Под знаком кванта - Леонид Иванович Пономарёв

Спорам об интерпретации квантовой механики не видно конца: гордость человека и его вера во всемогущество разума нелегко смиряются с открытыми им же пределами знания. Не все относятся к этим спорам одинаково серьезно: «Великая армия в своем движении в неизвестное дискутирует с интересом, а порой забавляясь канителью споров о том, что такое реальность и что такое истина»,— говорил Резерфорд в 1932 г.

Характерно, что никто из оппонентов не отрицает плодотворности и истинности заключений квантовой механики в области ее применимости. Нильс Бор хорошо сознавал этот слабый пункт позиции несогласных и с присущим ему мягким юмором любил рассказывать историю о своем соседе по загородному дому в Тисвилле. У этого соседа на двери была прибита подкова. Однажды кто-то спросил его, неужели он и в самом деле верит, что она приносит в дом счастье. «Нет, конечно,— ответил сосед,— но, говорят, она помогает даже тем, кто В нее не верит».

Но — «не хлебом единым жив человек», и, пока не исчезли бескорыстные сомнения, спор этот нельзя считать законченным. Он, конечно, не изменит основ существующей теории, но, быть может, облегчит поиски новых путей и понимание вновь открываемых явлений.

«Те, кто знает истину, отличаются от тех, кому она нравится, а те, кто предпочитают ее, не всегда находят в ней удовольствие».

Китайская пословица

«Реальность предоставляет нам факты столь романтичные, что воображение бессильно добавить что-либо к ним.»

Жюль Верн

Итоги

ГЛАВА 12

Вельгельм Конрад Рентген. Анри Антуан Беккерель. Пьер и Мария Кюри. Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди. Энергия радия. Вокруг кванта

ГЛАВА 13

Химия радиоэлементов. Изотопы. Радиоактивное семейство урана. Стабильные изотопы. Энергия радиоактивного распада. Энергия связи ядер. Вокруг кванта

ГЛ А В А 14

В глубь ядра. Нейтрон. Искусственная радиоактивность. Медленные нейтроны. Деление ядер. Вокруг кванта

ГЛАВА 15

Туннельный эффект. Эффективные сечения реакций. Нейтронные сечения. Деление ядер. Вокруг кванта

ГЛАВА 16

Цепная реакция. Ядерный реактор. Вокруг кванта

ГЛАВА 17

Атомная энергия. Плутоний. Атомная бомба. Атомная проблема. Вокруг кванта

ГЛАВА 18

Свет Солнца. Тигли элементов. Судьба Солнца. Вокруг кванта

ГЛАВА 12

Василиск

Без огня не было бы человека. Того человека, который расщепил атом, достиг Луны и вычислил путь Земли среди звезд. Но уже в следующем веке огонь, который согревал человека на протяжении тысячелетий, погаснет. Оценки экспертов различаются лишь сроками: одни называют начало, другие — конец XXI века, но все они согласны в главном: запасам органического топлива на Земле приходит конец. Это — очень всерьез и надолго, хотя сегодня большая часть людей еще не успела привыкнуть к такому повороту истории.

Наша надежда и наше обозримое будущее — это атомная или, точнее, ядерная энергия. Не прошло еще и полувека с тех пор, как человек овладел энергией ядра,— по существу, все мы — современники этого события. При общей краткости человеческой жизни для нас это — редкая и неповторимая удача: со времен приручения древнего огня в истории человека не было события более важного, чем открытие «атомного огня». Поэтому овладение атомной энергией — не просто еще один эпизод в длинной череде научных открытий, это решительный перелом в развитии нашей цивилизации. Его значимость до сих пор не осмыслена не только людьми неискушенными, но даже частью интеллектуальной элиты.

Хотим мы этого или боимся — дальнейшая судьба человечества зависит от расщепленного атома: либо мы его обуздаем, либо он уничтожит нас — третьего выхода не остается. Дилемма эта вполне реальна и слишком важна, чтобы оставить ее решение на усмотрение сугубых специалистов — будь то ученые-атомщики, кадровые военные или профессиональные политики. Поэтому каждый человек должен иметь грамотное и свое представление о сущности физических процессов, от которых отныне зависит его жизнь»— точно так же, как он представляет себе теперь природу огня и молнии.

ВИЛЬГЕЛЬМ КОНРАД РЕНТГЕН

Как правило, рождение атомной эры связывают с грохотом первого атомного взрыва. Это неправильно: медный гром духового оркестра общепонятен и убедителен, но музыка началась не с него, а с простой мелодии и одной-единст-венной струны.

Сохранилась удивительная фотография: в комнате с большим окном у стены справа — лабораторный стол с приборами; у стены слева — высокий шкаф с препаратами, из окна в комнату льется свет, а за окном — двор и дорожка в старый парк. Это — лаборатория Вильгельма Конрада Рентгена (1845—1923) в Вюрцбургском университете. В канун рождества 1895 г. (электричества в нынешнем понимании еще нет! Радио и автомобилей — тоже нет!) в этой комнате впервые удалось заглянуть в глубь атома (о ядре еще не знают, электрон откроют через два года, понятие «квант» появится только через пять лет).

Глядя на эту фотографию, трудно поверить, что бесстрастная логика исследований всего через пятьдесят лет неумолимо приведет из этого кабинета на полигон в пустыне Аламогордо и на пепелище Хиросимы и Нагасаки. Не мог знать этого и Нобелевский комитет Шведской академии наук, но все же именно Рентгена он избрал в 1901 г. первым лауреатом Нобелевской премии. Будущее подтвердило правильность его выбора: именно с работы Рентгена началась цепь блистательных открытий, которую Резефорд назвал героическим периодом в истории физики, плоды которого мы сейчас пожинаем.

Ко времени открытия Рентгену было 50 лет, он вел размеренную жизнь немецкого профессора, отличался строгостью суждений и независимостью взглядов. Он был учеником Рудольфа Клаузиуса, а также известного немецкого физика-экспериментатора Августа Адольфа Кундта, школу которого прошли также знаменитые русские физики Петр Николаевич Лебедев и Борис Борисович Голицын. К 1895 г. Рентген был автором 50 научных работ, а его экспериментальный талант был общепризнан в среде профессионалов.

Во времена Рентгена знаменитая трубка Гейслера (трубка Плюккера, Гитторфа, Гольдштейна, трубка Крукса) была известна уже более 40 лет, с ней работали самые выдающиеся физики XIX столетия, и все же природа катодных лучей оставалась невыясненной. Трубку Крукса можно было встретить почти в любой лаборатории, и каждый исследователь менял в ней что-то, чтобы проверить очередную догадку или гипотезу. Только что, весной 1895 г., Жан Перрен собрал катодные лучи в «цилиндр Фарадея» и окончательно установил, что они заряжены отрицательно; в том же году Филипп фон Ленард выпустил их из трубки и определил длину их пробега в атмосфере,— казалось, еще немного — и природа катодных лучей будет разгадана. Их загадку обсуждали повсеместно, и Рентген также не остался к ней равнодушен: он