ГЛАВА ВОСЬМАЯ, где доказывается, что вдохновенье может нахлынуть со стороны, изобретателя могут надоумить достижения в соседних и дальних областях науки и техники; изложение завершается думами об океане, размышлениями над стрелками часов

Говорят, что изобрести можно только в той области, которой занимаешься.

Да и в самом деле, разве может зубному врачу взбрести в голову новая деталь подводной лодки? Он, быть может, всю жизнь провел среди разинутых ртов и подводных лодок в глаза не видел.

Другое дело, если бы этот врач попал во флот, стал бы плавать… Но тогда уже это был бы не просто врач, а подводник. А пока он лечил зубы, он по своей части мог бы выдумать — пломбу какую-нибудь, но уж никак не деталь подводной лодки.

Нот вот, однако: если заглянуть в историю изобретений, то многое как будто противоречит этому — много найдется изобретателей, которые прославились не по своей специальности.

Изобрел человек нож. Чем больше нож режет, тем он острее.

Инструментальщики говорят:

— Этого быть не может. Всякий инструмент от работы тупится. Тупятся ножи, резцы, стамески… Каждый техник знает, что инструмент надо затачивать.

— Я не техник, — отвечает изобретатель, — я зоолог. Мне известно другое. Звери только и делают, что грызут, грызут, грызут… Но, заметьте, у всех грызунов, молодых и старых, одинаково острые зубы. И зверье не носит своих зубов к точильщику.

Дело в том, что зуб грызуна состоит из слоев различной крепости. Более крепкий слой находится в сердцевине и со всех сторон обложен слоями помягче. Быстрее срабатываются наружные мягкие слои, крепкая сердцевина все время возвышается над ними, как горный пик, и зуб остается острым.

Так же устроен и мой, всегда острый нож. Он похож на слоеный пирог, составленный из тончайших листов стали различной крепости. В середине самая крепкая сталь, по бокам идут листы помягче.

Пока ножом режут, он всегда остается острым, потому что неравномерно стачиваются слои. Только ржавчина может его притупить.

Так русский зоолог Игнатов изобрел лезвие, похожее на сказочный меч, который тупится только тогда, когда лежит в ножнах.

Рассказывают старую историю про то, как изобрели бумагу. Изобрели ее будто бы в XI веке, в одном итальянском монастыре.

Одного буяна-монаха в наказание заперли в келье — пусть, мол, посидит, одумается, придет в себя. Но монах не хотел сидеть взаперти. Он считал, что терпит напраслину. Он ногами бил в дверь, кляня всех на свете. Никто не отзывался.

В бессильной ярости монах разорвал на себе рубаху. Он зубами раздирал ее на куски. Он жевал ее, скрежеща зубами, и выплевывал в бешенстве на стол комочки жеваной ткани.

Понемногу гнев остывал. Тут монах заметил, что напакостил. Куча жвачки лежала на столе. Он сгреб в горсть эту кашу и шлепнул ее с размаха в кафельную печь. И завалился спать, обессилев.

Наутро дверь была по-прежнему заперта. Было скучно. Монах слонялся по келье, ища занятие. Вдруг он увидел на печи какую-то сероватую нашлепку. Он отодрал ее прочь и нашел, что та сторона, что приклеилась к кафелю — гладкая, как пергамент. В келье были перо и чернила, и через несколько минут монах, закусив язык, прилежно вырисовывал на лепешке заглавные буквы.

Вот таким путем, рассказывают итальянские бумажники, буян-монах открыл секрет изготовления бумаги.

Не слишком правдоподобная история. Если принять ее на веру, то первая бумажная фабрика, пожалуй, представится так. Сидят люди, жуют рубашки и плюют в потолок. И по временам сдирают с потолка бумажные обои.

Удивительно нелепая история. И все-таки ей верили. И переписывали из книги в книгу. Только лет восемьсот спустя, в конце прошлого века, европейские историки доискались, как была изобретена бумага.

Изобрели ее не в XI веке, а гораздо раньше, может быть, в I веке, и не итальянцы, а народы Средней Азии.

Среднеазиатские кочевники были замечательными мастерами валять войлок.

Как им такими не быть! Льна не сеяли, хлопка не растили, шелковичного червя не разводили. Зато верблюжьей и овечьей шерсти кипы. Вот и валяли из шерсти войлок, а уж из войлока делали все: одежду, палатки, кошму для кибиток. Войлок у кочевников — самый первый материал.

Из Китая в Среднюю Азию приходили книги. Кочевники вертели книги в руках, хвалили красивую китайскую работу.

Работа чудесная! Книги написаны на бледном хрустящем шелке. Шелк покрыт гибкой сверкающей пленкой прозрачного лака, а по лаку цветной тушью письмена.

Вызывает хан своих мастеров и дает им нахлобучку:

— Только и умеете, что войлок валять! Смотрите, что делают китайцы… Какая прелесть!

— Не гневись, светлейший хан, — кланяются мастера. — Будь уверен — сделаем не хуже.

— Где уж вам! Молчите… Вам и ткани такой не выткать!

Мастера спорить с ханом не стали. Был у них в головах собственный план: сделать книгу по-своему, по-особенному.

«Верно, — думают, — что ткани такой нам не выткать, но не совсем уж мы безрукий народ. Войлок умеем валять замечательно, и в этом деле никому нас не перещеголять.

Сделаем книгу из войлока».

Только как свалять тончайший войлок, светлый и прочный, как шелковая ткань? Верблюжья шерсть тут не пойдет — груба.

На первых порах решили использовать тот же шелк. Набрали шелковых лоскутков и давай их толочь, растирать между камнями. Распушили на тончайшие волоконца.

И потом все в воду. Мелкие волоконца всплывали на поверхность и сбивались, как пушинки одуванчика в сонном летнем пруду. Они плавали на поверхности воды, как белая пленка. Эта пленка была будущим книжным листом. Ее надо было снять с воды, как снимают пену с супа. Шумовкой какой-нибудь.

Вместо шумовки взяли густое сито, Вода сцедилась с сита, и на сетке осел слой тончайшего волокна. Его подсушили и легко отодрали от сита.

Получился тонкий и прочный лист: крепко слиплись и переплелись тончайшие волоконца. Это был первый лист бумаги.

Из бумаги сделали книгу и писали на ней кисточкой из крысиных волос.

Неизвестно, понравилась ли хану книга. Может быть, и нет. Может, он остался при своем и считал, что у китайцев лучше. Кочевники были сплошь неграмотны, книги и бумага их не заботили.

Но китайцам бумажная книга очень понравилась. Китайцы мигом сообразили, какая важная вещь — бумага. Делать бумагу было много проще и дешевле из шелковой ткани. Китайцы писали много книг, и бумага была им нужна позарез.

Вскоре кто-то из китайцев истер в большой ступе рыболовную сеть и из нее сделал бумагу. Получилось еще дешевле.

А в 105 году китаец Чай Лун докладывал императору Юан Кингу, что нашел способ делать бумагу из очесов льна, пакли, луба, молодого бамбука, тряпья, соломы, травы. Император остался очень доволен, а Чай Лун стал знаменитостью.

Не буян-монах и не с бухты-барахты придумали бумагу.

Получили валяльщики книги, взглянули на них со стороны и начали делать бумагу по-своему, приложив к этому делу все свое высокое искусство.

Можно целую толстую книгу отвести под примеры того, как техническая идея приходит к изобретателю со стороны, из других областей науки и техники.

В комедии «Виндзорские проказницы» Шекспир рассказывает, как веселые проказницы запрятали неловкого и знатного кавалера Фальстафа в большую корзину с бельем. Фальстаф сидел в корзине под смех зрителей, и ему было неловко и стыдно.

Но откуда у зрителей моральное право смеяться над Фальстафом, если каждый из них сидит в корзинке и, быть может, только потому и не стыдится соседа? Проказников, посадивших людей в корзинки, давно не существует на свете, и только останки их находят археологи в пещерах каменного века.

Материалы раскопок неопровержимо свидетельствуют, что плетение корзин было одним из самых первых изобретений, сделанных человеком. Люди научились плести корзины из прутьев еще до того, как овладели уменьем лепить глиняные сосуды.

Сейчас трудно представить, что изобретение глиняного сосуда родилось перенесением технической идеи из освоенной ранее области — плетения корзин. Чтобы слепить сосуд, первобытный человек раскатывал глиняный комок в тонкий глиняный червячок — прутик и из этого прутика свивал сосуд, наподобие корзинки. Человек привык танцевать от печки;

чтобы пустить в дело необычный материал, ему надо было для удобства и спокойствия превратить его сначала в знакомый прут. Только после изобретения гончарного круга производство глиняной посуды перестало быть похоже на плетение корзин.

От корзинки родилась рогожка, от рогожки — дерюжка, от дерюжки — современная плетеная ткань. Потому и возможно, с известной натяжкой, утверждать, что одежда, которую мы носим, — это нынешний потомок первобытной корзинки.

