Звездолетчики переключают приборы на инфракрасный диапазон, и вот она - Земля, как ни в чём не бывало, плывет в космическом пространстве!
Рассказ написан в 1964 году. Похожую идею предложил четырьмя годами раньше американский физик Фримен Дайсон. Не столько идею, сколько расчеты гигантского сооружения, которое перехватывало бы всю энергию Солнца, чтобы использовать её на благо человечества. А если бы такое сооружение создали представители иных высокоразвитых цивилизаций, то мы с Земли могли бы наблюдать удивительные инфракрасные звёзды и понять: у нас есть браться по разуму!
Так возникло новое направление в астрофизических исследованиях: поиски астроинженерной деятельности во Вселенной. Сооружения иных высокоразвитых цивилизаций получили название "сфер Дайсона". Удивительно, но сам Дайсон до конца своей долгой жизни говорил, что очень не хочет, чтобы концепция "сферы" была названа в его честь...
Но кто ж его слушал? Фримен Дайсон внёс огромный вклад в науку, но в истории остался, прежде всего, автором красивой, поистине фантастической идеи.
Родился Фримен в 1923 году в Англии в семье гуманитариев. Отец его, Джордж, был известным музыкантом, мать, Милред Люси, - юристом. Часто дети идут по стопам родителей, но Фримен не увлёкся ни музыкой, ни юриспруденцией. Он с детства читал энциклопедии вместо школьных учебников и научную фантастику вместо сказок. Его сестра Алиса рассказывала, что брат постоянно что-то вычислял на клочках бумаги. По натуре Фримен - настоящий учёный, который постоянно находился в поиске. Более того: "Он считал, что в науке важно быть не ортодоксом, а заниматься новым, подрывать устои, бунтовать! Он делал это всю жизнь", - сказал о Дайсоне друг его юности, невролог Оливер Сакс.
В 1947 году Дайсон поступил в Корнуэллский университет США. Там произошло важное событие: он познакомился с уже известным в те годы Ричардом Фейнманом, будущим Нобелевским лауреатом. Фейнман занимался квантовой механикой и участвовал в американском "атомном проекте". Квантовая физика [А1]продемонстрировала свои возможности ещё до войны, когда ученые открыли цепную реакцию деления атомов урана, и стало ясно, что при этом выделяется огромная энергия. Как говорил другой участник атомного проекта Энрико Ферми: "это была красивая физика". Но красивая физика вынужденно привела к созданию самого грозного оружия и гибели японских городов Хиросимы и Нагасаки.
К счастью, красивая квантовая физика позволила сконструировать не только бомбы, но и атомные электростанции, и атомные ледоколы, и атомные реакторы, создающие изотопы для медицинских целей.
Квантовая механика представлялась наукой не просто красивой, но непогрешимой - её прогнозы оправдывались всегда! С помощью квантовой механики учёные объяснили даже, почему светят звёзды.
Следует ли удивляться, что бунтарь Фримен Дайсон выбрал для будущих занятий именно квантовую физику? С таким учителем, как Ричард Фейнман, выбор был предопределен. По характеру они оказались очень похожи - оба были еретиками.
В конце сороковых годов квантовая теория была всё ещё далека от завершения. Оставалось множество белых пятен и нерешённых проблем. Например: как взаимодействуют заряженные частицы? Как они излучают и поглощают фотоны? Всякий раз, рассчитывая взаимодействия и превращения заряженных частиц, физики-теоретики получали в решениях сложнейших уравнений бесконечно большие величины - так называемые сингулярности. Сингулярность - то, что невозможно описать[Н2]. В сингулярности не действуют никакие известные законы физики и математики. То, что происходит в сингулярности, не соответствует известным закономерностям и правилам. Некоторые сингулярности проходят даже в школьной математике - например, все знают, что делить на ноль нельзя. Получается нечто бесконечно большое, невозможное и не существующее в реальном мире.
В конце сороковых годов, решая уравнения квантовой электродинамики, физики получали в результате сингулярности. Квантовая механика "работала", а квантовая электродинамика топталась на месте, и если бы выход не был найден, у нас сейчас не было бы смартфонов, быстродействующих компьютеров, гигантских коллайдеров и многого другого, без чего мы не представляем сегодняшнюю цивилизацию.
Физики нуждались в новой, неожиданной идее, способной избавить теорию от сингулярностей. Такая бунтарская идея пришла в голову Ричарду Фейнману в 1949 году. То, что он придумал, получило название "диаграмм Фейнмана", поскольку внешне его рисунки действительно напоминали диаграммы: линии, прямые и волнистые, изображали траектории частиц, точки пересечения соответствовали самим частицам. Точки, линии и стрелки символизировали определённые физические процессы. Диаграммы получались очень сложными, но сингулярности исчезали. Однако мало кто в то время в диаграммах Фейнмана мог разобраться, и одним из немногих оказался Фримен Дайсон. Он не просто разобрался в диаграммах, но увидел и сумел объяснить физикам-теоретикам, какой глубокий физический смысл в диаграммах заключался. Можно сравнить фейнмановские диаграммы с замечательным механизмом, к которому Дайсон подобрал горючее и заставил работать. Теоретическая квантовая электродинамика сдвинулась, наконец, с "мертвой точки" и начала быстро и успешно развиваться.
