Читать интересную книгу Рассказывают ученые - неизвестен Автор

Перспективы, скажем, до 2000 г. просматриваются довольно ясно и однозначно. К указанному сроку атомная энергетика станет преимущественной компонентой электроэнергетического баланса. Она будет опираться на реакторы-размножители, которые дают больше ядерного горючего, чем потребляют его. К этому времени основой технологии станет квантовая электроника. Кибернетика будет введена в основные производственные процессы. Молекулярная биология и особенно радиационная генетика позволят преобразовать органическую жизнь. Химия приблизится к возможности делать "все из всего" и коренным образом изменит сырьевую базу производства. Экономический эффект: в нашей стране производительность труда будет возрастать не только с большой скоростью, но и с непрерывным ускорением.

Что же касается более далеких прогнозов, которые еще не обрели хронологической определенности, то для них исходным пунктом являются теоретические коллизии современной физики и некоторые экспериментальные направления. Сейчас физика занята подготовкой вопросов, которые будут заданы природе с помощью новых, чрезвычайно мощных ускорителей частиц. Я имею в виду ускорители, которые будут превосходить самые мощные современные установки в десятки раз. Они дадут возможность проникнуть в очень малые пространственно-временные области - порядка 10-13 сантиметра и 10-24 секунды. Можно ожидать, что в этих областях наука столкнется с принципиально новыми явлениями. В частности, есть основания предполагать, что здесь частицы не движутся в обычном смысле, а возникают и исчезают, то есть основная проблема состоит не в поведении, а в бытии частиц.

Очевидно, развитие этого направления потребует не только огромных экспериментальных, но и весьма больших интеллектуальных усилий, преобразования логики научного мышления. А это в свою очередь не может не сказаться на общем интеллектуальном потенциале науки.

В свое время теория относительности не только привела к таким практическим выводам, как использование внутренней энергии атомного ядра, но и оказала заметное воздействие на цивилизацию вообще преобразованием самого стиля научного мышления. Современная физика, опираясь на изучение микромира и космоса, идет к еще более радикальному преобразованию научного мышления.

Можно ли сейчас сказать что-либо определенное о возможностях человеческой цивилизации, когда она овладеет тайнами микромира? Как будет выглядеть эта "послеатомная" цивилизация - эпоха, которая наступит тогда, когда практическое применение получат не только достижения атомной физики, но и физики элементарных частиц?

Контуры "послеатомной" цивилизации можно наметить лишь весьма неопределенно. Однако не исключено, что центральную роль в практических применениях "послеатомной" физики будут играть процессы трансмутации частиц, в том числе аннигиляции пар частица - античастица.

Сейчас такие процессы относятся к числу довольно экзотических. Но весьма вероятно, что именно они станут исходным научно-техническим звеном "послеатомного" века, подобно тому как экзотические для конца 30-х годов процессы деления ядер урана стали исходным звеном атомного века.

Процессы трансмутации частиц в принципе могут освободить всю энергию, соответствующую всей массе покоя вещества. Это примерно в тысячу раз больше, чем при делении ядер урана.

Если удастся изолировать античастицы, отделив их от частиц, мы получим аккумулятор, который сможет накапливать в каждом грамме вещества 9-1020 эрг энергии. Подобные сверхаккумуляторы найдут себе применение в космических кораблях и позволят достичь периферии Солнечной системы, а может быть, даже выйти за ее пределы.

С помощью достижений физики элементарных частиц станет возможной аккумуляция энергии в очень малых по размерам приборах, в которых на миллиметровых или еще меньших уровнях создаются мощные электромагнитные поля, высокие напряжения, температуры, давления... Высокоэнергетическая миниатюризация может радикально изменить всю технологию и силовой аппарат производства. Подобные сверхаккумуляторы найдут широкое применение и в медицине.

По-видимому, мир, который открывается перед современной физикой, - это все более "странный" мир?

Да, это так, но "странность" его - особая, специфическая для нашего времени. Очень крупные, эпохальные открытия всегда раскрывали "странную", непривычную, парадоксальную реальность. Такой реальностью была, например, гелиоцентрическая система.