Этот древний пример лег бы где-то на первых страницах книги, посвященной изобретениям со стороны. А на самой последней ее странице был бы сформулирован некий изобретательский принцип: изобретение может родиться путем переноса технической идеи из соседних областей науки и техники.

Кочевники потому изобрели бумагу, что сумели увидеть общее между войлоком и книжным листом.

Большое дело уметь видеть общее, уметь различать из-за леса неважных подробностей общую суть вещей.

Именно суть, а не так: отобрали попарно корову и кресло, циркуль и курицу, рояль и фотографический штатив, отобрали и рады до слез — нашли общее!

Одно тут общее: число ног. У коровы и кресла — четыре, у курицы с циркулем — две, у штатива с роялем — три. Никого эти частности не интересуют!

Умению видеть общее учит людей наука, теория. Герой Социалистического Труда конструктор Шпитальный набрел на идею своего сверхпулемета, перелистывая книгу по астрономии. Среди чуждых уравнений, изображавших движения небесных светил, он увидел странно знакомую формулу движения воды в гидравлической турбине. Себе не веря, Шпитальный вчитался в текст и понял, что это уравнение движения в спиральной туманности.

Бездна отделяла турбину от чудовищного звездного облака, способного поглотить тысячи солнечных миров, но формулы выглядели на одно лицо. Формулы были законами движений, записанными математическими значками, и в них отразилось то общее, что было присуще движениям во всей нескончаемой Вселенной. Общий закон управлял и водоворотом и туманностью, затерянной в бездне неба. Шпитальный взял карандаш и вывел этот закон, формулу поступательно-вращательного движения в природе.

Оказалось, что той же формуле можно было бы подчинить и движение механизмов пулемета, о котором он в то время думал. И тогда получилось бы оружие невиданной скорострельности.

Шпитальный осуществил свою идею, и расчеты его оправдались. Механика неба воплотилась в механизме пулемета.

Знание теории, знание общих законов природы помогает изобретателю на каждом шагу.

Люди сами порой не знают, какое могущество скрывается в скромных математических уравнениях, и даже не представляют себе, к каким они приведут практическим результатам.

В прошлом столетии многие крупные ученые заинтересовались теорией волчка. Целыми днями сидели на корточках—волчки пускали; наблюдали, измеряли, соображали, подсчитывали. Только о волчке и думали, только о волчке и говорили.

— Ляжем костьми на этом месте, а разгадаем в конце концов секрет волчка! Почему неподвижный волчок вяло лежит на полу, а когда развертится, становится словно живой, словно впивается острием в пол и стоит так на острие, упрямый и неуклонный? Какие тут действуют силы?

Коллеги их увещевают:

— Как вам не стыдно заниматься подобной ерундой. Кому это нужно? Разрабатывали бы теорию корабля или другой какой-нибудь полезной вещи. А то волчок. Игрушка! Все равно, что играть в бирюльки!

Но ученые все-таки докопались до секретов волчка, изучили действующие в нем силы и написали об этом гору научных статей, сплошь из одних математических уравнений.

Каждый удивился бы, кто увидел: столько математики — и все о волчке?

— Разработана общая теория волчка, — поясняют ученые, — установлены и записаны на языке математики общие законы для всех волчков, которые существуют и которые могут появиться в будущем.

Техники в этой теории раньше не разбирались. Но вот открыли артиллеристы, что остроносый удлиненный снаряд летит из пушки вдвое дальше, чем круглое ядро. Одна беда — кувыркается снаряд в воздухе. Как бы сделать так, чтобы он все время летел носом вперед и не кувыркался?

Сделали так: завертели снаряд, как волчок, — и тогда он перестал уклоняться с пути. Полетели из пушек смертоносные волчки, все, как один, точно в цель. И, конечно, артиллеристы кровно заинтересовались теорией волчка. Извлекли на свет громоздкие уравнения.

А тут приключился загадочный случай на море. Построили инженеры сверхскоростное военное судно. На маленьком суденышке установили мощную паровую турбину. Стремглав полетел корабль, едва касаясь воды.

Стал рулевой делать разворот — не слушается судно руля. Крутят штурвал и туда и сюда — нет управления да и только. Строитель стоит на рубке, красный до корней волос. Позор! Неприятность!

Переделали руль — все без толку. Нет управления, да и все тут.

— И не будет! — сказал один опытный инженер. — В брюхе вашего судна вращается турбина — неуклонный, упрямый волчок. Потому так трудно свернуть корабль с пути.

Пришлось и судостроителям засесть за теорию волчка, строить корабли сообразно с этой теорией.

Задались однажды вопросом: какая сила удерживает на ходу велосипед, не дает ему падать набок? Математики подсказывают: учтите, у него колеса вертятся, как два волчка. Напишите уравнение волчка, оно вам многое объяснит!

Ходят статьи по рукам, и являются в головы блестящие изобретения.

Может быть, не только велосипед, но и целый вагон можно пустить на двух колесах по одному рельсу, если упрятать внутрь массивный волчок? Можно! — отвечает теория. Так и сделали. Целый поезд катил по одному рельсу и не падал набок. Получалась однорельсовая железная дорога. И если над пропастью протянуть стальной канат, то и над пропастью пронесется бесстрашный вагон, тихо покачиваясь, как канатная балерина.

Говорят, что магнитная стрелка все время показывает точно на север. На самом деле это не так. Спросите любого капитана, и он расскажет вам, что магнитная стрелка все время гуляет при движении корабля, постоянно уклоняется в сторону. Ее отвлекают подземные залежи железа, ее раскачивают магнитные бури, пролетающие над землей. И моряк зачастую не может положиться только на компас.

Тут опять приходит на помощь чудесное свойство волчков, известное из теории. Маховики, пропеллеры, роторы, турбины, все вращающиеся части машин, все волчки, какие только есть на земле, рвутся из своих втулок, чтобы стать в направлении Полярной звезды.

Если тщательно сделать вращающийся волчок и создать ему некоторые условия, то он безотрывно будет прикован к Полярной звезде и не будет менять своего направления, как бы ни поворачивался корабль. На больших кораблях вращаются волчки, неустанно подгоняемые электричеством. Это гирокомпасы, на редкость хитроумные приборы.

Когда принялись проектировать гирокомпасы, формул стало не хватать. Пришлось дальше двигать теорию, выводить недостающие уравнения.

Инженеры сделали большое дело. Они изобрели автопилот, машину, которая сама ведет самолеты. Летчик может отдыхать в полете. У него есть второй пилот — стальная машина без сердца и нервов, не знающая усталости. Он ей может передать управление в спокойную минуту.

Что это за машина? Волчок. Волчки управляют самолетами.

В тиши лабораторий ученые стремятся проникнуть в тайну магнита. И оттуда доносятся слова: волчок, волчок, волчок.

Могу сказать в заключение, по секрету, что волчки — это стальные штурманы космоса. Они направляют полет ракет.

Тысячи инженеров изучают теперь теорию волчка, породившую столько изобретений. И советуют изучать другим, даже астрономам.

Но астрономы и сами давно ее изучили. Ведь и вся наша Земля — это огромный волчок.

Бывает, что изобретение, явившееся со стороны, кажется сделанным словно по шпаргалке.

Сзади первого паровозика шли, отпихиваясь от земли, неуклюжие стальные ноги. Видно, конструктор скопировал их с ног человека, толкавшего вагонетку.

У первого парохода торчали по бокам весла, загребавшие воду. Их приводила в движение паровая машина. Похоже, конструктор скопировал свой пароход со старинной галеры, на которой гребли рабы.

У первого парохода была кирпичная труба. Подшипники коромысла паровой машины были подперты парой дорических колонн, словно похищенных с фасада какого-то здания. Станки на первых порах сохраняли в себе черты комнатной мебели. У них были вычурные гнутые ножки и в колесах спицы фигурной токарной работы. Инженеры того времени отлично строили мебель и здания, но еще не умели как следует строить машины.

Один из первых электромоторов был ни дать ни взять паровая машина. Такой же шатун, кривошип и маховик, только вместо цилиндров электромагнитные катушки — соленоиды, а вместо поршней железные сердечники. Переключатель, похожий на золотник, включал ток то в один, то в другой соленоид, и сердечники ходили взад и вперед, попеременно втягиваясь в катушки. Шатун вертел кривошип, маховик крутился.

Похоже, изобретатели пытались решать стоящие перед ними задачи, как иные не слишком прилежные школьники пишут контрольную.

Они списывали для своих машин готовые конструкции у соседей и предшественников.

Дело, конечно, не в лени и не в нежелании пораскинуть умом. Изобретатели делали первый шаг и не в силах были развеять полностью привычных представлений о вещи. Они оставались в плену у собственной косности. Они пытались втиснуть новую вещь в старую, испытанную оболочку. И терпели неудачи. Ничего хорошего из этого не получалось.

