Разведчики будущего

Проф. Ю. РУМЕР

Когда мы на собраниях рабочей молодежи проводим вербовку на физические факультеты, мы часто слышим вопрос: «В чем разница между работой инженера и физика, что предстоит физику по окончании вуза, как он сможет практически применить свои познания?»

На этот вопрос я обычно отвечаю сравнением. Между работой физика и работой инженера такая же разница, как между работой геолога-разведчика и металлурга.

Металлург имеет дело с готовой рудой, которая найдена и извлечена из недр земли. Из готовой руды металлург выплавляет металлы, из которых затем изготовляют машины и различные металлические изделия. Работа металлурга была бы невозможной без предварительной кропотливой работы геолога-разведчика. Сколько исследовательских усилий приходится на долю геолога, прежде чем извлечена руда! Длительные, напряженные исследования нередко оканчиваются отрицательным результатом. Геолог проникает в самые глухие, малоизвестные уголки страны, производит бурение, подвергает кропотливому анализу образцы породы, по мельчайшим признакам руководствуясь своей научной интуицией и практическим опытом, геологи делают заключение о наличии тех или иных залежей.

Вся современная техника построена на результатах кропотливых исследований физиков. Ни одно техническое изобретение или усовершенствование не могло бы найти применения в практической жизни, если бы ему не предшествовали продолжительные изыскания физиков, изучающих новые свойства материи и явления природы.

Физика прошлого — это техника настоящего.

Физика настоящего — это техника будущего.

Когда в 1821 г. датский ученый Эрстет впервые наблюдал отклонение магнитной стрелки при замыкании электрического тока, ему и в голову не приходило, что этому его наблюдению, сделанному в лабораторной обстановке университета, суждено будет произвести один из самых гигантских переворотов в технике и в корне изменить производственные возможности человеческого общества.

Эрстет, а за ним и другие физики подробно исследовали новое открытие и установили его законы, и уже 20 лет спустя были взяты первые патенты на электродвигатели и динамомашины.

Другой, не менее поучительный пример: в 60-х годах прошлого столетия английский ученый Максвел создал электромагнитную теорию света, объединяющую в одно целое электрические и оптические явления.

В 80-х годах Генрих Герц решил проверить на опыте основные положения теории Максвела. Исходя из этой теории, он построил экспериментальную установку, давшую возможность возбудить электромагнитные колебания в эфире и таким образом обнаружить электромагнитные волны. Это было одно из величайших открытий физики прошлого столетия. Когда товарищи спрашивали Герца, —  думает ли он, что открытые им электромагнитные волны в эфире смогут быть практически использованы, он посмеялся и с глубоким убеждением сказал:

— Нет. практической пользы от этого ждать нельзя.

Не прошло и 15 лет, как Маркони использовал открытые Герцем электромагнитные волны и создал впервые беспроволочный телеграф, развившийся в наши дни в современную радиотелеграфию.

Эти два примера достаточно ярко иллюстрируют роль физиков-разведчиков для техники будущего.

Электромагнит для расщепления атомного ядра. Мощность магнита так велика, что он легко притягивает болванку в 3 тонны

*

Сейчас современная техника использовала уже в той или иной степени все возможности, которые предоставила в ее распоряжение физика прошлого столетия. И для того чтобы техника могла развиваться дальше, физика должна открыть перед ней новые, пока еще неизвестные возможности. Полная остановка в развитии наших возможностей использования производительных сил природы означала бы регресс. Если не продолжать искания новых свойств материи и не исследовать новый явления в природе —  развитию техники грозит серьезная опасность. В некоторых отраслях техники мы уже в настоящее время дошли до предела возможностей. Так, например, обстоит дело с использованием устойчивости материалов, из которых изготовляются наши машины.

Дальнейший прогресс с каждым днем все больше и больше упирается в невозможность увеличивать мощность машин из-за непрочности материалов; все больше и больше исследовательских сил уходит на то, чтобы найти такие сплавы, которые по своим свойствам удовлетворили бы возросшим техническим запросам. Это требует углубления наших знаний о свойствах и структуре материи.

Так. на заре современной техники, при постройке моста, достаточно было перекинуть несколько деревянных балок и на опыте убедиться в их устойчивости. В наше время постройке железобетонного моста предшествуют математические расчеты устойчивости конструкции, прочности железа и бетона, из которых строится мост или гигантский небоскреб.

