких температур. Конечно, здесь много сделали и ученые других стран. Серией убедительных экспериментов и виртуозных логических и математических построений эти блестящие физики подарили миру прозрение тайны низких температур, помогли узнать, как ведут себя известные на земле вещества в условиях космического холода. Это представляет не только чисто научный интерес, но и поможет человеку обжиться в космосе, и, что не менее важно, имеет выход в технику.
Сильно охлажденный металл не оказывает сопротивления электрическому току. По проводам из сверхпроводника можно было бы передавать электроэнергию на большие расстояния без потерь. Таких линий электропередачи еще нет, так как пока невозможно охладить до нужной температуры тысячекилометровые линии. А вот маленькие колечки охладить не трудно. При этом возбужденный в них ток может циркулировать по колечку сколь угодно долго. Колечко как бы запоминает его. Такие блоки «памяти» из сверхпроводников стали частью электронных вычислительных машин. Они компактны, дешевы, экономичны, они позволяют значительно снизить размер машин.
По мнению академика Капицы низкие температуры несут много новых надежд радиотехнике. Радиоприемник, некоторые части которого охлаждены, приобретает такую повышенную чувствительность, как будто мощность радиостанции подскочила в сотни раз.
Сверхпроводящие металлы позволяют создавать электромоторы с необычайно высоким КПД. Магнит с обмоткой из сверхпроводника, помещенный в резервуар, где царит температура, близкая к абсолютному нулю, дает магнитное поле в десятки тысяч эрстед. Но это, конечно, не предел. Теория, разработанная советскими физиками Ландау, Абрикосовым, Гинзбургом и Горьковым, позволяет заранее подсчитать и выбрать нужный для магнита сверхпроводящий сплав. Они уже открыли ряд удивительных свойств сверхпроводящих материалов и позволили по-новому подойти к возможности получения сверхпроводящего состояния металлов не при низких температурах, что требует громоздкой аппаратуры, а при обычных. Тогда, действительно, станет реальной передача электроэнергии по проводам на большое расстояние без тех колоссальных потерь, с которыми сегодня мы вынуждены мириться.
Охота за тайнами низких температур в полном разгаре. Не все они разгаданы до конца, многие служат еще предметом споров между специалистами, но многие обещают быть полезными человеку.
Скажу несколько слов о любопытной, чисто умозрительной работе двух советских физиков Халатникова и Лифшица, учеников Ландау. Живший в У веке блаженный епископ Августин, прославившийся воинствующим религиозным мракобесием, известный своим изречением: «Лучше сжечь еретиков живьем, чем дать им коснеть в заблуждениях», не раз задумывался над актом рождения Вселенной. В своей исповеди он задается странным для своего сана вопросом: «Что делал Бог до того, как он создал мир?».