Нынче паровозы не похожи на стальных коней. Трудно даже представить себе, с какой быстротой пришлось бы отбрыкиваться паровозьим ногам, чтобы двигать машину со скоростью современных паровозов. Бешено бьют копыта. Пыль стоит столбом! Вдребезги разлетаются рельсы и шпалы.

По нынешней мерке, пароходик с веслами по бокам был бы так же беспомощен в воде, как барахтающаяся в луже сороконожка.

Машины теперь не похожи на мебель и дом с колоннами. Наоборот, мебель нередко напоминает по виду машины. На гигантскую машину похожи и большие современные заводские корпуса.

И чем больше совершенствуется машина, тем меньше делается она похожей на первоначальное изобретение — по шпаргалке.

На что похож самолет? Говорят, на птицу.

И правда, было время, когда жидкие каркасы самолетных плоскостей, обтянутых легкой материей, напоминали птичье оперение. И шасси постоянно торчало снаружи, как худые, костлявые птичьи лапы.

Но теперь самолеты сильно изменились. Только по привычке различают в них облик птиц. Не похож самолет на птицу!

Скользким телом, лепкой хвоста самолет похож на рыбу — остроносую акулу, рассекающую глубины воздушного океана.

Удивительно! Откуда взяться рыбьим чертам в летучей машине? Только в сказках порхают с куста на куст летучие рыбы.

Дело в том, что при больших скоростях воздух сопротивляется движению не меньше, чем вода. Это уже не тот незаметный воздух, почти неосязаемый лицом и руками. Этот воздух рвется из-под пропеллеров неукротимой железной струей, держит на весу тяжелую машину. Этот воздух водопадом шумит в крыльях. Это яростные, упругие воздушные струи облизали, огладили тело машины, как морской прибой прибрежную гальку. В этом воздухе каждый выступ тормозит движение, словно гвоздь, торчащий в санном полозе. Конструкторы в погоне за скоростью убирали выступ за выступом и пришли к тому же, к чему пришли рыбы, приспособляясь в течение долгих веков к движению в водной среде.

Но все-таки самолет не вполне походит на рыбу. У рыб не бывает пропеллера. Предок самолетного пропеллера крутился в воде. Это пароходный винт. Значит, самолет похож на пароход.

Но у парохода нет надутых воздухом резиновых колес. Их самолет позаимствовал у велосипеда. Значит, самолет похож на велосипед.

Но у велосипедов не бывает бензинового мотора! Предок самолетного мотора работал в автомобилях. Значит, самолет похож на автомобиль.

Но у автомобиля нет хвоста, и на нем нет рулей, вертикальных и горизонтальных! Такие рули — в хвосте у подводной лодки. Значит, самолет похож на подводную лодку.

Нельзя же так, на все сразу! На что все-таки похож самолет?!

Самолет похож на самолет. И все тут. Самолеты строят не для того, чтобы кататься по земле, плавать на воде, нырять под воду. Самолет — машина, чтобы летать по воздуху. Машина, а не птица! Совершенно новая вещь. Вот она и получила свою, только ей одной свойственную форму.

Современные инженеры с высоты грандиозных тепловых или даже атомных электростанций добродушно ухмыляются первым робким и неверным шагам энергетической техники. Они прячут улыбку в усы, вспоминая, по какой громоздкой схеме была создана в XVIII веке первая огневая машина. Поршень парового цилиндра приводил в движение водяной насос, насос поднимал воду в бак, повыше, а оттуда вода самотеком бежала по желобу и вращала мельничное колесо. Да, довольно длинный путь от поршня — к вращающемуся колесу! Словно из Москвы в Одессу через Владивосток! А чтоб прямо привод от поршня к колесу, до этого дедушки нашей энергетики не додумались. Инерция ума, косность мышления!

Но если б случилось чудо и смогли бы переглянуться через коридор столетий мастера огневых машин со строителями современных электростанций, то во мгле веков просверкала бы ответная улыбка:

— Легко вам там подсмеиваться, через двести лет, во всеоружии науки и техники XX века. А пришли бы, поварились здесь на нашем месте, где любую деталь отковывают в чадной кузнице, словно лошадиную подкову, где и о науке такой, как кинематика механизмов, еще слыхом не слыхали!

В чужом глазу соломинка заметна, а в своем глазу не видишь и бревна! Оглянитесь на вашу хваленую технику, на ваш самый совершенный цикл производства электрической энергии. Умора! Химическая энергия топлива превращается в топке в тепловую, тепловая энергия в котле передается пару, тепло в турбине превращается в механическую энергию, механическая энергия в генераторе превращается в электрическую. И из каждого звена свищут потери. А чтобы прямо из химической энергии в электрическую, вы за двести лет до этого превращения не додумались. Вот она где, инерция ума, косность мышления!

Что касается атомных электростанций — там еще чище! Чудо новейшей техники — атомный реактор — применяется у вас лишь в роли топки под старинным паровым котлом. Пар из этого котла подогревает другой котел. Тот, другой котел питает паром турбину, турбина крутит генератор. А чтобы прямо атомную энергию превращать в электрическую, вам и в голову не приходит. Так над кем же вы потешаетесь, дорогие коллеги!

Если бы продлилось чудо и веселые спорщики могли ближе познакомиться друг с другом, они быстро бы нашли, что пререкания — беспочвенны и взаимные насмешки — неуместны.

Когда слышатся упреки в инерции и косности ума, то серьезные, вдумчивые люди настораживаются и стараются поглубже вникнуть в конфликт. Человеческий ум знаменит не косностью и инерцией, а своей созидательной силой. Когда звучат наветы на человеческий ум, то полезно оглядеться внимательно вокруг, не найдется ли каких-нибудь обстоятельств и препятствий на пути его неутомимого творчества?

Не инерция и косность ума помешала строителям современных электростанций обратиться к прямому преобразованию тепловой и атомной энергии в электричество. Мысль об этом родилась гораздо раньше, чем возникли большие электростанции. Но препятствовали громадные трудности этого дела. Многолетние усилия ученых приводили к недостаточным результатам.

Помните колпак на керосиновую лампу, продававшийся в радиомагазинах? В колпаке заключалась термобатарея, превращавшая теплоту керосинового огонька в электрический ток. От такой керосиновой лампы мог работать радиоприемник. Но электростанция на подобных батареях работать не может. Слишком много еще теряется здесь тепла.

На первой Международной конференции по мирному использованию атомной энергии я видел электрическую атомную батарейку. Тепловое и ядерное излучение превращалось в ней в электрический ток. Батарейка питала маленький генератор, создававший писк в наушниках. Новорожденное пищало тогда в колыбели.

Лишь недавно стало возможным объявить генеральный штурм проблемы прямого преобразования тепла в электричество. Вдохновенье и подсказка пришли с неожиданной стороны.

Комментарии буржуазных публицистов и философов, провожающих завистливым взглядом горделивую стаю советских космических ракет с хвостами жар-птицы, иногда напоминают реплики Ужа горьковскому Соколу.

— Ну зачем, — восклицают они, — человеку столь высокий полет, ну зачем ему рваться в космос, когда столько еще на земле нерешенных насущных задач? Ну зачем затрачивать громадные средства и силы на эти феерические хвосты, на почти фантастические, далекие от жизни затеи? И расчетливо ли вкладывать средства в дело, не дающее сегодня непосредственной выгоды?

Все эти вопросы рождены не одной лишь циничной демагогией жрецов «холодной войны», но порой возникают из самого духа бизнесменской философии прагматизма, справедливо называемой «философией чистогана».

Что можно ответить нашим искренне убежденным или притворствующим оппонентам? Можно обратить их внимание на то, что в условиях советской действительности регулярные полеты в космос планомерно сочетаются с беспримерным по размаху и темпам жилищным строительством, неосуществимым ни в одной капиталистической стране; можно призвать сомневающихся бизнесменов к деловому терпению, объяснив, что затраты в настоящем обязательно окупятся в далеком будущем, уподобив, популярности ради, вложения в космос долгосрочному займу с процентами при возврате.

Но сказать все это, и только это — означает сказать не все.

Можно утверждать на основании самого убедительного опыта в мире — научного опыта коммунистического строительства, что постановка великих и дальних целей, планомерное к ним движение — это и есть наилучший путь разрешения повседневных, насущных практических задач. Это справедливо для всей современной науки, и в особенности для науки социалистического общества. Диалектика развития науки и техники такова, что реализация, казалось бы, далекой от жизни, фантастической идеи полета в космос оказалась самым практичным свершением повседневности, самым могучим стимулом укрепления связи науки с жизнью.