Если мы хотим овладеть материей так, чтобы наилучшим образом использовать се свойства на службе человечеству, нам необходимо изучить те «кирпичи», из которых построена всякая материя. Мы должны точно уяснить себе свойства и структуру отдельных атомов и молекул, познать те силы, которые заставляют атомы и молекулы сцепляться друг с другом и образовывать твердые тела. Нам нужно знать, в силу каких причин один сплав оказывается крепче или устойчивее другого. Это одна из основных задач физики нашего столетия. Для разрешения ее физика должна была создать совершенно новые методы.

В самом деле, атомы и молекулы любого вещества так малы, что разглядеть их не удается ни в какой микроскоп. В одном стакане воды атомов не меньше, чем стаканов воды на всем земном шаре. И, несмотря на это, физика сумела за истекшие 35 лет с абсолютной достоверностью и точностью определить те сложные законы, которые управляют взаимодействием атомов между собой, заставляют их сцепляться друг с другом и взаимодействовать с окружающим миром. И хотя мысль ученых работает над атомами уже несколько десятилетий и достигла в изучении их колоссальных успехов, — результаты величайших открытий современности доступны пока лишь узкому кругу специалистов. Поэтому современная физика с некоторым правом может быть названа физикой будущего. Физикой настоящего в полном смысле этого слова она станет тогда, когда достижения ее перестанут быть уделом узкого круга ученых и станут достоянием широких масс.

Мощный электромагнит для искусственного расщепления атомного ядра. Установлен в Радиевом институте в Ленинграде

Чем же отличается современная физика атомов от физики прошлых столетий, основы которой изучаются в школе? Отличие это чрезвычайно существенно. Физика наших дней опрокидывает целый ряд привычных, устоявшихся представлений, привитых и воспитанных физикой прошлого. Многое к выводах современной физики кажется непривычным, зачастую парадоксальным, чем-то таким, с чем трудно освоиться человеку, подходящему к явлениям с меркой прошлого. Чтобы уяснить это, приведем аналогию. Как известно, изобретение телескопа и микроскопа составило целую эру в науке прошлых столетий. Сейчас мы уже привыкли к пользованию телескопом и нисколько не сомневаемся, что то, что мы видим при помощи телескопа, соответствует объективной реальности. Но вовсе не так это было в момент изобретения нового прибора. Привычным было то представление о мире, какое складывается при обозрении его невооруженным глазом. Введение телескопа опрокидывало это установившееся представление, а вместе с ним и все те предрассудки, которые были результатом недостаточного знания материи.

Когда изобретатель телескопа Галилей впервые направил свой телескоп на Юпитер и увидел вращающихся вокруг него спутников, невидимых невооруженным глазом, многие не верили в реальность этих спутников и утверждали, что это ошибка зрения, проистекающая от пользования инструментом.

Аналогичное явление имеет место и в физике нашего столетия. В этом ее огромное революционизирующее значение.

Столкнувшись с миром атомов, физики оказались в нем иностранцами, подходившими к новым явлениям и новым законам с меркой и предрассудками старого. Попытки применить установленные нами в повседневной жизни законы природы к этому новому миру атомов в большинстве случаев означали попытку с негодными средствами и были обречены на неудачу. Для того чтобы открыть новые законы, управляющие этим невидимым для нас миром, понадобилась работа гигантов-революционеров в науке, которыми так богата наша эпоха.

В первых рядах широко известные Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Гейзенберг, Дирак, Шредингер.

Альберт Эйнштейн является творцом знаменитой теории относительности, созданной им в 1905 г. Основные положения этой теории показались настолько парадоксальными, что очень быстро проникли за узкий круг специалистов. Делались бесчисленные попытки популяризовать теорию Эйнштейна, но в большинстве случаев они приносили только отрицательные результаты, так как искажали сущность теории.

В чем же заключается практический результат теории относительности? Об этом можно сказать в нескольких словах.

До начала нашего столетия при изучении движения материальных тел пользовались законами механики, установленными Ньютоном в результате обобщения примитивных наблюдений за движениями тел повседневной жизни. Какое бы движение мы ни наблюдали, движение пули или падающего камня или движение планеты вокруг солнца, — опыт непрерывно убеждал нас в правильности установленных Ньютоном законов.

