Ирина Радунская - Кванты и музы

• Название: Кванты и музы
• Автор: Ирина Радунская
• Жанр: Физика

О встречах с людьми, которые участвовали или участвуют в творении новых центров кристаллизации открытий.

О встречах с идеями, сдвинувшими или готовыми сдвинуть с места застывшую глыбу неразрешённых проблем, развязавшими первый узелок в спутанном клубке противоречий.

О встречах со сбывшимися, нашумевшими открытиями и со скромными результатами, накапливающимися день за днём и вызывающими предчувствие грядущих перемен или надежду на взрыв прозрений.

Лишь о некоторых открытиях я попытаюсь рассказать в этой книге.

---

Но все эти успехи, наряду с естественным чувством удовлетворения, возбуждали и беспокойство. Учёные всё более удалялись от прежней простой картины мира к всё более сложной, причём никак не удавалось установить связи между отдельными хорошо изученными и, казалось, понятными явлениями.

Подобно тому как Эйнштейн поставил перед собой цель создания единой теории поля, на основе которой он надеялся понять все свойства известных ему полей и частиц и, возможно, предсказать новые, Гейзенберг пытался построить единую теорию материи, в основе которой находятся некоторые первичные частицы. Все остальные должны были образовываться из них в результате взаимодействий первичных частиц.

Гейзенберг, как и Эйнштейн, не достиг цели. На его пути возникли огромные трудности. Несмотря на ряд успехов не удалось ни установить внутреннюю структуру частиц, ни убедиться в неизменности их свойств. Даже известные частицы в некоторых ситуациях и экспериментах вдруг меняли свои свойства. Впрочем, Гейзенберга это не смутило. Он выдвинул удивительную гипотезу о том, что в микромире это закономерно: свойства частиц могут изменяться самопроизвольно в результате некоторых внутренних про цессов — подобно тому, как в куске железа может возникнуть состояние намагниченности даже при отсутствии внешних воздействий. Но и эта гипотеза не помогла.

Понадобилось четверть века усилий экспериментаторов и теоретиков для того, чтобы подготовить новое наступление на тайны строения вещества.

Сейчас многие учёные полны надежд на то, что приближается время возникновения новой теории, которая объединит идеи Эйнштейна и Гейзенберга, результаты тончайших экспериментов в разных областях физики. Эта теория, как мечтают учёные, расскажет наконец о тайне формирования «общества» микрочастиц. Возможно, в этом обществе не будет места «аристократии» первичных частиц. Возможно, выяснится, что вещество состоит из равноправных частиц, способных взаимодействовать и взаимопревращаться, подобно тому как это наблюдается в ряде опытов с уже известными частицами.

Единая теория микро— и макромира будет создана, хотя для этого и потребуются усилия многих учёных. Каждое существенное продвижение в этом направлении получит резонанс далеко за пределами лабораторий физиков…

Если и существует тайна, возбуждающая более острый интерес, чем тайна мироздания, то ею является, несомненно, загадка происхождения жизни. Она столь же трудна, столь же увлекательна и, пожалуй, ещё более близка каждому человеку.

Дарвин объяснил нам, как при помощи естественного отбора, без какого-либо участия высших сил происходила и продолжается эволюция живых существ. Опарин глубже, чем кто-либо до него, проник в азы начальной стадии эволюции, описал, как живое возникло из неживого. Но большинство из нас удовлетворится лишь при одном условии: если гипотеза подтвердится экспериментом, в котором хотя бы простейшие живые существа возникнут из какого-либо набора известных химических веществ.

Нет никакого сомнения в том, что такой опыт будет осуществлён. И, хотя многие его ожидают, многие понимают возможности и условия его выполнения, первый положительный результат такого рода станет величайшей сенсацией. Ещё бы — человек возвысится до того, что некоторые и теперь считают доступным лишь божеству.

А пока учёные отдают свои силы управлению жизнью. Это и медицина, стремящаяся избавить человечество от болезней и продлить его творческие годы, и различные разделы биологии, ставящие своей целью обеспечить людей продуктами питания и сырьём за счёт улучшения растений и животных, путём «приручения» и создания новых полезных микроорганизмов. При этом на вооружение берётся всё: от традиционных методов селекции до генной инженерии, позволяющей учёным видоизменять наследственные свойства организмов путём тончайших операций в самых интимных глубинах отдельной живой клетки.

Ещё одна из наиболее животрепещущих проблем современности — энергетическая проблема. Специалисты всё более точно оценивают запасы известных источников энергии — нефти, угля, урана и тория, рек и приливов. Оценивают они и грядущие энергетические потребности человечества с учётом роста населения и повышения жизненного уровня развивающихся стран. Эти оценки, если они не учитывают возможностей термоядерного синтеза, оказываются пессимистическими. А уверенно оценить сроки создания термоядерных электростанций пока невозможно.

