Научные открытия для тех, кто любит краткость - Алла Казанцева

У него не было университетского образования. За исключением шести лет работы в телеграфной компании он всю жизнь был безработным. Трудно точно указать его научную профессию. Как заметил некий шутник: «Хевисайд одно время бывал математиком, другое время – физиком, но во все времена – телеграфистом». Действительно, он очень много думал об усовершенствовании телеграфа. Именно его теория линий связи позволила неограниченно увеличивать дальность телефонной и телеграфной связи и принесла миллиардные прибыли предпринимателям. Сам же Хевисайд жил бедно и умер в нищете. Но его работы изменили облик математики и физики. Вы думаете, что векторы для описания сил первым применил Ньютон? Нет, это был Хевисайд. Он научил физиков оперировать векторами и был одним из создателей векторного анализа. Он разработал используемый ныне в квантовой механике операторный метод. Он значительно упростил уравнения Максвелла: свел 20 уравнений, содержащих 20 переменных, к четырем (одновременно и независимо это же сделал Герц). В течение ряда лет знакомые нам уравнения электродинамики назывались уравнениями Герца – Хевисайда.

Это был гений и очень своеобразный человек – убежденный холостяк, чудак-отшельник, чуждый мирских забот и всякого тщеславия. В детстве он почти оглох, но всю жизнь играл на эоловой арфе. Хевисайд почти забыт. Но когда вы будете в очередной раз звонить по междугороднему телефону или писать векторные формулы, вспомните имя человека, подарившего вам эту возможность.

19 мая 1845 года английский полярный исследователь адмирал Джон Франклин отправился в очередную экспедицию, которая оказалась для него последней.

Экспедиция Франклина, искавшая северо-западный проход из Атлантического в Тихий океан, пропала. Только в 1859 году на острове Кинг-Уильям (Канада) были обнаружены ее останки. Около 130 лет считалось, что путешественники погибли от голода и холода. Но в 1981–1986 годах антропологи провели анализ останков и установили, что причиной смерти явилось отравление свинцом. Дело в том, что британское адмиралтейство снабдило экспедицию самым современным провиантом, рассчитанным на три года: консервами в металлических банках. Эти банки содержали свинец в высокой концентрации.

Вот еще один исторический пример свинцового отравления: во времена расцвета древнего Рима были введены в употребление свинцовые трубы для водопровода и содержащие свинец сплавы для изготовления металлической посуды, которой пользовались состоятельные люди. Исследование захоронений того времени показало: содержание свинца в скелетах знатных римлян сильно повышено.

Теперь-то мы знаем, как опасен свинец: это сильно действующий токсин, нарушающий функции многих органов человека, особенно мозга. Содержание свинца в биосфере сильно возросло после того, как с 1923 года в бензин в качестве антидетонатора стали добавлять тетраэтилсвинец. К счастью, в последние годы во многих странах, в том числе в России, использование этилированного бензина запрещено. Выбросы свинца в атмосферу дают также вулканы, металлургические и другие заводы.

В мае 1543 напечатана книга Николая Коперника (1473–1543) «О вращениях небесных сфер».

Эти слова высечены на пьедестале памятника Копернику на его родине, в Польше. В них вся суть открытия Коперника: мы живем не в центре мира, а на одной из планет, обращающейся, наряду с другими планетами, вокруг Солнца. Удивительно, но церковные власти не сразу разглядели эту «ужасную ересь». Лишь через 73 года после смерти Коперника его книга была внесена инквизицией в список запрещенных и оставалась под запретом аж до 1833 года. За пропаганду идей Коперника в 1600 году инквизиция заживо сожгла на костре Джордано Бруно, в 1633 угрозами пыток принудила к отречению Галилео Галилея, а сам автор крамолы счастливо избежал угроз и преследований. Может быть, это объясняется тем, что Коперник, в отличие от Бруно и Галилея, не искал единомышленников, не затевал споров, не стремился пропагандировать свои идеи. «Я никогда не искал рукоплесканий толпы, – писал он, – я изучал то, что для нее никогда не будет предметом уважения и одобрения, и никогда не занимался вещами, которые она одобряла». Получив должность каноника (священнослужителя) в небольшом городке, он поселился в маленькой башне крепостной стены, окружавшей собор, и прожил там тридцать лет – одинокий задумчивый человек, по ночам наблюдавший за звездами.

