Никола Тесла. Прометей XX века — страница 35 из 50

Вскоре я получил ответ от великого романиста, полный извинений за допущенные смысловые ошибки. К сожалению (и это я прекрасно понимал с самого начала), писатель не мог изменить текст, продав права на рукопись одному известному издательству, получив гонорар и уже полностью истратив его (образчик чисто английского юмора). Тем не менее он просил проконсультировать его по «атомному проекту» для его следующего фантастического романа. Мне эта идея показалась забавной и даже интересной в плане развития творческого воображения, и я немного пофантазировал на тему «перманентного атомного заряда». Я даже направил писателю вымышленное патентное описание этого ужасного оружия, правда, с категорическим условием полной анонимности. – Тесла опять раскрыл томик Уэллса. – Вот послушайте, Джон:

«Когда целлулоидная втулка разрывалась, индуктор окислялся и становился активным. После этого в верхнем слое каролиния начинался распад. Этот распад не сразу, а постепенно проникал во внутренние слои бомбы. В первые секунды после начала взрыва бомба в основном еще продолжала оставаться инертным веществом, на поверхности которого происходил взрыв, – большим пассивным ядром в центре грохочущего пламени. Бомбы, сброшенные с аэропланов, падали на землю именно в этом состоянии; они достигали поверхности земли, все еще находясь в основном в твердом состоянии, и, плавя землю и камни, уходили в глубину. Затем, по мере того, как все большее количество каролиния приобретало активность, бомба взрывалась, превращаясь в чудовищный котел огненной энергии, на дне которого быстро образовывалось нечто вроде небольшого беспрерывно действующего вулкана. Часть каролиния, не имевшая возможности рассеяться в воздухе, легко проникала в кипящий водоворот расплавленной почвы и перегретого пара, смешиваясь с ними и продолжая с яростной силой вызывать извержения, которые могли длиться годами, месяцами или неделями – в зависимости от размеров бомбы и условий, способствующих или препятствующих ее рассеиванию. Раз сброшенная бомба полностью выходила из-под власти человека, и действием ее нельзя было никак управлять, пока ее энергия не истощалась. Из кратера, образованного взрывом в том месте, куда проникла бомба, начинали вырываться раскаленные пары, взлетать высоко в воздух земля и камни, уже ядовитые, уже насыщенные каролинием, уже излучающие, в свою очередь, огненную, все испепеляющую энергию. Таково было величайшее достижение военной науки, ее триумф – невиданной силы взрыв, который должен был „решительно изменить“ самую сущность войны».

– Как я мог этого не видеть! – хлопнул себя в отчаянии ладонью по лбу репортер. – Ведь это же, получается, главная ваша идея «Мировой системы», только здесь она звучит иначе: «перманентный атомный заряд» – «тактика перманентного сдерживания мировых войн в границах паритета атомных бомб».

– Отлично, Джон, просто отлично, вы понимаете меня как никто другой! Давайте-ка, прочитайте мне следующую часть вашего замечательного опуса, признаться, мне он кажется довольно любопытным… А я пока приготовлю себе еще один стакан этого изумительного напитка, – и Тесла, посмеиваясь, направился готовить себе очередной стакан горячего молока с медом и корицей. Журналист, с любопытством понаблюдав, как ловко изобретатель управляется с электрическим нагревателем в форме странной лампы-груши, внутрь которой помещался стакан с жидкостью, не удержался от вопроса:

– Мистер Тесла, но как же происходит процесс нагревания, ведь я не вижу ни спиралей, ни других термоэлементов?

– Токи, Джон, вихревые токи электрического эфира, и больше ничего! Ну да я вас слушаю, мой юный друг… – Репортер недоверчиво хмыкнул, но не стал продолжать расспросы и развернул оттиск своего обзора:

«Разрешить проблему атомного строения вещества удалось датскому физику Нильсу Бору, предположившему, что на субатомном уровне энергия испускается исключительно квантовыми порциями. Бор показал, что электрон не может находиться на произвольном удалении от атомного ядра, а может быть лишь на ряде „разрешенных орбит“. Электроны, находящиеся на таких орбитах, не могут излучать электромагнитные волны произвольной интенсивности и частоты, поэтому они и удерживаются на более высокой орбите, подобно самолету в аэропорту отправления, когда аэропорт назначения закрыт по причине нелетной погоды. Однако электроны могут переходить на другую разрешенную орбиту. Как и большинство явлений в мире квантовой механики, этот процесс не так просто представить наглядно. Электрон просто исчезает с одной орбиты и материализуется на другой, не пересекая пространства между ними. Этот эффект назвали „квантовым прыжком“, или „квантовым скачком“, суть этого явления во многом непонятна и сегодня, продолжая давать обильную пищу фантастам и журналистам.

В атоме Бора электроны переходили вниз и вверх по орбитам дискретными скачками – с одной разрешенной орбиты на другую, подобно тому, как мы поднимаемся и спускаемся по ступеням лестницы. Каждый скачок электронов обязательно сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения – фотона.

