колебаний.
Но это не всё. Цепочка может протянуться и дальше. Ультразвуковые колебания, возникающие при парамагнитном резонансе, могут проявляться в изменении оптических свойств кристалла. Козырев, Альтшуллер и их сотрудники теоретически и экспериментально изучили интенсивное рассеяние света в парамагнитных кристаллах, показывающее, что такая цепочка взаимосвязанных явлений действительно существует. Много интересных работ, в которых объединя ются парамагнитный и акустический резонансы, выполнил, в частности, молодой казанский физик Голенищев-Кутузов.
Все эти взаимосвязи — не просто олицетворения изящества физического эксперимента. Главное — это указание на глубокое единство природы. Единство, о котором мы часто только догадываемся, не всегда ещё умея обнаружить его.
Иногда, когда речь заходит об оптическом спектре вещества, для облегчения понимания его сути популяризаторы прибегают к аналогии со спектром звуков музыкального аккорда. Мол, подобно тому, как звучащий аккорд посылает в пространство набор звуковых волн, светящееся тело излучает спектр электромагнитных волн разной частоты. При этом имеется в виду, что аналогия эта чисто формальная.
Не показывают ли опыты казанцев, что она более реальна, чем можно думать?
…Наука представляет собой чрезвычайно сложную структуру. Она не терпит застоя и всегда находится в развитии. Сейчас, в эпоху научно-технической революции, наука требует участия больших коллективов людей и привлечения огромных материальных средств. Та страна, которая сумеет лучше использовать свои ресурсы, получит соответствующее преимущество в мирном научно-техническом соревновании. Поэтому учёные и администраторы уделяют много внимания изучению законов развития науки и техники. В этом направлении делаются лишь первые шаги. Однако уже ясно, что развитие науки определяется множеством сложных факторов. Часть из них обусловлена внутренней логикой науки, многочисленными связями между отдельными направлениями и областями знания, законами человеческого мышления. Не менее важна та часть факторов, определяющих развитие науки, которая связана с потребностями людей, со стимулами, возникающими в сфере личного потребления и в ходе производственных процессов.
Не будет преувеличением мысль о том, что через канал потребностей мы с вами, каждый из нас в отдельности, даже тот, кто не участвует непосредственно в производстве материальных ценностей, оказываем влияние на развитие науки, на ход научно-технической революции.
Во многих случаях мы, может быть, и не непосредственно, но весьма настоятельно требуем применения и дальнейшего развития методов, основанных на явлениях, которые на первый взгляд кажутся любопытными только для специалистов, только для исследователей, профессионально интересующихся загадками природы. Пример — парамагнитный резонанс. Казалось бы, далёкая от жизни сфера? Однако все мы настоятельно заинтересованы в развитии и совершенствовании этого метода, в его освоении и применении.
В качестве примера возьмём область химии.
В химии, особенно органической, учёные и инженеры имеют дело с чрезвычайно сложными молекулами, состоящими из тысяч, а иногда из сотен тысяч атомов. Установить структуру этих молекул, изменять их строение и свойства в нужном направлении — задача не простая. Здесь могут помочь исследования парамагнитного резонанса, позволяющие весьма точно расшифровывать строение сложных молекул, определять расстояния между атомами и многое другое.
В геологической разведке, в космических исследованиях необходимо точно измерять слабые магнитные поля и их небольшие изменения в пространстве и во времени. Наиболее точными и чувствительными приборами, способными непрерывно регистрировать малейшие изменения магнитного поля, являются квантовые магнитометры, использующие парамагнитные свойства ядер атомов рубидия.
Одной из актуальных задач современности является передача электроэнергий от крупных электростанций к потребителям. При этом необходимо до минимума снизить потери энергии в линиях передач. Один из путей — использование сверхпроводящих кабелей. Но учёные, как мы уже знаем, ещё не могут создать материалы, обладающие сверхпроводимостью при температурах, превышающих 250°
Цельсия. В отдалённых мечтах — сверхпроводимость при комнатной температуре. Первая задача — создать сверхпроводник хотя бы при температуре жидкого азота (примерно 180° Цельсия). Для достижения этих целей нужно глубоко изучить законы сверхпроводимости, в том числе свойства вещества при самых низких температурах. Температуры, предельно близкие к абсолютному нулю, необходимы и для решения других важных задач, а получить их можно, используя парамагнитные свойства электронов и ядер.