Высоко уходит в небо ствол могучего древа современной космической науки. Но чем выше дуб, тем раскидистей его крона, тем все больше и больше боковых ветвей расходится в стороны к проблемам, имеющим важное самостоятельное народнохозяйственное значение, безотносительно к осуществлению космических полетов…

Крона древа космической науки и техники небывало густа и ветвиста. И это закономерно. Ю. А. Гагарин недаром назвал космический корабль сооружением более сложным, чем все, что можно себе представить. Посещая лаборатории советских ученых, то и дело касаешься этого древа, замечаешь ценнейшие плоды, вызревающие на какой-либо из его ветвей.

Мы коснемся тут лишь одного из многих узлов ракеты — ее реактивного сопла с огненным хвостом жар-птицы.

Специалисты по химии высоких скоростей, изучившие процессы горения в сопле, пришли к выводу, что сопло представляет собой как бы незримую анфиладу химических цехов, в каждом из которых происходят свои технологические превращения. Постепенные фазы разложения и сгорания топлива как бы разделены в пространстве по зонам, растянутым вдоль сопла в цепочку. Проносясь вдоль сопла в ревущей струе пламени, молекулы горючего претерпевают последовательные изменения, как детали на заправском конвейере, движущемся со сверхзвуковою скоростью. Было бы неправильно называть его сборочным конвейером, это, скорее, конвейер для разборки сложной молекулы горючего. Каждая из позиций «конвейера» характеризуется определенной степенью «разборки». Если б появилась возможность отбирать «детали», то бишь молекулы, с различных позиций «конвейера», то из разных зон сопла можно было бы получать различные химические вещества. Такая возможность есть. Надо лишь установить в соответствующей зоне сопла охлаждающий поясок, на котором будут осаждаться молекулы. Если жечь в длинном сопле углеводородное топливо и поближе к входному отверстию поставить охлаждающийся поясок, можно добиться получения этилена; передвинув поясок по направлению к выходу — получаешь ацетилен; передвинув поясок еще ближе к выходному отверстию — получаешь углерод. В огнедышащем сопле ракеты видится сегодня прообраз химического завода для простого скоростного, непрерывного получения разнообразных и ценных продуктов.

В одной из советских лабораторий мы столкнулись с совсем неожиданным превращением ракетного сопла. Исследователи увидели в нем электростанцию будущего. Да, не удивляйтесь, в жарком хвосте пламени они разглядели и топку, и котел, и турбину, и электрический генератор — одним словом, могучее средство для прямого превращения тепловой энергии в электрическую. Мы могли воочию убедиться, что стоит лишь поднести к ревущему жалу пламени обыкновенный магнит, как из этого соседства немедленно рождается электрический генератор. В пламени возникает электрический ток. Нужно несколько усилий воображения, чтобы разобраться в этом.

Легко сообразить, что цилиндрический якорь в зазоре магнитов обыкновенного генератора может быть заменен движущейся металлической лентой. Еще одно усилие воображения — и вместо непрерывно текущей ленты мы представим себе проводящую жидкую (например, ртутную) струю. А отсюда один лишь шаг к пониманию роли струи пламени. Ведь известно, что пламя является проводником тока. Многим памятен школьный опыт, где огонь свечи разряжает шарик электроскопа. Но нежаркий огонь свечи — довольно плохой проводник; иное дело высокотемпературное ракетное пламя. В струе ракетного пламени, помещенной в магнитное поле, возникает электрический ток, как во всяком движущемся проводнике. Но этот проводник обладает особенными свойствами.

Пламя, вырывающееся из ракетного сопла, — это то «четвертое состояние вещества», которое физики называют плазмой. От обычного газа плазма отличается тем, что все большую и большую роль в ней начинают играть свободные электроны и ионизированные наэлектризованные атомы и молекулы. Впрочем, плазма как раз и является самым обычным состоянием вещества. Ведь из твердой, жидкой и газообразной материи состоит лишь незначительная часть Вселенной, остальной же мир построен из плазмы.

Естественно, что в основе теории нового генератора лежит теория плазмы. Эта новая наука называется магнитогидродинамикой. Она родилась из изучения поведения космических туманностей и оболочек звезд. Теперь уравнения космической науки помогают добывать земные киловатты. На наших глазах создается магнитогидродинамический генератор, без котлов, турбин, якорей, без единой подвижной механической детали, позволяющий превращать тепло непосредственно в электричество.

Руководитель работ подает команду к запуску агрегата. Все надевают темные защитные очки. Раздается шипение газа, переходящее в рев пламени. Ослепительный кинжал огня вонзается в междуполюсное пространство магнита. Охлаждаемые электроды, погруженные в плазму, собирают электрический ток, и стрелка амперметра достигает наивысшего отклонения.

Перед умственным взором журналиста возникают контуры одной из электростанций будущего. Вероятно, это будет довольно шумное, но простое в постройке и экономичное предприятие. Пламя будет реветь в целой батарее сопел, а электроды снимать могучий, особенно удобный для передачи на дальние расстояния постоянный ток. Конечно, схема электростанции окажется сложнее ее лабораторной модели, избытки тепла пойдут на подогрев воздуха для газовой топки, а быть может, и для некоей подсобной паросиловой установки. Но коэффициент полезного действия станции будет высоким и превысит раза в полтора к.п.д. обычной тепловой станции. Ну, а это означает миллионы тонн нефти, сэкономленной в пределах одной лишь ГРЭС.

Как хотелось бы привести в эту небольшую лабораторию зарубежных сторонников «непрактичности», «нерентабельности» космических исследо-ваний! Они убедились бы воочию, что сегодня реактивное сопло входит в современную технику не только как важная часть ракетного двигателя, но и как элемент гораздо более широкого, универсального назначения, каким стало в истории техники колесо или пропеллер; что наука о космосе указует пути построения земных машин; что весь комплекс научно-технических исследований космоса — это главное звено, за которое Советское правительство и Коммунистическая партия поднимают на новую, небывалую высоту все другие звенья великой цепи технического прогресса, все участки материальной базы улучшения жизни и благосостояния трудящихся.

…Я сорвал с себя темные очки, чтобы в свете перышка пламени разглядеть молодые лица ученых и лаборантов, столпившихся возле необычной установки. У них были радостные, счастливые лица, как у всех хороших людей, когда им достается перо жар-птицы.

Ощущение величия, мощи и размаха охватывает вас уже при въезде на территорию, столь обширную, что для сообщения между разбросанными по ней корпусами приходится пользоваться автомашиной. Это чувство усиливается, когда входишь в здания и оказываешься в исполинских помещениях, напоминающих цехи крупнейших заводов, где стальные фермы поддерживают высокие перекрытия, где могучие мостовые краны плывут над головой, где ряды гигантских машин уходят в перспективу залов и туманятся дымкой расстояния. Некоторые машины столь сложны и огромны, что человек вблизи них кажется муравьем, заползшим внутрь радиоприемника.

Журналист, а возможно, и инженер, привыкший к обычной классической технике, вероятно, станет в тупик при виде этих необыкновенных машин — фантастических гибридов представителей самых различных областей индустрии. К установкам, похожим на аппаратуру химической технологии, подступает дремучая чаща трубопроводов, белый иней покрывает узлы труб, и над ними курятся светлые струйки пара, характерные для устройств глубокого охлаждения, группы мощных насосов наводят на мысли о вакууме, а медные шины и белые изоляторы свидетельствуют о вторжении электроники. Вспоминаются не листы учебников технологии, а страницы научно-фантастических романов — описания производства каких-то космических объектов.

Воображение не обмануло нас. Здесь действительно производятся космические объекты. Но не звездные корабли, не спутники, а нечто другое, опирающееся на иные возможности познания мира. Ракеты, спутники, корабли создают на космических верфях из земных материалов, по земным законам и обычаям, а затем они устремляются в космос, как посланцы и плоды Земли. А машины, о которых мы начали рассказ, рождены человеческой мыслью, совершающей обратное движение. Здесь как бы низводятся с небес на землю отдаленные космические объекты, воспроизводятся в земных условиях, с разной степенью приближения состояния материи, явления и процессы, никогда не происходившие на Земле и присущие только космическим туманностям и оболочкам звезд. На машинах, о которых идет речь, получается и обрабатывается не твердый металл, и не пластмасса, и не жидкости, и не газы, а материя в ее изначальной, первозданной форме, называемой плазмой. Здесь стараются получить на пользу людям волоконца, нити, клубки той солнечной пряжи, из которой сотканы небесные светила.

Где же находится эта космогоническая мастерская, в которой не волею божьей, а руками человека дерзновенно создаются детали небесных светил?

Укажем точный адрес: Москва, Институт атомной энергии Академии наук СССР имени И. В. Курчатова, лаборатории, занимающиеся проблемами физики плазмы и управляемых термоядерных реакций.

Машины, установленные в институте, являются отдаленными прообразами термоядерных реакторов, которые будут высвобождать атомную энергию из самого дешевого горючего — изотопа водорода, содержащегося в обыкновенной воде.