Многие исследователи считают, что самый короткий путь к изобилию энергии — это использование солнечного излучения. Уже созданы образцы полупроводниковых приборов, преобразующих в электроэнергию около одной пятой части поглощённого солнечного света. Они ещё дороги, но уже сейчас применяются в космических системах, где другие источники энергии потребовали бы ещё больших затрат. О широком использовании полупроводниковых солнечных батарей можно будет ставить вопрос, когда они будут дешёвыми, а это, несомненно, достижимо.

Все более очевидной становится недооценка человеком колоссальных энергетических запасов земных недр. А ведь за счёт тепла, скрытого в чреве нашей планеты, можно покрыть значительную долю энергетических потребностей человечества. Запасы земных кладовых огромны. Проблема в том, чтобы длительно и в значительных количествах извлекать это тепло при разумных затратах. Сейчас это возможно лишь в немногих местах, обладающих большими ресурсами горячих подземных вод. Но и здесь возникают сложности: эти воды содержат так много минеральных солей, что внутренние поверхности трубопроводов очень быстро будут буквально закупорены накипью. Бороться же с этим дорого и трудно. Но от мысли использовать эти ресурсы учёные, конечно, не отказываются. И уверяют, что в начале XXI века земные недра станут надёжным источником энергоснабжения.

Кстати, к оптимистическим прогнозам в этой области относятся и обещания полнее использовать силу ветра, прибоя и приливов, разность температур поверхностных и глубинных слоёв морей и океанов.

Мечтают учёные и о менее очевидных, но обнадёживающих источниках энергии: неизвестных природе, выведенных людьми сортах растений, водорослей, утилизирующих солнечную энергию лучше, чем природные растения. И тут логика мысли перебрасывает мостик к ещё более отдалённой перспективе: к надежде осуществить такие фотореакции, которые, в отличие от природного фотосинтеза, имеют своим продуктом не кислород и сложные органические вещества, входящие в состав растений, а кислород и водород или кислород и простейшие органические соединения, например, такие газы, как метан, пропан или ацетилен. Их можно будет не только просто использовать в качестве топлива, но и удобно транс портировать на любые расстояния.

Каждый реальный шаг в одном из этих направлений будет иметь далеко идущие последствия, масштабы которых невозможно предвидеть.

Я хочу закончить книгу словами, передающими лежащую в её основе мысль в сжатой, лаконичной форме: «Современная наука — дочь удивления и любопытства, которые являются скрытыми движущими силами, обеспечивающими её непрерывное развитие».

Это сказал один из самых глубоких учёных наших дней, французский физик Луи де Бройль.

Он не одинок в этом мнении. Никто из мыслителей, о какой бы области человеческой деятельности ни заходила речь, не отрицал и не отрицает роли любопытства, страсти, мечты в деле познания мира, равноправия мысли и воображения, разума и чувств в творческом поиске.

Ещё Белинский говорил: «Чувство — огонь, мысль — масло». Но синтез чувственного и абстрактного восприятия окружающего мира особенно характерен для деятельности современных людей.

Кванты и музы, их союз — это символ нашей эпохи. В этом союзе кроются главные созидающие силы познания.

Мечты двигают прогресс.

Мечта, оснащённая всей мощью современной науки, приведёт к такому расцвету цивилизации, когда в полную меру сможет засиять всеми своими гранями творческий талант Человека.

ПОСЛЕСЛОВИЕ

У этой книги будет множество читателей. Каждый, занимающийся созидательным трудом, даже самым будничным, несомненно, извлечёт из неё что-то сугубо личное, связанное с его прошлым опытом, с его представлением о будущем.

Но кое-что может и ускользнуть. Поэтому всегда полезно обсудить прочитанное.

Я, как один из первых читателей этой книги, увидевший её ещё в рукописи, хочу поделиться здесь своими впечатлениями.

В главе первой мы встретились с творцами новой физики, мы увидели, что все их успехи, все грандиозные победы в споре с самой природой, в борьбе с заблуждениями, которые достались им в наследство от классической физики, в бессилии склонившей голову перед «проклятыми» вопросами, — это каскад открытий. Мы вместе с победите лями восторгались трофеями, бережно перебирали стойкие истины, уцелевшие среди пожарищ споров и сомнений. И вместе с победителями задумывались о том, как трудна будущая кампания — сколь напряжёнными должны оказаться новые битвы за истину.