В биологических и многих химических процессах играют большую роль особые активные осколки молекул, называемые свободными радикалами. Имеются подозрения, что некоторые из них канцерогенны, то есть способствуют развитию рака. Много свободных радикалов содержится в частицах дыма, образуется при обугливании органических веществ, например, их можно обнаружить в остатках подгоревших на сковороде продуктов. (Именно поэтому гигиенисты настоятельно рекомендуют не курить, не допускать подгорания пищи и тщательно мыть сковороды после каждого употребления.) Все свободные радикалы обладают электронным парамагнетизмом. Поэтому метод парамагнитного резонанса незаменим при их исследованиях, позволяя обнаруживать в ничтожных концентрациях.
Связи науки с жизнью так же глубоки и беспредельны, как сама жизнь. Примерами этой связи можно заполнить бесчисленные тома. Это, конечно, излишне. Ясно и без того, что титаны прошлого, такие, как Лоренц, и наши замечательные современники, такие, как Завойский, Котельников, Прохоров и многие другие, трудятся для прогресса, для пользы всех людей и опираются при этом на коллективный труд человечества, в котором есть крупица, вложенная каждым из нас.
— Поезжай в Страсбург, — сказал профессор, — к Августу Кундту. Я сам учился в его лаборатории.
И Пётр поехал.
В стенах Страсбургского университета шла активная научная жизнь. Август Кунд создал в Страсбурге школу физиков, одну из лучших в Европе. Лебедев попал здесь в среду, из которой быстро отсеивались неспособные и слабовольные. Выдерживали только трудолюбивые и самоотверженные. Иногда ценой собственного здоровья.
В конце 1887 года, в печати появилась статья Генриха Герца о замечательных экспериментах, подтвердивших существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом. Эмиль Кон уже в следующем году прочёл совершенно новый курс оптики, полностью основанный на электромагнитной теории света.
Электромагнитные волны, эта плоть мира, его пульс и дыхание, овладели воображением молодого учёного. Ему не нужно было доказывать факт существования электромагнитных волн, это уже сделал Герц. Лебедеву же захотелось ощутить их материальное действие, их давление на предметы. Какова величина этого давления?
Но в первых попытках он терпел неудачи. Сказывалось сохранившееся с детства стремление к быстрому успеху, к немедленной славе. Он начал не с того конца — сразу с глобальной проблемы, вместо того чтобы продвигаться вперёд, решая более элементарные задачи. Честолюбие заставляло его избирать чрезмерно трудные задачи, а Кундт не препятствовал ему, не желая изменить установленного им стиля. Но поняв, что способному ученику грозит провал, что ему необходимо жёсткое повседневное руководство, он рекомендовал Лебедеву сделать сначала работу «обыкновенного масштаба», чтобы впоследствии вернуться к своим сверхтрудным задачам.
Кундт дал ему рекомендацию к профессору Кольраушу, известному многими выдающимися работами в области электрических и магнитных измерений. Кольрауш считался прекрасным методистом, умевшим ненавязчиво управлять каждым шагом своих учеников. От него Лебедев воспринял уважение к планомерной целеустремлённой деятельности, стремление к систематическому продвижению к цели, умение преодолевать экспериментальные трудности.
У Кольрауша Лебедев за один год сдаёт экзамены и за щищает диссертацию, ставшую исходной точкой главного труда всей его жизни. Эта работа — результат происшедшего в нём перелома: «Я стал старше, спокойнее, поверил всем существом моим, а не только головой, что осчастливить мир и сделать работу нельзя в две минуты, что для всего надо время, — писал он матери. — Лучшего развлечения, чем