Мы уже писали, что с трибуны XX съезда КПСС академик И. В. Курчатов призвал ученых мира, в том числе и ученых США, совместно работать над мирным применением термоядерных реакций, научиться так управлять ими, чтобы избежать взрыва, и тогда человечество сможет извлечь горючее из вод океана, неисчерпаемый океан энергии откроется перед людьми. Забота об энергии будет снята с человечества раз и навсегда. Вторая Международная конференция по применению атомной энергии в мирных целях в Женеве показала, что этот призыв не остался без ответа.

Как известно, руководитель советской делегации на этой конференции член-корреспондент Академии наук СССР В. С. Емельянов передал зарубежным ученым четыре тома еще не опубликованных советских научных работ, произведенных в Институте атомной энергии Академии наук СССР и озаглавленных «Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций». Научная общественность всего мира и многочисленная пресса дали восторженную оценку исключительно важным сообщениям, сделанным в советских докладах на конференции. Обстоятельно изложили свои работы в этой области американские, английские, немецкие и шведские ученые. То, что хранилось совсем недавно за броней несгораемых сейфов, в тетрадях, опечатанных сургучом, стало достоянием ученых всех стран. Началась историческая эпоха совместной открытой работы над мирным применением управляемых термоядерных реакций, эпоха совместного движения к океану.

На широком панно, занимавшем целую стену в помещении термоядерного сектора советского отдела Международной выставки по использованию атомной энергии, набегал на берега белогривый вал океанского прибоя.

И таинственного вида приборы, демонстрируемые здесь, кажутся стоящими на подступах к океану. Знаменательное соседство!

Бесполезно обращаться даже к древней мифологии, чтобы выразить в величественной аллегории грандиозность подвига, на который поднялись современные ученые, создавая эти приборы. На столь дерзкие свершения не решались идти всемогущие герои и боги. Даже пылкая народная фантазия, породившая ковер-самолет и перо жар-птицы, как бы прекращает здесь свое парение, чтобы создать насмешливую басню о синице, пытавшейся зажечь море, — ироническую притчу в осуждение искателей невозможного.

До недавних лет, как мы знаем, атомная энергия получалась лишь в результате деления в ядерных реакторах тяжелых ядер урана и тория. Драматическая коллизия развития атомной энергетики, заключается в том, что запасы тяжелых элементов на Земле не так уж велики. Если всю энергетику земного шара перевести на уран и торий, то запасы иссякнут за два века. Добавим, что в этот же срок, вероятно, исчерпаются резервы угля и нефти.

Но, может быть, не менее остра проблема удаления отходов — радиоактивных осколков разбитых ядер тяжелых элементов? По свидетельству одного из американских ученых, если бы все потребности США в энергии удовлетворялись за счет ядерных реакторов, то пришлось бы решить задачу удаления такого количества радиоактивных продуктов деления, которое эквивалентно отравляющему действию взрывов 200 тысяч атомных бомб; к 2000 году количество радиоактивных отходов было бы эквивалентно взрыву 8 миллионов атомных бомб в год.

Многочисленные доклады ученых на конференции свидетельствуют, что проблема удаления радиоактивных твердых остатков и газов в наступающем атомном веке станет вскоре первоочередной. Словно гоголевские мертвецы, захороненные радиоактивные отходы имеют обыкновение вставать из своих могил.

Вот один очень яркий пример возникающих затруднений.

В Мировом океане существует 19 подводных впадин, по глубине превышающих 7 километров. В эти мрачные пропасти предлагалось сбрасывать контейнеры с отходами, образуя глубоководные кладбища радиоактивных изотопов. Полагали, что глубинные водные массы во впадинах неподвижны и что радиоактивные вещества, растворенные в этой мертвой воде, не будут выноситься на поверхность.

Но советские ученые В. Богоров и Е. Крепе показали, сколь опасны и сомнительны эти проекты, тем самым серьезно предупредив человечество. Советские океанографы на судне «Витязь» исследовали в Тихом океане двенадцать глубоководных впадин. Отважные океанографы изучили не только рельеф впадин, но и тонкости физических, химических и биологических процессов внутри них. Определили проветриваемость вод кислородом, окисление грунта, распределение жизни в толще воды. И по ряду этих прямых и косвенных данных пришли к грозному выводу, что воды в глубинах впадин находятся в непрерывном движении, что любой захороненный здесь «радиоактивный мертвец» неминуемо встанет из своей глубоководной могилы и пойдет разгуливать по свету.

Освоение управляемых термоядерных реакций разрубает одним ударом упомянутые выше затруднения. Человечество сможет использовать колоссальные запасы водорода в океане в качестве ядерного топлива. И в термоядерных реакторах почти не будет образовываться вредных радиоактивных веществ (за исключением, быть может, наведенной радиоактивности в строительных материалах реакторов).

В термоядерных реакторах будет сжигаться тяжелый водород (дейтерий и тритий). Главное значение в будущем приобретут термоядерные реакторы, работающие на одном лишь чистом дейтерии. Может показаться, что дейтерий — слишком редкая разновидность водорода, ведь на каждые шесть тысяч ядер обычного водорода приходится лишь одно ядро дейтерия. Но и при таком соотношении один стакан обычной воды по заключенной в ней энергии будет равноценен приблизительно 100 литрам нефти.

Академик И. В. Курчатов привел в одной из своих статей потрясающие цифры: в ближайшие пятнадцать лет ежегодная добыча угля и нефти в нашей стране достигнет в сумме около миллиарда тонн. Только 400 тонн дейтерия потребовалось бы для замены этого количества угля и нефти! Еще двадцать лет назад это количество дейтерия могло показаться непомерно большим и труднодостижимым. Тогда со страшным трудом удавалось добывать граммы тяжелой воды, содержащей дейтерий. Теперь положение другое. У нас создано промышленное производство дейтерия. На одном из заседаний Женевской конференции советские ученые М. И. Малков, Г. Б. Зельдович и другие рассказали об одном из эффективных путей технологии производства дейтерия.

Дейтерий добывают путем перегонки жидкого водорода, получаемого, например, на химических заводах попутно с производством аммиака. Технологический процесс ведется в температурах, приближающихся к холоду космических пространств. На одну тонну выработанного аммиака можно получить стакан тяжелой воды. Стоимость дейтерия как горючего уже сейчас составляет менее одного процента стоимости угля.

Легче всего осуществить управляемую термоядерную реакцию на смеси из равных частей дейтерия и трития. Однако трития в природе ничтожно мало. Тритий искусственно получают путем облучения металла лития нейтронами. Пока это — дорогое производство. Но советскими учеными предложен остроумный выход: ведь при работе термоядерных установок будет выделяться огромный поток нейтронов. А что, если окружить реактор оболочкой из лития? Тогда под влиянием нейтронной бомбардировки литий начнет расщепляться на тритий и гелий. В ходе работы реактор будет сам для себя готовить ядерное топливо. Более того, запасы трития будут при этом непрерывно возрастать.

Хитроумные приборы выставки, подступившие к океану, — это прототипы грядущих термоядерных реакторов. Одна из американских моделей называется «Перхэпсатрон», что в переводе значит «возможнотрон».

Можно сказать, что все экспонируемые приборы в какой-то мере «возможнотроны»; они с большей или меньшей убедительностью демонстрируют лишь принципиальную возможность построения в будущем термоядерного реактора. Они так же относятся к своему грядущему потомку, как старинный эолипил Герона к современной паровой турбине, как сегнерово колесо к современному гидравлическому двигателю, как магнитные подковки и катушки Фарадея к современному электрогенератору, как грозоотметчик Попова к современной радиостанции.

Поразительно принципиальное сходство приборов, построенных антиподами на разных концах земли, за семью замками лабораторий, в обстановке глубочайшей секретности. И наивно полагать, что ученым удалось разгадать секреты друг друга. Они просто пытались проникнуть в одну общую тайну — великую тайну природы. Они порознь вели единоборство с природой и держались единственно возможной тактики: разгадать законы природы, подчиниться этим законам и тем самым подчинить природу себе. Их конечные выводы получились едиными, как едины законы природы.

Теперь стало возможно проследить перипетии мировой изобретательской и исследовательской мысли по дороге на океан.

Грандиозные успехи атомной энергетики, опирающиеся на деление тяжелых ядер, стали возможны благодаря беззаветной работе ученых, бескорыстно изучающих сердце атома. И мы вправе сказать, что к первому этапу атомной энергетики человечество проникло через узкие дверцы микромира.

Ко второму этапу атомной энергетики, опирающемуся на слияние легких ядер, привели бескорыстные исследования звездного неба, отвлеченные достижения астрофизики, изучающей жизнь колоссальных космических тел Вселенной. Человечество идет к термоядерной энергетике сквозь широкие ворота макромира. В кулуарах конференции шутят, что идеи термоядерной энергетики буквально свалились с небес. И в этом еще одна разгадка их единства. Ведь над русскими, англичанами, американцами — одно и то же небо.

