Люди и атомы

Как мы поняли лишь недавно, полвека спустя, свет в том жалком сарае означал, что на Земле можно зажечь огонь, в миллионы раз более мощный, чем обычный. Источник его был тот же, что и сверхсолнца, которое вспыхнуло над пустыней Нью-Мексико в июле 1945 г. С того момента, как он был увиден, наступление атомного века стало неизбежным. Человек достиг самого критического для него за все время своего существования поворотного пункта.

Вскоре свет, увиденный супругами Кюри, заинтересовал Эрнеста Резерфорда, уроженца Новой Зеландии, сотрудника физического факультета Мак-Гиллского университета в Монреале (Канада). В руках выдающегося ученого этот свет превратился в мощный прожектор, освещающий темный лабиринт вещества, сердце атомов — кирпичиков, из которых построен Космос.

При свете этого прожектора Резерфорд сделал великое открытие — почти все количество вещества, из которого состоит Вселенная, сосредоточено в неизмеримо малых, положительно заряженных ядрах, находящихся в центре атомов. Он открыл внутреннюю цитадель материальной Вселенной — ядро атома.

Ядро, как скоро понял молодой Резерфорд, содержит 99,98% вещества атома, и, однако, о чудо, занимает всего одну триллионную часть его объема. Это означало, что атом, а следовательно, и все вещество, составленное из атомов, почти полностью состоит из пустоты. А это, в свою очередь, означало, что плотность вещества в ядре в сто триллионов раз больше обычной плотности вещества на Земле.

Излучение радия показало, что атом в целом — это миниатюрная модель солнечной системы. Положительное ядро — это «солнце», а вокруг него, подобно планетам, вращаются по определенным орбитам отрицательно заряженные электроны. Эти орбиты находятся на сравнительно большом расстоянии от «солнца», и диаметр их в десять тысяч раз больше, чем диаметр ядра.

Дальнейшие исследования открытых Резерфордом новых горизонтов микромира, которые были проведены Альбертом Эйнштейном, Максом Планком и Нильсом Бором, вскоре показали, что ядра являются источниками энергии, движущей мир во всем его бесконечном разнообразии, источником силы, без которой Вселенная и материя, из которой она состоит, никогда не могли бы возникнуть.

Человек дошел до Последней границы, которую он никогда не сможет переступить.

❖ ❖ ❖

И однако задолго до открытия ядра и фонтанирующей скважины огромной энергии внутри него стало ясно, что огни, горящие в радии, и свет, излучаемый им, шли из источника, неизвестного до сих пор на Земле.

С самого начала супруги Кюри поняли, что радий обладает свойствами, которые не подчиняются известным законам природы. Они своими глазами увидели библейское чудо — горящий куст. «И он посмотрел, и куст загорелся пламенем, и куст не сгорел в огне». Перед ними было вещество, которое день за днем, неделю за неделей, месяц за месяцем излучало свет и тепло с одинаковой силой, без малейшего намека на то, что может сгореть до конца.

Они не могли ни ускорить, ни замедлить этот процесс, ни повлиять на него изменением внешних условий. Не влияли на него и никакие изменения температуры или давления.

Даже помещение радия в бескислородную среду не изменило хода процесса, хотя ни одно топливо не может гореть без кислорода.

Этот горящий куст в XX веке сулил не только одному народу, а всем народам мира «вывести их... к Земле обетованной, изобилующей молоком и медом».

Через два года после того, как супруги Кюри увидели свет в сарае для трупов, первым, кто открыл новую «Землю обетованную», был молодой человек двадцати пяти лет — Альберт Эйнштейн.

ГЛАВА 29

Один из „творцов Вселенной"

В 1904 г. Альберта Эйнштейна, бывшего тогда скромным молодым человеком двадцати пяти лет, можно было видеть с детской коляской на улицах Берна (Швейцария). Время от времени, не обращая внимания на идущий транспорт, он останавливался, вынимал блокнот, который лежал в коляске рядом с его сыном Альбертом, и писал какие-то математические знаки.