Он был уже стар, когда решился напечатать главный труд всей своей жизни. За несколько часов до смерти ему принесли экземпляр только что отпечатанной книги, и он успел взять ее в руки. Могилы Коперника не сохранилось. Книга осталась.

21 мая 1921 года родился Андрей Дмитриевич Сахаров, «отец» советской водородной бомбы, борец за права человека, лауреат Нобелевской премии мира (ум. 1989).

В 1948 году молодой выпускник аспирантуры физического факультета МГУ Андрей Сахаров был привлечен к работам по созданию советской водородной бомбы. 12 августа 1953 года в СССР по схеме, предложенной А.Д. Сахаровым, была успешно испытана первая в мире термоядерная бомба. Подобного оружия на тот момент у США не было. Когда в том же году Сахаров защищал докторскую диссертацию, его учитель И.Е. Тамм сказал: «Не может быть сомнений в том, что А.Д. Сахаров заслуживает не только ученой степени доктора физических наук, но и избрания в Академию наук СССР». А президент Академии добавил: «У этого человека больше заслуг перед страной, чем у нас всех вместе взятых». Так Сахаров стал сразу доктором наук и академиком.

С 1957 года он начал борьбу против испытаний ядерного оружия. Отношение властей к «отцу водородной бомбы», трижды Герою Социалистического труда, лауреату Государственной и Ленинской премий резко изменилось, когда он осмелился открыто восстать против власти. Он выступал в защиту политзаключенных и инакомыслящих, протестовал против ввода советских войск в Афганистан. В 1980-м Сахарова лишили всех правительственных наград и выслали в закрытый для иностранцев город Горький (ныне Нижний Новгород). Ссылка продолжалась 7 лет. В это время он создавал новые теории развития Вселенной. В Москву Сахаров вернулся в декабре 1986-го по личной просьбе Горбачева.

Все знают, что Вселенная состоит из галактик, а они, в свою очередь, состоят из звезд и межзвездных облаков пыли и газа. Все это вещество мы регистрируем с помощью наших приборов. Но, оказывается, наблюдаемая материя, подобно надводной части айсберга, составляет всего 4 % от всего «имущества» Вселенной. Что же представляют из себя остальные 96 %?

Около 25 % приходится на долю так называемой темной материи. Она не излучает, не поглощает и не рассеивает свет, поэтому невидима. Но именно она своим полем тяготения удерживает галактики в скоплениях и звезды в галактиках. Большая часть темной материи состоит, скорее всего, из не открытых еще в земных условиях частиц. Они гораздо тяжелее протона и очень слабо взаимодействуют с обычным веществом, потому-то их так сложно обнаружить. Остальную часть Вселенной (не менее 70 %) составляет еще более таинственная темная энергия. Что это такое, пока никто не знает, хотя теории на этот счет имеются. Согласно одной из них, это энергия вакуума, запасенная в каком-то физическом поле. Темная энергия равномерно «разлита» во Вселенной: в галактиках ее столько же, сколько вне их. Самое же необычное – то, что темная энергия обладает антитяготением: она как бы расталкивает вещество, заставляя галактики разбегаться друг от друга все быстрее и быстрее. В 1998 году, анализируя данные, полученные на космическом телескопе «Хаббл», астрономы установили, что Вселенная сейчас не просто расширяется, а расширяется с ускорением – все быстрее и быстрее. Природа темной энергии – это главная загадка физики XXI века.