Литмир - Электронная Библиотека

Это было, когда Александр Михайлович праздновал свое пятидесятилетие и одновременно избрание его действительным членом Академии наук СССР.

…Большинство исследователей видят основную цель своей деятельности в открытии нового. Они ставят и решают важнейшие вопросы: как устроен атом? Что обеспечивает сходство потомков с предками? И многие другие. Установив, что вокруг атомного ядра вращаются электроны, а наследственная информация заключена в генах, они считают свою задачу выполненной.

Но есть другой тип учёных. Для них главным является вопрос «почему?». Они не могут успокоиться, не выяснив, в силу каких причин атомы стабильны, хотя законы классической механики и электродинамики предсказывают неустойчивость их планетарной модели.

История науки свидетельствует, что попытки ответить на вопрос — проклятый вопрос — «почему?» часто приводят к радикальной ломке устоявшихся взглядов, к настоящей революции идей.

ЗРЕЛОСТЬ ЛАЗЕРОВ

Воображение и интуиция помогают мысли осуществить великие завоевания.

Л. де Бройль
ОТСТУПЛЕНИЕ

Развитие и совершенствование лазеров идёт с нарастающей скоростью, и этой тенденции не видно конца. Появляются новые типы лазеров, увеличивается мощность мощных лазеров, стабильность стабильных, диапазон перестройки перестраиваемых. Лазеры шагнули через ультрафиолетовый диапазон в казавшийся недоступным для них диапазон рентгеновских волн. Лазеры вызвали возникновение новых научных и технических дисциплин, а процесс совершенствования расширил возможности лазеров там, где недавно лишь начиналось их применение.

На заре квантовой электроники физики-острословы упражнялись в сочинении различных вариантов смысла слова MASER (в то время большинство ещё не привыкло к слову LASER, предпочитая ему словосочетание «оптический мазер»). Среди ряда «находок» было и такое: Military Application Seem Extremely Remot. В переводе на русский это значит: военные применения кажутся весьма отдалёнными.

Этот оптимистический прогноз продержался недолго. Идеологи звёздных войн считают лазеры одним из необходимых элементов космического оружия, направленного как против космических объектов, так и против наземных сооружений.

Лазер уподобился гиперболоиду инженера Гарина, порождённому фантазией писателя А. Толстого.

Но сегодняшняя реальность страшнее фантастики.

Современные лазеры способны излучать энергию, достаточную для того, чтобы вызвать катастрофические пожары в городах и лесах, уничтожать урожай и ослеплять людей, выводить из строя оптические приборы. Правда, лазерное оружие уступает ядерному по разрушительной мощи, по опасности последующих бедствий. Его применение не влечёт за собой генетических поражений и климатических катаклизмов. Но оно возбуждает в некоторых стратегах мысль о возможности победы в ядерной войне, основанной на том, что наносящий ядерный удар первым способен обезопасить себя от ответного удара при помощи лазерного щита.

Будем надеяться, что начатый по инициативе нашей страны процесс уничтожения ядерного оружия и средств его доставки дойдёт до конца и мы обойдёмся в XXI веке без ядерного оружия, поставим надёжный заслон на пути звёздных войн и в конце концов уничтожим ядерное, лазерное и обычное оружие… Что касается лазеров, то у них достаточно обширное мирное будущее.

Продолжим рассказ о настоящем лазеров, помечтаем об их будущем, которое самым органическим образом связано с нашим будущим. Мирное будущее лазеров — залог нашего мирного будущего.

ОБРАЩЕНИЕ ВРЕМЕНИ

Чепуха, вправе сказать читатель. Время необратимо течёт от прошлого к будущему. Люди знали это в глубокой древности. Знали на основе собственного опыта. Время невозможно остановить, а тем более обратить вспять. Машина времени, способная возвращаться в прошлое, существует только в научно-фантастической литературе.

Задумайтесь над этим. Почему время необратимо? Это кажется весьма таинственным. Физики не могут объяснить, в чём суть необратимости времени, не могут свести её к каким-либо законам.

Необратимость течения времени является одним из основных свойств природы, столь же фундаментальным, как то, что мы живём в мире, имеющем три пространственных измерения. Люди привыкают к этому с рождения. Но с возрастом возникает стремление к познанию. Наряду с вопросами «как?», «какой?» возникает вопрос «почему?».

Применительно к времени этот вопрос приобрёл особое значение, когда учёные осознали, что в механике Ньютона и электродинамике Максвелла направление течения времени не фиксируется. Здесь прошлое и будущее — равноправны.

Постепенно выяснилось, что формальное обращение времени проявляется во многих теориях физических процессов, кроме тепловых. Это значит, что для любого возможного движения физической системы, не связанного с выделением или поглощением тепла, может осуществляться обращённое во времени движение. При этом система последовательно проходит в обратном порядке состояния, симметричные состояниям, которые она прошла первоначально. Учёные пока обнаружили только один случай нарушения симметрии относительно направления течения времени: это распад долгоживущего К-мезона. Причина этого нарушения, природа сил его вызывающих, ещё не установлена.

Кино делает очевидной условную симметрию течения времени. Если на плёнке зафиксировано падение шарика или раз ряд молнии, то, прокручивая плёнку в обратном направлении (обратив течение времени), мы увидим, как шарик поднимается вверх, а молния постепенно укорачивается и исчезает.

Конечно, и не прибегая к обращению времени, можно заставить шарик изменить направление движения и лететь вверх. Для этого достаточно толкнуть его снизу вверх. Но существуют процессы, идущие лишь в одном направлении. Например, горение. Только в кино (двигая плёнку в обратном направлении) можно увидеть, как горящая спичка удлиняется, а потом пламя гаснет и спичка вновь оказывается целой. Термодинамика описывает этот процесс. Но она не объясняет необратимость времени. Наоборот, необратимость времени лежит в основе термодинамики.

Поэтому невозможно получить термодинамику из механики. Невозможно именно потому, что в механике не заложена необратимость времени.

В школе, по традиции, вначале изучают механику, затем электричество, магнетизм и только потом начатки электродинамики. Так в нашем сознании формируется дробление науки. Позднее нам трудно почувствовать и осознать единство природы, связи между различными отраслями науки, изучающими природу с различных точек зрения.

Поговорим о волнах. О видимых волнах, бегущих по поверхности воды. О невидимых, но слышимых волнах звука. О невидимых и неслышимых радиоволнах.

Вспомним об океанских волнах, вид которых произвёл огромное впечатление на молодого Ньютона, дав ему понять необозримость неведомого и ограниченность человеческих усилий. И ещё вспомним слова Козьмы Пруткова: «Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое бросание будет пустою забавою».

Последуем же совету премудрого Козьмы.

Бросим маленький камешек в самую середину кастрюльки, наполненной водой. В месте его падения возникнут разбегающиеся кольцевые волны. Об этих кругах и говорил мудрец. Добежав до стенок, они повернут обратно.

Если камень попал в центр кастрюльки, а её стенки не деформированы, волны, отразившись от стенок, побегут назад, оставаясь круговыми, и будут повторять свой путь раз за разом, как бы отражаясь от центра. Если не обращать внимания на медленное затухание волн, вызванное превращением их энергии в тепло, то картина будет многократно повторяться. Теперь невозможно узнать, родились ли волны в центре или их каким-то образом породили стенки кастрюльки. Если снять кинофильм, то изображения, видимые при движении киноплёнки в любом направлении, неотличимы от видимых при противоположном направлении движения киноплёнки. Так проявляется независимость механических явлений от направления во времени.

49
{"b":"539160","o":1}