Эти формулы породили одну из самых замечательных идей в ходе вековой борьбы человека за овладение тайной Вселенной. На их основе возникла атомная бомба, которая, если смотреть с точки зрения интеллектуальной и духовной истории человечества, может оказаться, как горячо надеялся Эйнштейн, лишь небольшим «побочным продуктом».

С помощью этих формул Эйнштейн создавал теорию относительности. В детской коляске вместе с его маленьким сыном была запись эйнштейновской Вселенной, громадной, конечной и бесконечной четырехмерной Вселенной, по сравнению с которой привычная Вселенная, существующая в абсолютном трехмерном пространстве и абсолютном времени прошлого, настоящего и будущего, становилась простой субъективной тенью.

В свободное время после утомительного рабочего дня в Правительственном патентном бюро в Берне, где он работал инспектором с окладом 600 долларов в год, Эйнштейн созидал свою Вселенную.

Через несколько месяцев, в 1905 г., эти записи из блокнота были опубликованы в научных журналах и ознаменовали собой начало новой эпохи. Одна из работ, озаглавленная «К электродинамике движущихся тел» и занимавшая всего тридцать одну страницу, являлась первым изложением того, что впоследствии стало известно как специальная теория относительности. Ни сам Эйнштейн, ни мир, в котором он жил, ни человеческое представление о Вселенной не могли оставаться неизменными после этого.

В последующие годы Эйнштейн опубликовал много научных работ, отличавшихся необыкновенной оригинальностью и интеллектуальной смелостью. Братство физиков, особенно видные физики, с самого начала поняли, что среди них появился новый гений. А с течением времени его слава проникла в другие научные круги, и к 1920 г. имя Эйнштейна стало синонимом теории относительности, о которой в то время была распространена шутка, что эту теорию могут понять лишь двенадцать человек во всем мире.

Это была специальная теория относительности, которая выражается всемирно известным математическим уравнением: Е = mc², где Е означает энергию, т — массу, с2 — квадрат скорости света.

В уравнении этом — настолько простом, что оно понятно любому школьнику,— выражена одна из самых смелых идей в истории человечества, а именно: масса и энергия, которые до 1905 г. считались совершенно различными категориями, на деле представляют собой различные проявления одной и той же реальности.

Эйнштейновская формула раскрыла изумленному и сперва скептически настроенному научному миру, что масса — это энергия, так сказать, в замороженном состоянии, а то, что мы в обиходе именуем энергией (тепло, свет, электричество, движение)—это проявление материи в «текучей» форме, как лед — это вода в твердом состоянии, а вода — лед в жидком состоянии.

Следовательно, вся энергия независимо от того, в какой форме она находится,— луч ли это света, электрический ток или движущийся предмет,— на деле представляет собой материальную субстанцию с определенной массой, причем чем больше энергия, тем больше ее масса.

Предмет при дневном свете весит больше, чем тот же предмет в темноте. Горящая электрическая лампочка тяжелее, чем лампочка незажженная. Стакан горячего чая весит больше, чем такое же количество холодного чая. Энергия движения, приданная мячу бейсболистом, делает мяч тяжелее такого же мяча, находящегося в состоянии покоя. Когда мяч ловят, дополнительный вес его энергии движения передается в перчатку игрока в виде тепла. Две половинки земляного ореха весят меньше, чем целый орех; разница в весе равняется энергии, которая удерживала две половинки вместе. И по той же причине две половинки расщепленного атома весят меньше целого атома, а разница приходится на энергию, с помощью которой две половинки атома удерживаются вместе.

Формула показывала, что масса т, равная одному грамму, заключает в себе в замороженном состоянии энергию, равную в эргах (единицах энергии) квадрату скорости света в сантиметрах в секунду. Так как скорость света равна 30 миллиардам сантиметров в секунду, то в одном грамме вещества содержится в замороженном состоянии энергия в 900 миллиардов эрг, или 25 миллионов киловатт-часов. Это равно энергии гидроэлектростанции Гранд Кули Дэм, вырабатываемой при ее полной мощности в течение двенадцати с половиной часов.