Объединенные два электрона напрочь лишены тормозных качеств. Если что-либо замедлило один электрон, то его напарник меняет свое движение таким образом, что вклад пары в силу текущего тока остается неизменным.
Ну как, поняли? Нет? Не огорчайтесь. В данном случае причина непонимания совершенно очевидна – недостаток знаний. И большой недостаток моего объяснения! Оно должно было бы заключаться в строгом логическом выводе возможности сверхпроводимости из общих законов природы – законов квантовой механики. Но из-за невозможности это сделать я сказал несколько смутных для вас фраз, претендующих лишь на то, чтобы дать представление о неожиданности результатов, хранившихся долгие годы в скрытом виде в аппарате квантовой механики.
Сверхпроводимость является примером явления, долго мучившего физиков своей непонятностью, но в конце концов покорно подчинившегося генерал-законам. Впрочем, иначе и быть не могло.
Но бывают случаи, когда долгое время остается скрытым не только объяснение, но и само явление. Так обстояло дело с открытием лазеров.
Законы испускания и поглощения света были очевидны и ясны еще задолго до того, как кроваво- красные рубины появились в лабораториях оптиков. Видимо, до 1958 года мало кому ввиду своей кажущейся нереальности приходил в голову вопрос: а нельзя ли заставить возбужденные атомы «подождать» друг друга с тем, чтобы излучение произошло, так сказать, одним махом – чтобы все атомы сразу отдали бы запасенную энергию.
Самая первая, можно сказать пионерская, работа, говорившая о такой возможности, появилась (кстати говоря, у нас в Советском Союзе) еще до войны. Но она оказалась преждевременной. Надо было пройти порядочному числу лет, пока технический уровень не стал реальным для осуществления этой мысли. И не случайно, что практически задача была решена независимо и одновременно в Советском Союзе и США. Открытия такого рода закономерно подготавливаются развитием науки и промышленности.
Открытие лазеров оказалось неожиданным. Но надо ясно представлять, что явилось оно не в результате находки какого-либо неизвестного ранее принципа. Нет, нужно было «всего лишь» догадаться, как надо сделать. А после этого уже любой физик, используя старые, хорошо известные законы природы, мог приняться за расчеты интенсивностей излучения, достижение которых казалось ранее совершенно немыслимым, так как скидывалась со счетов возможность накачки энергией атомов излучателя.
Вероятно, были преподаватели физики, которые лет тридцать назад решали задачи вроде: «Допустим, что все атомы, заключенные в теле размером один кубический сантиметр, одновременно излучат квант красного света. Какая интенсивность света будет излучена и на какое расстояние сможет пройти такой луч, чтобы быть обнаруженным чувствительным болометром?»
Прекрасная физическая задача! И те астрономические цифры, которые стали теперь будничными, появлялись в ученических тетрадях с возгласами: «Ну и ну, вот если бы это стало возможно».
Таких задач я, правда, не решал в юности. А вот сколько энергии выделилось бы согласно уравнению Эйнштейна из одного грамма атомов водорода – такое «пустяковое» вычисление я делал в то время, когда почти все без исключения физики, включая и самого Эйнштейна, говорили о полной невозможности раздобыть энергию, спрятанную в атомном ядре.
Мораль из сказанного такая. Если какое-то явление следует из установленных общих законов природы, то весьма велика вероятность того, что это явление будет осуществлено. В этом отношении нет более мощного импульса к техническим открытиям, чем законы науки.
В законах природы, сейчас нам известных, спрятано немало объяснений еще непонятному. И нет сомнений, что с их помощью человечество сделает великолепнейшие открытия, не уступающие лазеру. До сих пор у нас шла речь о явлениях, которые объясняются или могут быть в принципе объяснены.
Еще раз повторим: объяснить явление – значит показать, что оно представляет собой следствие общих законов природы.