Парадоксы неевклидовой геометрии стали парадоксами бытия, схемой реального "странного" мира в нашем столетии в рамках общей теории относительности и релятивистской космологии. Но даже не в этом специфическая "странность" современной картины мира. Сейчас новые фундаментальные представления о мире не перестают быть странными, не становятся традиционными. Из всех исторических традиций науки современная физика берет прежде всего "традицию антитрадиционализма" и делает ее необходимым условием научного творчества. Но именно в этом - отличие разума от рассудка: немецкая классическая философия присвоила рассудку функцию подведения наблюдений под известные законы, а разуму - функцию изменения законов. Современная наука (именно в этом "странность" ее результатов, именно в этом - смысл понятия "меганаука", именно в этом - основа характерной для нашего времени связи фундаментальных исследований с практикой) - апофеоз разума. И тем самым - беспрецедентное исключение иррационализма во всех его модификациях из современной культуры.

Д. А. Франк-Каменецкий

От мегамира к микромиру

[Известного советского физика-теоретика доктора физико-математических наук, профессора Давида Альбертовича Франк-Каменецкого уже нет среди нас. Данная беседа состоялась в 1969 г. Однако многие высказанные в ней мысли сохранили свою актуальность и до сегодняшнего дня. В тех случаях, когда развитие науки внесло изменения в существовавшие ранее представления, мы дали соответствующие подстрочные примечания. - Ред]

Какое значение для теории происхождения химических элементов имеет открытие новых необычных объектов во Вселенной, излучающих громадные количества энергии, в частности квазаров?

Эта проблема принадлежит к числу еще не решенных вопросов современной астрофизики. Существует довольно распространенная точка зрения, согласно которой для решения всех вопросов, связанных с происхождением элементов, достаточно рассмотрения процессов, происходящих в звездах. Что же касается космических процессов катастрофического характера (в частности, взрывных явлений), то они здесь ничем помочь не могут.

Однако я не согласен с подобной точкой зрения. Дело в том, что за последнее время накопился ряд данных, заставляющих предположить, что мы знаем еще далеко не все космические процессы, ответственные за фактически наблюдаемое распределение химических элементов во Вселенной. Вот хотя бы "проблема гелия". Согласно теории расширяющейся "горячей" Вселенной, в космических объектах должно содержаться не меньше 25 - 30 процентов гелия. Данные же астрономических наблюдений дают более низкое число - не больше 20 процентов. Известны отдельные звезды, в которых содержание гелия еще значительно ниже. С другой стороны, привести к почти полному разрушению гелия термоядерные процессы не могут. В связи с этим возникает подозрение, что в дозвездной стадии существования материи, теорию которой развивает В. А. Амбарцумян, могли происходить не термоядерные процессы, а процессы, связанные с очень высокой концентрацией электромагнитной энергии, способные приводить к разрушению гелия.

Вторая проблема - это "проблема дейтерия", тяжелого водорода. Дело в том, что в "земном" водороде содержится около одной шеститысячной доли дейтерия. Как известно, водород - самый распространенный химический элемент во Вселенной. Однако содержание в нем дейтерия пока еще точно неизвестно. Но если оно совпадает с тем, что мы наблюдаем в земных условиях, возникает трудноразрешимая задача. Ведь при термоядерных реакциях в недрах звезд дейтерий очень быстро уничтожается, "выгорает". Между тем одна шеститысячная - это очень высокий процент содержания дейтерия в водороде. И если химические элементы образуются исключительно при термоядерных реакциях в звездах, то совершенно непонятно, как эти реакции могли обеспечить столь высокий процент.

Правда, высказывается предположение, что "земной" дейтерий образовался в результате так называемых холодных плазменных процессов в процессе образования Солнечной системы и, следовательно, его должно быть больше, чем вообще в космосе. Однако подобная гипотеза имеет много уязвимых мест. В частности, в реакции, о которой идет речь, должны принимать весьма существенное участие так называемые тепловые нейтроны. Но если бы таких нейтронов в период формирования Земли действительно было много, то некоторые редкоземельные элементы, поглощая их, должны были бы исчезнуть. А они существуют...