Владимир Орлов - Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения

• Название: Трактат о вдохновенье, рождающем великие изобретения
• Автор: Владимир Орлов
• Издательство: Знание
• Жанр: История
• Год: 1964

Сознаюсь, я сделал робкую попытку написать такую книжку, где брожение ума создавалось бы в узорном ходе русской беседы. Дать собрание пестрых притч, призванных будить, беспокоить, тревожить изобретатель-скую мысль и клонить ее к некоторым выводам. Каким? В том-то и сила притчи, что от нее, как иголки на спинке ежа, расходятся во многие стороны стрелки умозаключений.

Это книжка о путях изобретений и о качествах, необходимых изобретателю.

В толстых книгах по истории техники можно изредка встретить рассказы о том, как являлись изобретателям в головы их счастливые идеи. Мы пересказали в этой книжке часть из этих рассказов. Они прямо говорят о качествах, полезных изобретателю. К сожалению, достаточно ярких рассказов тут немного: изобретатели были заняты сильнее придумыванием своих машин, чем размышлениями над тем, как их изобретают.

Но не только по рассказам изобретателей можно догадаться о нужных изобретателю качествах. Можно сообразить кое-что, проследив за тем, как изменяются машины. Поглядишь на нынешнюю машину, мастерящую самые немудреные штуки, вроде спичечных коробков, заглядишься, как ловко и ладно сгибает она фанеру домиком и любовно, без складок оклеивает его пестрой бумагой; заглядишься и забудешь на миг, что нет в этих жирных железных пальцах ни капли живой крови, ни чуточки осязания, ни проблеска разума. Виден разум в машине…

Только не свой в ней виден разум, а того человека-изобретателя, который ее выдумал. Это он измыслил и предначертал пути, по которым проворно, дельно, без промаха мечутся ролики, тяги, эксцентрики и рычаги. Это тень его разума работает в машине, облеченная в железо.

Тень изобретательского разума живет в вещах, и вещи, созданные людьми, на века сохраняют следы их духовных черт, словно камни, хранящие оттиск древних растений. Палеонтологи делают раскопки и находят отпечатки — следы движения исчезнувших существ. Археологи делают раскопки и по найденным вещам восстанавливают духовный облик исчезнувших народов. Тут запечатлелись следы движения мысли людей, изменяющих вещи. Наблюдая вещи в их изменении, развитии, можно сделать кое-какие выводы? о внутренних свойствах людей, изменяющих вещи, о личных качествах изобретателя. Тут запечатлелись следы мыслительных фигур, приводивших изобретателей к изобретениям.

Потому пришлось включить в книжку рассказы, поясняющие некоторые законы изменения вещей.

Повторяю, это не учебник по истории техники и не ученый трактат о творчестве. Это некое собрание занимательных статей. Потому сюда включены и живые впечатления очевидца от его путешествий в Страну изобретений — в мир советской атомной техники, мир лазеров и электронных машин, верфей космических кораблей и цехов искусственных алмазов.

---

И таинственного вида приборы, демонстрируемые здесь, кажутся стоящими на подступах к океану. Знаменательное соседство!

Бесполезно обращаться даже к древней мифологии, чтобы выразить в величественной аллегории грандиозность подвига, на который поднялись современные ученые, создавая эти приборы. На столь дерзкие свершения не решались идти всемогущие герои и боги. Даже пылкая народная фантазия, породившая ковер-самолет и перо жар-птицы, как бы прекращает здесь свое парение, чтобы создать насмешливую басню о синице, пытавшейся зажечь море, — ироническую притчу в осуждение искателей невозможного.

До недавних лет, как мы знаем, атомная энергия получалась лишь в результате деления в ядерных реакторах тяжелых ядер урана и тория. Драматическая коллизия развития атомной энергетики, заключается в том, что запасы тяжелых элементов на Земле не так уж велики. Если всю энергетику земного шара перевести на уран и торий, то запасы иссякнут за два века. Добавим, что в этот же срок, вероятно, исчерпаются резервы угля и нефти.

