Михаил Васильев - Репортаж из XXI века
Высокий культурно-технический уровень трудящихся…
И в итоге — значительное превосходство над наиболее развитыми капиталистическими странами. В чем должно выражаться это превосходство? В первую очередь — в более высокой производительности труда.
Наша наука, чтобы успешно обслуживать промышленность и сельское хозяйство, разумеется, должна развиваться очень быстро, опережать практику. Ведь сейчас очень много конкретных задач ложится на ученых. Наука все больше превращается в непосредственную производительную силу, становится орудием преобразования и улучшения жизни.
Какие отрасли науки самые важные? Вся наука сегодня находится в полной зависимости от ведущих отраслей естествознания — от математики, физики, химии и биологии. Не частные задачи, а великие проблемы решаются сегодня в этих науках. Вскрыть законы, а не частности — вот цель авангардных наук. Помните слова Ленина?..
Академик взял томик Ленина, открыл его на закладке.
— «пока мы не знаем закона природы, — писал Владимир Ильич, — он, существуя и действуя помимо, вне нашего познания, делает нас рабами «слепой необходимости». Раз мы узнали этот закон, действующий (как тысячи раз повторял Маркс) независимо от нашей воли и от нашего сознания, — мы господа природы».
— Боюсь, я утомил вас, — сказал вице-президент. — Я не собирался читать лекцию или доклад. Может быть, у вас есть вопросы?
У нас их, и правда, скопилось немало.
— Вы упомянули о проблеме термоядерного синтеза. Сколько времени в запасе у ученых, чтобы спокойно решить ее?
— Спокойно? Это зависит от запасов обычного топлива, которое осталось в стране. У некоторых стран угля, нефти, газа хватит на 20–40 лет. У нас — на несколько сотен лет…
— А когда термоядерная электростанция станет былью?
— Либо до 1980 года, либо до 2000-го…
— Значит, все это время придется только вкладывать силы и средства, не получая ничего взамен?
— Термоядерный «орешек» стоит того, чтобы над ним поработать. 20–40 лет усилий — это не такая уж большая цена за океан энергии, который мы получим. Но в науке, как и на производстве, не обходится без «побочных продуктов». Исследуя плазму — смесь ядер атомов и электронов, — нагретую до миллионов градусов, физики открыли много интересного. Быстро развивается, например, новый раздел физики — магнитогидродинамика. МГД-генераторы обещают побить все прежние коэффициенты полезного действия.
— А в чем преимущество МГД-генератора и что это такое?
— Представьте себе компактную и очень мощную авиационную турбину. Там, где газы имеют самую высокую температуру, они уподобляются плазме: электронные «рубашки» отрываются от ядер атомов. Происходит ионизация — размежевание на частички с положительными и отрицательными зарядами. Это самая подходящая ситуация, чтобы «черпать» прямо из пламени освободившиеся электроны и направлять их в провода. Получится электрический ток. Но как это осуществить?
Пламя «выхлопа» пропускают между двумя электромагнитами, и разноименно заряженные ионы начинают двигаться к противоположным электродам. Здесь и рождается ток.
Вы заметили: в магнитном поле уже не вращается металлическая рамка, якорь, как это имеет место у обычных электрогенераторов. Движение проводника в магнитном поле выглядит теперь как движение струи плазмы между магнитами. Вот и все. Никаких движущихся, трущихся частей, никаких механических преобразователей. КПД в принципе здесь может быть поднят до 50–60 процентов. А ведь сейчас электростанции имеют КПД всего 35–40 процентов…
Примерно такие же результаты могут быть получены и от использования полупроводников. А если удастся улучшить так называемые топливные элементы, где химическая энергия переходит непосредственно в электрическую, КПД поднимется еще выше — до 80–90 процентов. Интересно, что в топливных элементах с электронами происходит нечто подобное тому, что творится и в МГД-генераторах. Их улавливают в момент реакции, когда они уже освободились от одних атомов и еще не перешли к другим…
— Будет ли создана к XXI веку полная таблица элементарных частиц?
— Бесспорно. В значительной степени это зависит от того, насколько скоро мы построим новые ускорители. Как вы знаете, чем быстрее мы разгоняем частицы, тем сильнее их сталкиваем в ускорителе, тем больше получаем «осколков», тем лучше узнаем характеристики частиц, их взаимные преобразования. В 1960 году, например, была открыта советскими и китайскими физиками новая частица — анти-сигма-минус-гиперон…
— Как можно будет использовать таблицу элементарных частиц?