Термоядерные реакции потому и называются так, что происходят при очень высоких температурах. При таких температурах материя, вещество, образует первозданный хаос из мятущихся электронов и голых атомных ядер, с которых совлечены электронные оболочки. Из подобного материала построены солнце, звезды, туманности. Это состояние вещества называется плазмой.

Плазма очень подвижна и живет своей сложной, прихотливой жизнью. Электрические заряды привносят в ее движение свои склонности и антипатии, а течения, вихри и струи плазмы, обладают капризными свойствами намагниченных током проводников.

Поведением плазмы занимается теоретическая наука — магнитогидродинамика, младшая сестра аэрогидродинамики. Специалисты по магнитогидродинамике гордятся своей сложной наукой. Она шире объемлет мир, чем ее старшая сестра. Аэрогидродинамике подчиняются лишь нижняя часть атмосферы и четыре океана земного шара, а магнитогидродинамике— вся остальная Вселенная. Магнитогидродинамика это и есть тот теоретический мост, который объединяет Крабовидную туманность, затерянную в безднах неба, и прообраз термоядерного реактора на лабораторном стенде. Уравнения ее описывают анатомию мощного электрического разряда и кипение пламенного океана на поверхности солнца, «огненные валы» которого воспел еще Ломоносов. Она вооружает инженерную мысль возможностями небывалого величия и красоты. На протяжении многих тысячелетий истории материальной культуры люди строили свои орудия из организованной материи — камня, бронзы, железа, стекла. А теперь они могут создавать их и из первозданной материи — звездного хаоса, и человечество с надеждой взирает на этот гордый акт творения.

Магнитогидродинамика тренирует такую систему мышления, которая помогает искателям термоядерных реакторов преодолевать почти непостижимые трудности. Вот лишь одна из них.

Для того чтобы «второй огонь», принесенный современным Прометеем с небес на землю, смог охватить плазму, для того чтобы плазма загорелась негаснущим ядерным пламенем, необходимо достичь температуры в 50 миллионов градусов. (Заметим, что это минимальная цифра для смеси дейтерия с тритием, для чистого же дейтерия необходимы сотни миллионов градусов). Только при этих температурах ядра тяжелого водорода начнут метаться с такой бешеной скоростью, что смогут преодолеть могучие электрические силы взаимного отталкивания и будут во множестве сливаться в ядра гелия.

Перед создателями термоядерных реакторов возникает задача — построить топку, в которой могли бы протекать процессы при столь высокой температуре.

Как обезопасить стенки сосуда от жара плазмы? Но это не единственная забота. Оказывается, в довершение всего, стенки представляют для плазмы еще большую опасность, чем плазма для стенок. Вспомните, что вещество в сосуде очень разрежено. При таком разрежении даже при сверхвысоких температурах в плазме накапливается ничтожное количество тепла, немногим больше, чем нужно для того, чтобы вскипятить чашку чая. Если плазма чуть коснется стенок, она тут же охладится. Подсчитано, что достаточно одной булавочной головке металла испариться из стенки сосуда, чтобы охладить, загрязнить, «отравить» несколько железнодорожных цистерн плазмы. Мы уже знаем, что можно изолировать плазму от стенок. Магнитогидродинамика теоретически допускает, что с помощью электрических токов и магнитных полей можно в принципе построить из плазмы такое образование, которое повисло бы в центре сосуда хотя бы на некоторое время и за этот срок не касалось бы стенок. Роль термоизоляции в плазме могут играть незримые стены магнитного поля.

Если создать сильное магнитное поле, то оно способно удержать под высоким давлением плазму, как стальной баллон сдерживает сжатый газ. Поле, в десятки тысяч раз превышающее силы магнитного поля земли, ориентирующие компасную стрелку, способно противостоять давлению плазмы в сотни атмосфер.

Опыты по термоизоляции плазмы в импульсном электрическом разряде, производившиеся совсем недавно в обстановке секретности и лишь немногими людьми на земле, теперь может видеть каждый посетитель выставки.

Рассматривая множество макетов и действующих экспериментальных установок в советском, американском, английском разделах выставки, посетитель видит, как люди постепенно учатся повелевать плазмой. Посетитель старается вникнуть в сложные схемы устройств, позволяющих создавать всевозможные незримые магнитные трубки, «бутылки», резервуары в форме спасательных поясов. В них возникают на какой-то миг в большей или меньшей степени изолированные от стенок сгустки и кольца плазмы. Посетитель подолгу стоит у электрической пушки, стреляющей комочками плазмы, подгоняемыми электрической волной, и с удовлетворением наблюдает отклонение массивного маятника, отмечающего меткие попадания. Здесь демонстрируется действие на плазму электромагнитных волн, тех самых волн, которые развевают шлейфы комет в межпланетных просторах. Магнитные пробки — сгущения магнитных полей—ограничивают движение плазмы, и они же, став подвижными, теснят ее, подобно поршням дизеля, сжимающим горячую смесь. В свою очередь плазма расширяет, двигает незримые магнитные поршни и наталкивает их на неподвижные электрические проводники. В проводниках возникает ток по законам индукции, знакомым каждому школьнику. Другие приборы раскручивают плазму, как маховик, регистрируют импульсы тока при ее торможении. Так готовится чудо прямого превращения термоядерных реакций в электрический ток. Разнообразны способы нагрева плазмы до высоких температур. Здесь и мощные импульсные электрические разряды, и высокочастотное магнитное поле, и «магнитные насосы», о которых упоминалось выше.

Любопытно, что вокруг предтечей термоядерных реакторов собрались измерительные приборы, позаимствованные главным образом из арсенала астрофизики. Инструменты, позволившие человечеству заглянуть в пылающие бездны, переделываются теперь для изучения земных лабораторных объектов. Это оптические спектроскопы и специальные радиоприемники, улавливающие в плазме радиошум, подобные тем радиотелескопам, которые подслушивают радиоголоса космических туманностей.

И тот, кто осматривает эту выставку, с удовлетворением и гордостью замечает, как быстро растет свобода обращения человека со звездным веществом, с таинственной плазмой. Пройдет немного лет, и не будет казаться поэтической гиперболой стихотворение Маяковского о человеке, пригласившем на чашку чая солнце.

Три новейшие установки для исследований возможности управления термоядерными реакциями составляют центральные экспонаты выставки. Это английская «Зета», о которой подробно писала наша печать, это американский «Стелларатор» и модель советской «Огры». В «Стеллараторе», спроектированном американцем Спицером, плазменный шнур принимает форму как бы скрученного жгутом магнитного поля «Стелларатора», предназначенного для устойчивой термоизоляции плазмы. Установка снабжена своеобразным «магнитным насосом» для дополнительного подогрева плазмы и магнитным очистителем плазмы от загрязнения.

В Институте атомной энергии мы увидели магнитную ловушку «Огра» в натуре. Она поражает своими огромными размерами и по масштабам сравнима лишь с гигантскими цилиндрическими печами для обжига цемента. Незримый сосуд для плазмы, заключенный в ней, имеет вид обширного туннеля, закупоренного по концам магнитными пробками, представляющими собой уплотнения магнитного поля. Магнитные пробки называют образно магнитными зеркалами. Плазма в «Огре» помещается, как свеча между двух зеркал в знаменитой сцене гадания Светланы. Частицы вводятся в сосуд из специального ускорителя по точнейшим образом рассчитанным траекториям. Здесь они испытывают многократные отражения от магнитных зеркал и распадаются, чтобы превратиться в высокотемпературную плазму.

Шведский профессор Альфен восхищенно сказал, что создатели ее вдохновлялись, возможно, процессами, происходящими в Крабовидной туманности, или поэтической идеей северного сияния, которое вызывается в ионосфере прилетевшими из космоса быстрыми частицами, плененными магнитным полем Земли. Ионы дейтерия и трития, рожденные в мощном ионном источнике и ускоренные электрическими полями, впрыскиваются в обширную камеру «Огры» и полоняются здесь магнитным полем. Плазма термоизолируется здесь в незримом цилиндрическом магнитном сосуде, закупоренном по концам двумя магнитными пробками. В установке не производится постепенного нагрева холодного газа. В нее сразу впрыскиваются «горячие» частицы, ускоренные до необходимых скоростей электрическим полем, и вступают здесь в конце концов в хаотическое движение.

По простейшим примитивным расчетам, достаточно сильное магнитное поле способно образовывать незримую стенку необычайной прочности. Но из этой упрощенной картины вовсе не следует, что магнитный сосуд не дает утечек. В действительности плазма в магнитном поле может терять устойчивость. Плазма и магнитное поле могут постепенно перемешиваться, и в конце концов плазма истекает и охлаждается. Плазменный шнур сопротивляется плену, извивается, образует опасные перетяжки, выбрасывает коварные язычки и, кажется, делает все для того, чтобы коснуться стенок сосуда и каким-либо способом сбросить температуру. Поэтому нужны многочисленные упорные эксперименты, позволяющие досконально изучить капризы плазмы и найти такие конфигурации магнитных полей, при которых утечки из магнитных сосудов были бы минимальными.