В его стиле - найти нерешаемую задачу, подобрать к ней ключ, дать толчок, и пусть другие, более терпеливые, разбираются в деталях. Сам же переходил к другой "неразрешимой" задаче. Стиль Дайсона - бунтовать, в том числе и против своих же вчерашних убеждений.
Прочитав работы Дайсона о фейнмановских диаграммах, Роберт Оппенгеймер, возглавлявший в ту пору Институт перспективных исследований в Принстоне, предложил ему пожизненную должность в этой цитадели самой передовой науки, где работал Эйнштейн.
В конце 1950-х годов на орбиту вышли первые советские и американские спутники, но никто не предполагал, что до полёта человека осталось всего несколько лет. И никто, кроме фантастов, не мечтал, что человек сможет полететь к далеким планетам и даже к звёздам. Именно тогда Дайсон принял участие в уникальном проекте: создании космического корабля "Орион" с атомными двигателями.
Суть его идеи такова: в камере сгорания происходит ядерный взрыв, колоссальная энергия которого нагревает плазму до температуры в миллионы градусов. Плазма с огромной скоростью вылетает из сопла и создает ускорение, разгоняющее корабль. В следующее мгновение взрывается другая атомная бомба..., за ней третья..., двадцать пятая... Такую ракету за очень короткое время можно разогнать до скоростей в тысячи километров в секунду!
Дайсон увлёкся идеей. Прежде всего - это была чрезвычайно интересная физика. Но главное: уже в те годы Дайсон стал убеждённым сторонником полного ядерного разоружения. Более того, он полагал, что, если государствам не удастся прийти к всеобщему соглашению, Соединенные Штаты должны отказаться от ядерного арсенала в одностороннем порядке. Этой позиции, которая многим (почти всем!) представлялась странной и еретической, Дайсон придерживался до конца жизни.
Выступая в марте 2009 года в Москве на семинаре в Физическом Институте им. П. Н. Лебедева, Дайсон сказал, что по-прежнему убежден: "действия, предпринимаемые в одностороннем порядке, обычно приближают кардинальное разоружение эффективнее, чем многосторонние переговоры". В пример он привёл президента США Ричарда Никсона, который в 1969 году приказал уничтожить всё американское биологическое оружие. Он рисковал? Безусловно. Но в результате три года спустя была подписана международная конвенция, объявившая биологическое оружие вне закона.
Участие Дайсона в проекте "Орион" отразило его стремление к воплощению идеи полного атомного разоружения. Уже накопленный огромный ядерный арсенал нужно отправить в космос и заставить могучий корабль с ядерным двигателем полететь к далеким планетам, а, может быть, к звёздам!
Напомню, дело происходило в конце пятидесятых - начале шестидесятых годов прошлого века. Создать корабль не удалось, проект "Орион" закрыли. Но не потому, что учёные столкнулись с непреодолимыми трудностями. В 1961 году был подписан договор о запрещении всех ядерных испытаний, кроме подземных. Под запрет, естественно, попали и атомные взрывы в космосе, а значит, и космические аппараты на атомных двигателях взрывного типа. Наверняка Дайсон испытал противоречивые чувства. С одной стороны, он был сторонником ядерного разоружения, с другой - из-за договора работу над "Орионом" пришлось прервать (как оказалось - навсегда).
В шестидесятых-семидесятых годах Дайсон опубликовал немало интересных и важных работ в области физики твёрдых и жидких тел. Такие тела называют конденсированными, и для описания их свойств без квантовой механики не обойтись. Вспомнил Дайсон и своё юношеское увлечение математикой и опубликовал несколько работ по теории чисел и топологии.
Но сугубо теоретические исследования Дайсона не особенно интересовали. Бунтарь и "научный еретик" искал себя в самых важных для человечества областях науки, имевших практическое применение. Исследование климата - одна из таких проблем, едва ли не самая сложная в геофизике. Дайсон стал активным пропагандистом очередной неожиданной идеи. "Необходимо, - утверждал он, - перейти к "зелёной эволюции"". Человечество должно постепенно отказаться от "серой" (так её называл Дайсон) промышленности: от нефтепродуктов, химии, машин и вообще любой деятельности, не связанной с биотехнологиями. "Наша серая технология машин и компьютеров не исчезнет, - писал он, развивая свои идеи в книге "Прогресс в религии" (она вышла в 2000 году), - но зелёные технологии будут развиваться ещё быстрее. Они могут быть более чистыми, более гибкими и менее расточительными, чем химические отрасли. Огромное разнообразие предметов может быть выращено вместо того, чтобы быть сделанным. Зелёные технологии могут обеспечить человеческие потребности с гораздо меньшим ущербом для окружающей среды. Они могут принести богатство в тропические районы, где больше всего солнечного света, где живёт большая часть населения и где больше всего бедных".