Но, может быть, не менее остра проблема удаления отходов — радиоактивных осколков разбитых ядер тяжелых элементов? По свидетельству одного из американских ученых, если бы все потребности США в энергии удовлетворялись за счет ядерных реакторов, то пришлось бы решить задачу удаления такого количества радиоактивных продуктов деления, которое эквивалентно отравляющему действию взрывов 200 тысяч атомных бомб; к 2000 году количество радиоактивных отходов было бы эквивалентно взрыву 8 миллионов атомных бомб в год.

Многочисленные доклады ученых на конференции свидетельствуют, что проблема удаления радиоактивных твердых остатков и газов в наступающем атомном веке станет вскоре первоочередной. Словно гоголевские мертвецы, захороненные радиоактивные отходы имеют обыкновение вставать из своих могил.

Вот один очень яркий пример возникающих затруднений.

В Мировом океане существует 19 подводных впадин, по глубине превышающих 7 километров. В эти мрачные пропасти предлагалось сбрасывать контейнеры с отходами, образуя глубоководные кладбища радиоактивных изотопов. Полагали, что глубинные водные массы во впадинах неподвижны и что радиоактивные вещества, растворенные в этой мертвой воде, не будут выноситься на поверхность.

Но советские ученые В. Богоров и Е. Крепе показали, сколь опасны и сомнительны эти проекты, тем самым серьезно предупредив человечество. Советские океанографы на судне «Витязь» исследовали в Тихом океане двенадцать глубоководных впадин. Отважные океанографы изучили не только рельеф впадин, но и тонкости физических, химических и биологических процессов внутри них. Определили проветриваемость вод кислородом, окисление грунта, распределение жизни в толще воды. И по ряду этих прямых и косвенных данных пришли к грозному выводу, что воды в глубинах впадин находятся в непрерывном движении, что любой захороненный здесь «радиоактивный мертвец» неминуемо встанет из своей глубоководной могилы и пойдет разгуливать по свету.

Освоение управляемых термоядерных реакций разрубает одним ударом упомянутые выше затруднения. Человечество сможет использовать колоссальные запасы водорода в океане в качестве ядерного топлива. И в термоядерных реакторах почти не будет образовываться вредных радиоактивных веществ (за исключением, быть может, наведенной радиоактивности в строительных материалах реакторов).

В термоядерных реакторах будет сжигаться тяжелый водород (дейтерий и тритий). Главное значение в будущем приобретут термоядерные реакторы, работающие на одном лишь чистом дейтерии. Может показаться, что дейтерий — слишком редкая разновидность водорода, ведь на каждые шесть тысяч ядер обычного водорода приходится лишь одно ядро дейтерия. Но и при таком соотношении один стакан обычной воды по заключенной в ней энергии будет равноценен приблизительно 100 литрам нефти.

Академик И. В. Курчатов привел в одной из своих статей потрясающие цифры: в ближайшие пятнадцать лет ежегодная добыча угля и нефти в нашей стране достигнет в сумме около миллиарда тонн. Только 400 тонн дейтерия потребовалось бы для замены этого количества угля и нефти! Еще двадцать лет назад это количество дейтерия могло показаться непомерно большим и труднодостижимым. Тогда со страшным трудом удавалось добывать граммы тяжелой воды, содержащей дейтерий. Теперь положение другое. У нас создано промышленное производство дейтерия. На одном из заседаний Женевской конференции советские ученые М. И. Малков, Г. Б. Зельдович и другие рассказали об одном из эффективных путей технологии производства дейтерия.

Дейтерий добывают путем перегонки жидкого водорода, получаемого, например, на химических заводах попутно с производством аммиака. Технологический процесс ведется в температурах, приближающихся к холоду космических пространств. На одну тонну выработанного аммиака можно получить стакан тяжелой воды. Стоимость дейтерия как горючего уже сейчас составляет менее одного процента стоимости угля.