— Примерно так же, как мы используем сейчас таблицу Менделеева для создания новых веществ. Есть ли у элементарных частиц, подобно химическим элементам, какая-нибудь периодичность? Можно ли и как «строить» из частичек атомы? Существует ли «антиматерия» или только отдельные античастицы? Все эти вопросы пока остаются без ответа.
— До каких величин надо поднять мощность ускорителей, чтобы получить ответ?
— Сначала мы предполагали строить ускоритель, который придавал бы частицам энергию в 50 или 70 миллиардов электроновольт. Знаменитый советский ускоритель в Дубне рассчитан на 10 миллиардов… Мы должны идти дальше. Но пяти-семикратное увеличение энергии теперь уже кажется маленьким. Нужно поднять энергию разгоняемых частиц хотя бы раз в сто. Значит, нужен ускоритель на 1000 миллиардов электроновольт!
Проект такого ускорителя уже создан. Скорость частиц в нем приблизится к скорости света… При таком разгоне частица, как и скоростной самолет, не сможет вращаться по маленькому кольцу. Орбита, радиус разворота частицы поневоле возрастают. Если ускоритель в Дубне имеет радиус кольца 30 метров, то здесь он около трех километров! Если ускоритель расположить в Москве, то разгонная камера его опояшет столицу по Садовому кольцу. А длина этого кольца — около двух десятков километров…
— Но это же будет, вероятно, сверхтяжелое устройство? Если только магниты дубненского ускорителя весят 36 000 тонн, то есть не меньше веса линкора, то здесь вес, видимо, пропорционально возрастет до миллионов тонн?
— Этого удается избежать. Использован совершенно иной принцип… Новый ускоритель на диво всем будет даже легче дубненского. «Линкоры физики» должны быть легче боевых линкоров. Иначе это будет слишком накладно для страны. Даже кольцевая камера-труба, по которой помчатся потоки частиц, будет тоньше. Диаметр с 30 сантиметров уменьшится до 12-ти. В результате резко увеличится интенсивность пучка и точность обстрела «мишени».
— Александр Васильевич, вы упомянули, что частицы помчатся почти со скоростью света. Ведь они же тогда не смогут послать перед собой радиосигнал. Радиоволны-то будут иметь ту же скорость — 300 000 километров в секунду. Как же можно будет тогда вести автофазировку, попеременное автоматическое включение секций ускорителя? Как быстрее самой частицы передать вперед поправку к ее маршруту?
Ученый взял карандаш:
— Я сам был весьма этим заинтересован. И физики нарисовали мне очень простой ответ. Смотрите: частица летит по кругу, а сигнал опережает ее по прямой. Радиоволна срезает, укорачивает путь, проскальзывая по сегменту круга, по прямой, которая всегда кратчайший путь между двумя точками…
Академик снова взял карандаш и на том самом графике, где стояли даты 1960–1980—2000, нарисовал жирную стрелу. Она пересекла 1980 год и уперлась в 2000-й.
— Я думаю, что работы физиков в области энергетики будут идти весьма бурно вплоть до конца столетия.
С первой серией вопросов было покончено. Но наготове у нас была другая. Теперь уже об автоматизации. Вместо ответа вице-президент провел на своем графике еще одну красноречивую стрелу. Она вонзилась далеко за 2000 год.
— Вот, пожалуй, и все, что я могу сказать, — развел руками Александр Васильевич. — Подробности — у академика Лебедева. Загляните к нему в институт точной механики и вычислительной техники..
От себя я могу добавить только одно: сейчас надо не столько восхищаться электронной автоматикой, сколько совершенствовать ее. Мы подобно первобытному человеку (да простится мне такое сравнение) взяли в руки палку и необыкновенно рады, что научились пользоваться ею как рычагом. Да, рычаг умножает наши силы, но все же он остается примитивной дубинкой… Пользуясь рычагами, 6000 лет назад рабы древнего Египта возводили головокружительные пирамиды, ворочали многотонные камни… Сегодня, пользуясь сравнительно простыми «электронными рычагами», мы выводим на орбиту спутники, лунники, автоматические межпланетные станции. Совершенно немыслимы были бы без нынешней автоматики и легендарные полеты наших «небесных братьев» — космонавтов Юрия Гагарина, Германа Титова, Андрияна Николаева, Павла Поповича.