Исследования на «Огре» ведутся последовательно, шаг за шагом. Пока подробно обследованы лишь простейшие конфигурации магнитных полей. Они, как и следовало ожидать, не обеспечивают достаточной устойчивости плазмы. Обнаружены новые, не известные ранее, крайне интересные свойства плазмы.

Сила «Огры» заключается, в частности, в том, что ее соленоиды секционированы и позволяют экспериментатору комбинировать магнитные поля различной формы, которые будут обследованы в последующих опытах.

Как и все атомные установки, «Огра» управляется дистанционно. Как всегда, с ошеломительно сложного пульта контролируются органы ускорителя-инжектора, траектория вспрыскиваемых частиц, работа насосов, откачивающих газ, конфигурация магнитных полей, действие высоковольтных установок, температурные режимы, давление и несметная рать измерительных приборов, наблюдающих за поведением плазмы.

Если магнитный сосуд изготовить в виде прямой трубы, возможны утечки плазмы через ее концы. Поэтому возникла идея перейти к трубе, вообще не имеющей концов. Так родилась схема тороидальных ловушек, где сосуд для плазмы выполняется в виде замкнутой полой баранки. Эта полая баранка из нержавеющей стали, гофрированная, как дирижабль Циолковского, охватывает железное ярмо трансформатора и служит в нем как бы вторичной обмоткой. Электрический ток, протекая через газ, заполняющий баранку, разогревает плазму и собственным магнитным полем стягивает ее в кольцо. К тороидальным камерам относятся новейшие машины под условным названием «Токамак». Они интересны тем, что на баранке имеется еще одна дополнительная обмотка, создающая в плазме продольное магнитное поле. Магнитные силовые линии армируют плазму, как стальные прутья бетон, придерживая плазменное кольцо.

Поиски наилучшей конфигурации магнитных ловушек продолжаются. Какие это захватывающие поиски! Ведь история физики показывает, что порой незначительные изменения формы вызывают появление почти волшебных свойств. Люди пускали воздушные змеи и не знали, что стоит лишь искривить их плоскость, чтобы получился профиль крыла, обладающего могучей подъемной силой. Форма — содержательна! Не удивительно, если гениально найденная конфигурация магнитного поля далеко продвинет вперед проблему управляемых термоядерных реакций.

Недавно стало известно о самом крупном достижении в этой области за последние годы.

В ловушке со сложным комбинированным магнитным полем советским ученым удалось удержать высокотемпературную плазму в течение одной десятой секунды.

Работу с плазмой справедливо называют «экспериментальной астрофизикой». Но земные условия опытов, к сожалению, отличаются от условий космических. Лишь одно из отличий заключается в том, что в космосе существует почти абсолютная пустота, глубокий космический вакуум. В земных условиях к такому глубокому вакууму удается приблизиться с большим трудом. Между тем любая посторонняя нейтральная частица охлаждает плазму, перегоняя ее энергию в свет, излучающийся в пространство.

Решение проблемы управляемых реакций отчасти зависит от успехов вакуумной техники. В последние годы советские ученые добились здесь решительных достижений. Мы имеем в виду создание азотита. Заключительный этап откачки камер осуществляется не с помощью обычных насосов, а физико-химическим способом, путем распыления металлического титана, обладающего способностью поглощать газы. Не так давно установлено, что титан, охлажденный до температуры жидкого азота, увеличивает поглощающую способность в десятки раз. Охлажденный титан получил название азотита. Азотит служит действенным средством повышения качества вакуума в установках по изучению плазмы.

На громадных этих установках работает главным образом молодежь — первооткрыватели новой целины, именуемой плазмой. Идут опыты, в которых все поучительно: и успехи и неудачи. Успехи продвигают исследователей вперед, неудачи предостерегают от ложных дорожек. В плазме много причин для неустойчивости, но фантазия человека безгранична, и поэтому все трудности будут преодолены.

«Вряд ли есть какие-либо сомнения в том, — пишет академик Л. А. Арцимович, — что проблема управляемого термоядерного синтеза будет решена. Природа может расположить на пути решения этой проблемы лишь ограниченное число трудностей, и после того, как человеку, благодаря непрерывному проявлению творческой активности, удастся их преодолеть, она уже не в состоянии будет изобрести новые. Неизвестно лишь, насколько затянется этот процесс».

Когда проходишь по цехам Второго часового завода, кажется, что попал в страну лилипутов. Великанские руки работниц волшебствуют над станочками-карликами, миниатюрными автоматическими линийками, похожими на ожившие иллюстрации из технической книжки. Мы привыкли видеть технику, умножающую силы человека, наблюдать, как легкое прикосновение к рычагу преобразуется в мощный взмах стрелы подъемного крана. Здесь же все направлено к тому, чтобы нажим пальца превратился в еле ощутимое касание, чтобы силу человеческой руки довести до деликатности муравьиной лапки. Резцы и фрезы гложут металл, как челюсти древоточцев, сверлышки вонзаются в него, как комариные жальца.

Годовой запас готовых деталей шуршит в спичечном коробке и походит на горстку семян растений, непростое и строгое строение которых познается лишь в поле зрения микроскопа. Девушки в халатах и с повадками микробиологов пинцетами собирают из этих деталей часовые механизмы — маленькие инфузории из бронзы и стали, пульсирующие и мерцающие под лупой часовщика.

С конвейера сходят совсем крохотные женские часики и новинка часовой техники — наручные часы «Электрические». Древней часовой пружины в них нет. Вместо нее поставлена электрическая батарейка размером в копейку. Толчки тока оживляют катушку из паутинной проволочки, приклеенную к колесику баланса, колеблющемуся между полюсов магнита. Баланс раскачивается электричеством. Энергоемкость батарейки много больше энергоемкости пружины. Поэтому часы «Электрические» без завода работают год и дольше.

Еще больше «мыслеемкость» часовой продукции. Никогда, быть может, не концентрировалось в столь малом объеме металла такое количество изобретательной мысли, творческого труда! Но не только это превращает часы в драгоценность ювелирной витрины. Маленький щебечущий механизм, на всю жизнь прикованный к вам цепочкой или браслетом, становится распорядителем самого ценного в жизни — времени. На XIV съезде комсомола Никита Сергеевич Хрущев сказал: «Все мы, и молодые, и люди постарше, должны считаться с фактором времени. Ведь двадцать лет складывается из дней, а дни — из часов и минут. Для того чтобы выполнить и перевыполнить великие задания, намеченные Программой, нельзя терять из двадцати лет ни одного дня, ни часа, ни минуты».

Шаг секундной стрелки, словно взмах дирижерской палочки, управляет грандиозным хором всей страны. Экономисты подсчитывают материальное выражение ежегодно возрастающей ценности ее шага. Цена советской секунды — это горы угля, озера нефти, сонмища машин. Но главнейшая ценность шага секундной стрелки не только в том, что она регистрирует время, отмеряя и рассчитывая течение производственного процесса. Ее взмах помогает безмерно умножить его мощь, внося в него дружбу и согласие. Так унисон рождает громогласье хора.

Гордые обязательства бригад сборщиков часового завода выполнить и перевыполнить план свидетельствуют, что в этой мастерской времени умеют ценить время, что в коллективе живут и развиваются славные традиции отечественного часового искусства. Перед взором мерцают «часы яичной фигуры» — старинное творение великого русского механика Кулибина, золотое яйцо на витрине Эрмитажа. Бегут стрелки, самозвонные колокольчики наигрывают мелодии. Вдруг распахиваются золоченые дверцы, и взору открывается чертог, где ангелы, воины и «жены-мироносицы» разыгрывают старинную мистерию. Трудно упустить публицистический ход, не сказать, что из этого яйца появились на свет современные часовые механизмы.

Но заметить только это — значит упростить проблему. Карл Маркс в часах видел материальную основу, на которой строилась внутри мануфактуры подготовительная работа для машинной индустрии, крупной промышленности. Он подчеркивал, что часы являются первым автоматом, созданным для практических целей. «Не подлежит также ни малейшему сомнению, — писал Маркс, — что в XVIII веке часы впервые подали мысль применить автоматы… к производству».

Мы глядели на стрелки, Маркс же вглядывался глубже — в то, что было за стрелками. В часовом механизме, как в зародыше, содержались многие принципы и элементы современной автоматики: аккумулятор энергии — пружина; преобразователь скорости и силы — набор шестерен; принцип «обратной связи»— один из китов кибернетики; генератор колебаний… А в часах Кулибина, дающих концерты и спектакли, содержится и то, что сегодня называется программирующим устройством.