Легче всего осуществить управляемую термоядерную реакцию на смеси из равных частей дейтерия и трития. Однако трития в природе ничтожно мало. Тритий искусственно получают путем облучения металла лития нейтронами. Пока это — дорогое производство. Но советскими учеными предложен остроумный выход: ведь при работе термоядерных установок будет выделяться огромный поток нейтронов. А что, если окружить реактор оболочкой из лития? Тогда под влиянием нейтронной бомбардировки литий начнет расщепляться на тритий и гелий. В ходе работы реактор будет сам для себя готовить ядерное топливо. Более того, запасы трития будут при этом непрерывно возрастать.

Хитроумные приборы выставки, подступившие к океану, — это прототипы грядущих термоядерных реакторов. Одна из американских моделей называется «Перхэпсатрон», что в переводе значит «возможнотрон».

Можно сказать, что все экспонируемые приборы в какой-то мере «возможнотроны»; они с большей или меньшей убедительностью демонстрируют лишь принципиальную возможность построения в будущем термоядерного реактора. Они так же относятся к своему грядущему потомку, как старинный эолипил Герона к современной паровой турбине, как сегнерово колесо к современному гидравлическому двигателю, как магнитные подковки и катушки Фарадея к современному электрогенератору, как грозоотметчик Попова к современной радиостанции.

Поразительно принципиальное сходство приборов, построенных антиподами на разных концах земли, за семью замками лабораторий, в обстановке глубочайшей секретности. И наивно полагать, что ученым удалось разгадать секреты друг друга. Они просто пытались проникнуть в одну общую тайну — великую тайну природы. Они порознь вели единоборство с природой и держались единственно возможной тактики: разгадать законы природы, подчиниться этим законам и тем самым подчинить природу себе. Их конечные выводы получились едиными, как едины законы природы.

Теперь стало возможно проследить перипетии мировой изобретательской и исследовательской мысли по дороге на океан.

Грандиозные успехи атомной энергетики, опирающиеся на деление тяжелых ядер, стали возможны благодаря беззаветной работе ученых, бескорыстно изучающих сердце атома. И мы вправе сказать, что к первому этапу атомной энергетики человечество проникло через узкие дверцы микромира.

Ко второму этапу атомной энергетики, опирающемуся на слияние легких ядер, привели бескорыстные исследования звездного неба, отвлеченные достижения астрофизики, изучающей жизнь колоссальных космических тел Вселенной. Человечество идет к термоядерной энергетике сквозь широкие ворота макромира. В кулуарах конференции шутят, что идеи термоядерной энергетики буквально свалились с небес. И в этом еще одна разгадка их единства. Ведь над русскими, англичанами, американцами — одно и то же небо.

Термоядерные реакции потому и называются так, что происходят при очень высоких температурах. При таких температурах материя, вещество, образует первозданный хаос из мятущихся электронов и голых атомных ядер, с которых совлечены электронные оболочки. Из подобного материала построены солнце, звезды, туманности. Это состояние вещества называется плазмой.

Плазма очень подвижна и живет своей сложной, прихотливой жизнью. Электрические заряды привносят в ее движение свои склонности и антипатии, а течения, вихри и струи плазмы, обладают капризными свойствами намагниченных током проводников.

Поведением плазмы занимается теоретическая наука — магнитогидродинамика, младшая сестра аэрогидродинамики. Специалисты по магнитогидродинамике гордятся своей сложной наукой. Она шире объемлет мир, чем ее старшая сестра. Аэрогидродинамике подчиняются лишь нижняя часть атмосферы и четыре океана земного шара, а магнитогидродинамике— вся остальная Вселенная. Магнитогидродинамика это и есть тот теоретический мост, который объединяет Крабовидную туманность, затерянную в безднах неба, и прообраз термоядерного реактора на лабораторном стенде. Уравнения ее описывают анатомию мощного электрического разряда и кипение пламенного океана на поверхности солнца, «огненные валы» которого воспел еще Ломоносов. Она вооружает инженерную мысль возможностями небывалого величия и красоты. На протяжении многих тысячелетий истории материальной культуры люди строили свои орудия из организованной материи — камня, бронзы, железа, стекла. А теперь они могут создавать их и из первозданной материи — звездного хаоса, и человечество с надеждой взирает на этот гордый акт творения.