К концу прошлого столетия были открыты электроны — мельчайшие частицы, входящие некоторой частью в строение атомов всякой материи. Оказалось, что во многих случаях эти электроны движутся со скоростью 200— 250 тыс. километров в секунду. С такой скоростью не приходилось иметь дело наблюдателям прошлого столетия. Между тем оказалось, что при таких скоростях движение происходит уже не по тем законам, по которым происходят сравнительно медленные движения, наблюдаемые нами в повседневной жизни.

Одним из основных достижений теории относительности и является открытие законов движения для быстрых объектов. Наблюдая в наших лабораториях движение электронов, мы проверяем эти новые законы, установленные теорией относительности, мы привыкаем к ним, так же как привыкли постепенно к законам, установленным Ньютоном, умением рассчитывать эти движения и использовать их в наших расчетах. Для тех, кто впервые вы которой изучаются в школе? Отличие это чрезвычайно существенно. Физика наших дней опрокидывает целый ряд привычных, устоявшихся представлений, привитых и воспитанных физикой прошлого. Многое к выводах современной физики кажется непривычным, зачастую парадоксальным, чем-то таким, с чем трудно освоиться человеку, подходящему к явлениям с меркой прошлого. Чтобы уяснить это, приведем аналогию. Как известно, изобретение телескопа и микроскопа составило целую эру в науке прошлых столетий. Сейчас мы уже привыкли к пользованию телескопом и нисколько не сомневаемся, что то, что мы видим при помощи телескопа, соответствует объективной реальности. Но вовсе не так это было в момент изобретения нового прибора. Привычным было то представление о мире, какое складывается при обозрении его невооруженным глазом. Введение телескопа опрокидывало это установившееся представление, а вместе с ним и все те предрассудки, которые были результатом недостаточного знания материи.

Генераторная установка в лаборатории проф. Мосовского под руководством которого будут производиться работа по искусственному расщеплению атома

Когда изобретатель телескопа Галилей впервые направил свой телескоп на Юпитер и увидел вращающихся вокруг него спутников, невидимых невооруженным глазом, многие не верили в реальность этих спутников и утверждали, что это ошибка зрения, проистекающая от пользования инструментом.

Аналогичное явление имеет место и в физике нашего столетия. В этом ее огромное революционизирующее значение.

Столкнувшись с миром атомов, физики оказались в нем иностранцами, подходившими к новым явлениям и новым законам с меркой и предрассудками старого. Попытки применить установленные нами в повседневной жизни законы природы к этому новому миру атомов в большинстве случаев означали попытку с негодными средствами и были обречены на неудачу. Для того чтобы открыть новые законы, управляющие этим невидимым для нас миром, понадобилась работа гигантов-революционеров в науке, которыми так богата наша эпоха.

В первых рядах широко известные Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Гейзенберг, Дирак, Шредингер.

Альберт Эйнштейн является творцом знаменитой теории относительности, созданной им в 1905 г. Основные положения этой теории показались настолько парадоксальными, что очень быстро проникли за узкий круг специалистов. Делались бесчисленные попытки популяризовать теорию Эйнштейна, но в большинстве случаев они приносили только отрицательные результаты, так как искажали сущность теории.

В чем же заключается практический результат теории относительности? Об этом можно сказать в нескольких словах.

До начала нашего столетия при изучении движения материальных тел пользовались законами механики, установленными Ньютоном в результате обобщения примитивных наблюдений за движениями тел повседневной жизни. Какое бы движение мы ни наблюдали, движение пули или падающего камня или движение планеты вокруг солнца, — опыт непрерывно убеждал нас в правильности установленных Ньютоном законов.

К концу прошлого столетия были открыты электроны — мельчайшие частицы, входящие некоторой частью в строение атомов всякой материи. Оказалось, что во многих случаях эти электроны движутся со скоростью 200— 250 тыс. километров в секунду. С такой скоростью не приходилось иметь дело наблюдателям прошлого столетия. Между тем оказалось, что при таких скоростях движение происходит уже не по тем законам, по которым происходят сравнительно медленные движения, наблюдаемые нами в повседневной жизни.

Одним из основных достижений теории относительности и является открытие законов движения для быстрых объектов. Наблюдая в наших лабораториях движение электронов, мы проверяем эти новые законы, установленные теорией относительности, мы привыкаем к ним, так же как привыкли постепенно к законам, установленным Ньютоном, умением рассчитывать эти движения и использовать их в наших расчетах. Для тех, кто впервые