Майкл Брукс - Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Что же отсюда следует, если не впадать в панику? Этот вопрос Вебб и Барроу обдумывали долго и трудно. Их вывод: переменные константы могут принести некое важное знание. Экспериментальный факт, что альфа как будто изменяется неравномерно — 12 миллиардов лет назад она была меньше нынешней, а ближе к концу этого срока сделалась больше, — подсказывает: константы (а возможно, и законы) способны изменяться во времени — пространстве. Быть может, если доведется когда-нибудь попутешествовать по необъятной Вселенной, там повсюду, куда ни пойди, мы столкнемся с несхожими наборами физических констант и разнобоем законов — космическим аналогом местного самоуправления. Отсюда остается только шаг до предположения, что в одном и том же пространстве законы физики могут меняться со временем. Нет ли здесь связи с расширением Вселенной?
Концепция не нова. Джона Вебба хулители объявляли невеждой, а еще чаще старательно игнорировали, но все его предположения согласуются с мыслями одного из самых уважаемых в мире ученых. Тридцать лет назад нобелевский лауреат по физике Джон Уилер[7] задался вопросом: с чего мы взяли, что законы стабильны? Действие природных сил может зависеть от условий среды, проявляясь по-разному в раскаленной сверхплотной плазме зарождавшейся Вселенной и в теперешнем, постаревшем и похолодевшем космосе. Кто запретит законам реагировать на смену агрегатных состояний, когда Вселенная то плавится и течет, то застывает, словно язык метафизической лавы? Хотя идея сформулирована весьма произвольно — сам Уилер назвал ее «мыслью о мысли», — но в ней есть здравое предположение, что все наши попытки проследить историю Вселенной с момента Большого взрыва до образования первых частиц и звезд, вполне вероятно, упрощены донельзя.
У Ричарда Филлипса Фейнмана были свои сомнения насчет действия физических законов. В 1985 году, через двадцать лет после того, как он вместе с Джулианом Сеймуром Швингером и Синъитиро Томонагой получил Нобелевскую премию за исследования КЭД, Фейнман опубликовал теоретический труд. В последней главке-лекции, названной «Нерешенные вопросы», он сделал откровенное признание — даже несколько странное, учитывая полный успех и быстрое принятие его идей: «Мы не имеем добротного математического метода для разработки теории квантовой электродинамики».
Объясняя эту фразу, Фейнман указывает, что взаимодействие света и вещества описывается подборкой чисел, представляющих собой «фокус-покус», а не результат строгого эксперимента. Вдобавок сюда пришлось ввести, по Фейнману, «одну из самых заклятых загадок физики — магическое число, принятое людьми без малейшего понимания его природы». Речь идет, разумеется, об альфе. Это из-за нее одна из самых успешных теорий в современной физике фактически «проклята» устами собственного творца. «Она остается тайной с тех пор, как была найдена больше полувека назад; все толковые теоретики повесили это число на стенку и ломают над ним головы».
У Джулиана Швингера на пороге смерти было больше поводов озаботиться проблемой альфы, чем у кого-либо другого: исследования основанной на ней теории КЭД поломали его карьеру. Эксперимент, о котором пойдет речь, был поставлен химиками Стэнли Понсом и Мартином Флейшманом. Сегодня они высмеяны почти всеми как мошенники, маньяки или в лучшем случае — халтурщики от науки, а решительная поддержка Швингером их работы подорвала его репутацию, завоеванную немалыми трудами. Вот уже третий десяток лет судьба Понса, Флейшмана и Швингера служит предостережением для всех их коллег. Несмотря на все возможные блага и великие открытия — а таковых, надо думать, обещается немало, — ученым приходится заниматься нашей следующей по порядку аномалией — холодным ядерным синтезом — на свой страх и риск.
4. Лютый холод термояда
Атомная энергия «без проблем»
СОЛТ-ЛЕЙК-СИТИ. — Двое ученых успешно осуществили в химической лаборатории Университета Юты устойчивую реакцию ядерного синтеза при комнатной температуре. Этот прорыв означает, что будущий мир может воспользоваться термоядерными процессами в качестве чистого, практически неистощимого источника энергии…
С этого пресс-релиза, выпущенного 23 марта 1989 года, начался закат научной карьеры Мартина Флейшмана. Сам ученый вспоминает свои мотивы иначе. «Я вовсе не собирался спасать мир, — объясняет он. — У меня и мысли такой не было!»