Но еще не все общие законы природы установлены исследователями. Есть явления, еще не имеющие объяснения. Речь идет об области науки, которая изучает поведение микрочастиц, движущихся со скоростями, очень близкими к скорости света. Законы поведения элементарных частиц в таких условиях находятся в стадии выяснения. Лишь в самое последнее время забрезжил слабенький свет некоторых успехов. Кое-что удалось предсказать; у некоторых исследователей есть уверенность, что разгадка близка, хотя немало еще и сомнений.
От этой еще не существующей теории ожидаются ответы на такие вопросы, как, например, почему электрический заряд всех частиц по абсолютной величине не отличается от заряда электрона; почему элементарных частиц столько-то, а не иное количество; исчерпался ли список элементарных частиц или, может быть, он никогда не закроется и будет возрастать по мере увеличения энергии столкновения.
Вот вам примеры осмысленных вопросов, на которые пока что еще ответить нельзя.
Совершенно правильно поступает естествоиспытатель, разнося вопросы по следующим полкам.
Вопросы, на которые есть ответы. Явления из этой категории относятся к области, где генерал-законы известны, а также ясна логическая цепочка, ведущая от закона к этому явлению.
Вопросы, на которые можно ответить. Речь идет о явлениях, попадающих в «управляемую страну» (генерал-закон имеется), но логическая нить закрыта туманом.
Вопросы, на которые еще нет ответа. К этой группе явлений относятся те, для которых отсутствуют общие законы.
И вопросы, на которые нельзя ответить. Это те самые, с которых мы начали разговор… Про семь мудрецов.
Этим в какой-то степени сказано, чего мы должны ждать от дальнейшего развития науки. Ответы на вопросы, на которые нельзя ответить; есть интересная разновидность рениксы – о них у нас разговор впереди. Говорить о вопросах, на котооые пока что нет ответа, значит заниматься пророчествами. К этому у автора нет вкуса, да и область элементарных частиц далека от его научных занятий.
Остается сказать несколько слов о вопросах, на которые можно ответить, то есть об области, где имеется командование в виде генерал-закона.
Законы, управляющие движением атомов и электронов, пребывающих при обычных температурах и давлениях, установлены твердо и проверены человеческой практикой. Одним из тезисов современного естествознания является утверждение, что все явления живой и неживой природы подчинены этим законам.
Разумеется, никто не спорит, что законы эволюции, согласно которым изменяется, скажем, биологический вид жирафов, являются особенностью лишь живой природы. Но то, что видоизменения жирафов с веками несравненно сложней процесса, скажем, выветривания камней, вовсе не означает, что камни и жирафы подсудны разным законам природы.
Как бы ни отличались объекты физика, химика и биолога, всё равно речь идет о системах, построенных из тех же электронов и протонов, и мы не можем отказаться от уверенности в праве пользоваться этими законами для объяснения всех природных явлений.
А как же всё-таки законы биологической эволюции? Они не применяются для камней по той простой причине, что атомы камня сложены в простую регулярную постройку и не сорганизовались в нерегулярные цепи огромной длины (молекулы белков и нуклеиновых кислот представляют собой как раз такие цепи). Значит, разницу между камнем и живой клеткой мы видим тогда, когда сравниваем большие группы атомов. Так как эти группы в камнях и клетках устроены по-разному, то ясно, что и законы, по которым протекают их жизни, будут отличаться друг от друга. Но если, так сказать, взять увеличительное стекло посильнее и понаблюдать за поведением групп из двух-трех атомов или тем более за поведением электронов в атомах, входящих в состав камня или жирафовой клетки, то разницы в их поведении мы не найдем. Все атомы устроены одинаково, все электроны и протоны взаимодействуют по одинаковым правилам независимо от того, входят ли они в состав живой или неживой материи.
Итак, наиболее бурно развивающееся направление естествознания – биологическая физика, молекулярная биология, бионика – строится на основе предположения о возможности и необходимости распространения законов природы, установленных для более простых случаев, на сложные биологические системы. Пока этот процесс приносит огромные успехи, и у пишущего эти строки нет сомнения в том, что это единственно верная дорога.
В этой области мы ждем потока новых открытий. Но они все будут типа сверхпроводимости и лазера. Мы