Не подлежит сомнению, что не только часовые механизмы, но и все станки-автоматы, стрекочущие в цехе, — все они вылупились из не простого, но золотого волшебного яйца. Правда, не игрушечные ангелы, воины и «жены-мироносицы» продолжают разыгрывать здесь старинные мистерии, а десятки механических ручонок в причудливом действии передают друг другу кусочки сырья, продвигают их под другие трудовые стальные ручонки, вооруженные сверлами, фрезами, резцами. И рождение готовой детали, наконец, завершает спектакль.

Век стремительных скоростей, век космоса потребовал небывало точного времени. Механические часы оказались недостаточно верным инструментом. Мы имеем в виду не только изделие рук человеческих — часы-хронометры, но и механику неба — этот, казалось бы, «непогрешимый часовой механизм, сотворенный божественным часовщиком», как воскликнул когда-то, расчувствовавшись, один философ-идеалист. Земной шар при точнейшем рассмотрении оказался не столь простым, как часовое колесико, он жил сложной, исполненной капризов и прихотей жизнью. Притяжение Солнца и Луны перемещало массы, перекачивало воду в его океанах, прихотливо вихрилась его воздушная оболочка, что-то тяжкое незримо ворочалось в его недрах, зимою тяжелела ледяная шапка на его полюсах. Вот лишь часть причин, объяснявших неожиданный факт, — вращение Земли неравномерно, и поэтому «небесные часы», связанные с вращением земного шара, то спешат, то отстают. Точнейшая проверка углубила сомнение в непогрешимости «небесных часов» и сильнее укрепила неверие в существование «божественного часовщика».

В поисках верных часов физики применили в роли маятника тончайший механизм, созданный самой природой, — атомную решетку кристалла горного хрусталя. Толчки электричества оживляли кристалл, его решетку, заставляли его колебаться в такт переменному электрическому напряжению. Получились точнейшие «кварцевые» часы. Но со временем что-то портилось в этом кристалле. Маятник-кристалл начинал пошаливать по причинам, недоступным даже рентгеноструктурному анализу — этой «лупе современного часовщика».

Тогда фантазия изобретателей обратилась к частичкам столь крохотным, что деталь обыкновенных часов перед ними все равно, что высотное здание по сравнению с песчинкой. В роли «маятника» использовали механизм молекулы, атома.

Когда входишь в лабораторию колебаний Физического института имени П. Н. Лебедева, в помещение, где отрабатывают современные маятники, замечаешь, что оно не походит на старинную церковь, где по тихому колыханию люстры изучал качания маятника молодой Галилей. Молодые люди трудятся у лабораторных макетов, напоминающих усложненное содержимое телевизионных трубок. На таких установках работают с пучками летящих атомов и молекул.

Возбужденная молекула или атом испускают при известных условиях электромагнитные колебания строжайшей частоты. Это — идеальный маятник. Но один-единственный атом, одна-единственная молекула слишком слабый и кратковременный источник колебаний, чтобы регулировать ход даже самых чувствительных часов. В 1952 году молодым советским физикам, ныне видным ученым, лауреатам Ленинской премии, членам-корреспондентам Академии наук СССР Н. Г. Басову и А. М. Прохорову пришла в голову счастливая идея построить систему, в которой одинаково возбужденные атомы соединяли бы свои усилия, подобно хору, звучащему в унисон. Еще раньше, в 1940–1941 годах, основополагающие идеи в этой области высказывал профессор В. А. Фабрикант.

Это была трудная задача. Даже самые простые молекулы или атом представляют собой сложную колебательную систему, излучающую электромагнитные колебания с целым набором частоты. Это как бы скрипка со многими струнами. Надо было научиться отбирать из множества атомов или молекул только те, которые готовы излучить электромагнитные колебания строго определенной частоты, одинаково возбужденные частицы — «скрипки», готовые «прозвучать» на одной и той же струне. Для этого пучок летящих молекул или атомов пропускают через квадрупольный конденсатор или шестиполюсный магнит. Впрочем, сложные названия деталей ничего не скажут читателям. Приведем не очень точное сельскохозяйственное сравнение, — когда пишешь о мире атомов, все сравнения грубы. Пучок летящих молекул или атомов пропускают через что-то вроде триера, сортирующего частицы, как семена. Одинаковые во всех отношениях частицы соберутся в некоем электрическом резонаторе. Здесь-то и организуется «унисон» атомов или молекул. Тут, как во флейте Пана, звучащей от дуновения, возникают сравнительно мощные электромагнитные колебания строжайшей частоты. Эти колебания через сложную «замедляющую» передачу можно применить для приведения в действие часов. Не ищите в передаче набора шестеренок. Роли их исполняют электронные устройства, напоминающие с виду шкафы быстродействующих счетных машин.

Получились часы, идущие с точностью до одной стомиллиардной доли секунды. Они и позволяют изучать неравномерность вращения Земли. По подобным хронометрам будут следовать звездолеты. В «Успехах физических наук» опубликованы замыслы помещения подобных часов на спутнике для опытов, приоткроющих, возможно, завесу над загадками всемирного тяготения. Разрабатываются в сотни раз более точные часы.

Но мы, кажется, снова безотрывно следим за стрелками часов… Вспомним же, что Маркс, проницательно видевший вещи в развитии, советовал взглянуть острей, попытаться проникнуть в то, что находится глубже стрелок. И опять-таки за стрелками атомных часов проступит материальная основа, на которой сегодня строится подготовительная работа для грядущей техники небывалой мощи. Мы найдем здесь в зародыше систему, где впервые достигнуто согласованное совместное действие одинаковых испускающих энергию атомов. Хор атомов, излучающих «в унисон»! Исключительное явление, не существовавшее в природе! Современная квантовая физика рисует более наглядный и точный образ — это залп атомов, «стреляющих» одинаковыми квантами — порциями излучений равных энергий. Лавина квантов! Электроника имела дело с лавинами электронов, ядерная энергетика — с лавинами нейтронов, некая техника, уже брезжущая в грядущем, будет обращаться с лавинами квантов излучения — лавинами фотонов.

Наукой уже открыта эта возможность. В ряду твердых веществ, где можно накопить запас одинаково возбужденных атомов, находится старый знакомый человека — кристалл рубина. Надо только подсветить похожей на «фотовспышку» лампой правильно отшлифованный и посеребренный рубин. Тогда кванты равных энергий, фотоны равных частот будут «выстрелены» залпом. Из кристалла, как рубиновая молния, брызнет почти не расходящийся луч ошеломительной силы. Мне запомнилось по цветным фотографиям из журнальных научных отчетов это алое лучевое копье, на пути пронзившее какой-то светлый кристалл. Над кристаллом вьется голубоватый дымок. Красный слаборасходящийся луч, вырвавшийся из рубина, испарил алмаз. Подобное устройство называют квантовым генератором или «лазером».

«Первый удар луча гиперболоида пришелся по заводской трубе — она заколебалась, надломилась посередине и упала… Был виден весь завод, раскинувшийся на много километров. Половина зданий его пылала, как картонные домики. Луч бешено плясал среди этого разрушения…» Этих строчек пока еще нет в журнальных отчетах, они взяты из фантастического романа А. Толстого «Гиперболоид инженера Гарина».

Но все чаще мелькают в американской бульварной прессе призывы к «лазерному вооружению», к построению реального «гиперболоида Гарина», чтобы разить лучом космонавтов.

Мы уверены, убеждены, что советская наука отличится достижениями в мирном применении «лазеров». Рубиновый луч испаряет алмаз, значит, можно будет обрабатывать этим лучом самые твердые, самые жаростойкие материалы. Тут рождается острейший микронной точности инструмент: ведь давление света, испускаемого «лазером», сфокусированного на микронной площади, может быть доведено до миллионов атмосфер. В воображении физиков возникают идеи использования «лазера» для получения управляемых термоядерных реакций.

Рубиновым «лазером»: помещенным в фокусе большого крымского телескопа, как прожектором, освещена Луна, и луч, отраженный ее поверхностью, был замечен с Земли. На таких лучах уже сейчас можно осуществить связь с ближайшими звездами. Рассуждения, которые завели бы нас далеко, показывают, что лучи эти — русла информации такой ширины, которых еще не знала природа. По ним можно вести одновременную трансляцию десятка тысяч телевизионных программ. Есть предложения использовать «лазер» в роли двигателя фотонных космических кораблей.

За стрелками старых механических часов Карл Маркс различил основу современной техники — автоматизации производства. За стрелками новейших атомных часов брезжит свет совершенно небывалой, почти фантастической техники будущего, для которой еще нет названия. Она даст человеку диковинное, необыкновенное — цехи всемогущие, как кузница Гефеста, межпланетные телевизоры, звездолеты. Эта техника еще и еще увеличит растущую ценность минут, из которых слагаются двадцать лет нашей великой Программы. Эта техника рождается.

Мерный ход стрелок часов приближает ее реальное становление.