Флейшман говорит с неясным восточноевропейским акцентом (он родился в Чехословакии) и весьма немногословен. О чем ни спроси, ответ он будет обдумывать целую минуту, а то и дольше. Возможно, те дни научили его осторожности.
Он с горечью вспоминает университетский релиз и последующую пресс-конференцию, а еще сильнее жалеет, что никогда не говорил всей правды до конца: «Я ни разу не признался, что меня интересовало только понимание квантовой электродинамики».
Встретиться с Флейшманом мне впервые довелось летом 2007 года. Повидаться с человеком, вписавшим в историю науки одну из самых курьезных страниц, было немалой удачей. Его напарник по ютскому эксперименту Стэнли Понс сейчас живет на юге Франции и избегает любых контактов, особенно с журналистами. Флейшман же, которому идет девятый десяток, наглухо замкнулся от внешнего мира; мой визит смог состояться лишь благодаря длинной цепочке посредников. И мне еще повезло. Всего через несколько месяцев после той мартовской сенсации нобелевский лауреат Джулиан Швингер попробовал сделать то же самое — и не смог увидеться с Понсом и Флейшманом. В раздражении он даже опубликовал в «Лос-Анджелес таймс» открытое письмо с просьбой о встрече. В конце концов ее удалось устроить одному из друзей, и ученый приехал в Солт-Лейк-Сити, где трое физиков стали увлеченно обсуждать возможности теории, принесшей Швингеру нобелевскую награду.
Флейшман тоже был гостем в столице Юты, а Стэнли Понс здесь жил, и именно в его лаборатории были поставлены опыты низкотемпературного ядерного синтеза, ныне печально известные как «холодный синтез». Вдвоем они вложили в эксперименты сотню тысяч собственных долларов, но затем уперлись в глухую стену. Для продолжения требовались еще 600 тысяч. Они подали заявку на грант, где отмечалось, что углубленное понимание физических процессов в атомном ядре, включая возможность получения энергии при низких температурах, может положить начало принципиально новой энергетике. Реакция управляемого термоядерного синтеза (УТС) высвобождает больше тепла, чем поглощает, — это то же самое, что происходит в атомной бомбе, но далеко не столь драматично. За подобные посулы и ухватился университет штата Юта, когда убедил Понса с Флейшманом, гордых полученными результатами, созвать пресс-конференцию: дескать, УТС поможет сохранить нашу планету. Услышав такое, Флейшман содрогнулся, но все же решил продолжать игру, о чем впоследствии ему пришлось пожалеть. Упрямство стоило ему репутации и карьеры. Месяца два мир сходил с ума от новой сенсации, а потом ажиотаж без остатка выгорел в затяжном скандале. Отчасти по той причине, что опыт никому не удалось повторить, но главное, результаты его выглядели физическим абсурдом.
Ядерный синтез — реальное природное явление. Если с достаточной силой сжать два легких атома, их ядра соединятся, образовав более тяжелую частицу и испустив энергию. Это и есть источник всей жизни на Земле: гигантский реактор Солнца работает на термоядерном топливе. В нем атомы водорода сливаются под действием мощнейшей гравитации: каждая пара превращается в один атом гелия. При этом выделяется колоссальное количество тепла; неудивительно, что ученые столько лет мечтают осуществить управляемую термоядерную реакцию в земных условиях.
Идея «сделать Солнце на Земле» в большинстве вариантов основывается на синтезе тяжелого водорода. В ядре обычного водородного атома нейтронов нет, но его изотопы имеют один (дейтерий) или даже два нейтрона (тритий). Такие утяжеленные атомы лучше подходят для задачи, чем простой водород, потому что для их слияния требуются меньшие температура и давление. Ведь на Солнце синтез идет при температуре 10–15 миллионов градусов и давлении в сто раз большем, чем на дне самых глубоких океанских впадин. На Земле создать такие условия, позволяющие преодолеть взаимное отталкивание положительно заряженных ядер, неимоверно трудно. Любая помощь — тот же неприхотливый дейтерий — здесь во благо.
Тем более что дейтерий и тритий легко получать из морской воды. Теоретически мировой океан содержит в себе достаточно энергии для удовлетворения любых потребностей человечества на неограниченный срок. Но на практике все далеко не так просто: не один десяток лет ученые пытаются выполнить УТС. И вот ирония судьбы — всякий раз, как ни спроси, «до решающего прорыва» остается ровно столько же: «не один десяток лет». Не факт, что вообще когда-либо удастся воспроизвести на земле термические и гравитационные условия звездных тел.