Со временем гипотеза Бора уступила место более сложной модели, учитывающей двойственную природу элементарных частиц. Сегодня электроны представляются нам не микроскопическими планетами, обращающимися вокруг атомного ядра, а волнами вероятности, плещущимися внутри своих орбит – подобно приливам и отливам в бассейне сложной формы.

В 1924 году французский физик Луи де Бройль, пытаясь найти объяснение сформулированным в 1913 году Бором условиям квантования атомных орбит, выдвинул гипотезу о всеобщности корпускулярно-волнового дуализма. Согласно этой гипотезе, каждой частице, независимо от ее природы, надо поставить в соответствие волну, длина которой связана с импульсом частицы. Де Бройлю удалось сформулировать соотношение, связывающее импульс квантовой частицы с длиной волны и позволяющее одновременно рассматривать микрообъект и как частицу, и как волну.

Модель де Бройля объяснила наличие разрешенных орбит Бора. Если считать электрон частицей, то, чтобы электрон оставался на своей орбите, у него должна быть одна и та же скорость или импульс на любом расстоянии от ядра. Если же считать электрон волной, то, чтобы он вписался в орбиту заданного радиуса, надо, чтобы длина окружности этой орбиты была равна целому числу длины его волны. Иными словами, окружность орбиты электрона может равняться только одной, двум, трем (и так далее) длинам его волн».

– Да уж, намудрил этот принц датский, намудрил… – осуждающе бормотал изобретатель, задумчиво рассматривая схему многоорбитального атома, переданную ему репортером. Отложив ее, он на какое-то время погрузился в собственные размышления, а затем задумчиво произнес:

– А вы знаете, Джон, что еще полвека назад электрон как элементарная частица имел для меня вполне реальное существование? Я принимал его как субатомную частицу, четвертое состояние материи, выделив его из потока электричества задолго до сэра Уильяма Крукса. В моем тогдашнем представлении электрон не связывался ни с какой внутренней частью атома, а переносимый им электрический заряд как бы растекался по внешней оболочке атомарной структуры. Электричество для меня изначально было совершенно особой субстанцией, насыщенной разноименными зарядами, с собственными совершенно особыми свойствами, абсолютно независимыми от окружающей материи. Сам электрон имел у меня также сложное строение. Электрический заряд покрывал эту элементарную частицу слоем за слоем, как листья капусты кочан, и такие слои составляли интегральный единичный заряд, но сама природа межзарядных сил определялась именно процессами рассеивания зарядных компонент. Любопытно, но только сейчас, через полстолетия, я начал встречать похожие представления в некоторых совершенно заумных работах по теоретической физике.

С другой стороны, согласно современной теории, электрическая природа электрона, определяемая как его заряд, теми же теоретиками рассматривается как характерная особенность той энергии, что концентрируется вокруг точки под названием «электрон». В этом смысле элементарный электрический заряд предстает нам некой частично локальной сущностью, привносящей свою долю энергии в атомарные образования. – С улыбкой посмотрев на ошарашено хлопающего глазами репортера, Тесла добавил:

– Впрочем, я думаю, что данные мои измышления еще долго никакого не заинтересуют, давайте лучше вернемся к вашему обзору… – Журналист растеряно взглянул на изобретателя и, немного запинаясь, продолжил:

«На протяжении всей второй половины XIX века физики активно изучали феномен катодных лучей. Простейший аппарат, в котором они наблюдались, представлял собой герметичную стеклянную трубку, заполненную разреженным газом, в которую с двух сторон было впаяно по электроду: с одной стороны катод, подключавшийся к отрицательному полюсу электрической батареи; с другой – анод, подключавшийся к положительному полюсу. При подаче на электроды высокого напряжения разреженный газ в трубке начинал светиться. Это свечение ученые и приписали катодным лучам. Дискуссия о природе катодных лучей сразу же приняла острый полемический характер. Большинство видных ученых придерживалось мнения, что катодные лучи представляют собой, подобно свету, волновые возмущения невидимого эфира. Другие же придерживались мнения, что катодные лучи состоят из ионизированных молекул или атомов самого газа.

У каждой стороны имелись веские доказательства в пользу своей гипотезы. Наконец в 1897 году молодой английский физик Дж. Дж. Томсон положил конец этим спорам раз и навсегда, а заодно прославился в веках как первооткрыватель первой элементарной частицы – электрона. Используя трубку новой конструкции, Томсон выяснил, что соотношение между электрическим и магнитным полями, при котором их действие уравновешивается, зависит от скорости, с которой движутся частицы.

Проведя ряд измерений, Томсон смог определить скорость движения катодных лучей. Оказалось, что они движутся значительно медленнее скорости света, из чего следовало, что катодные лучи могут быть только частицами. Эти неизвестные частицы Томсон назвал „корпускулами“, но вскоре они стали называться „электронами“. Сразу же стало ясно, что электроны обязаны существовать в составе атомов – иначе откуда бы они взялись? 30 апреля 1897 года – дата доклада Томсоном полученных им результатов на заседании Лондонского королевского общества – считается днем рождения электрона. И в этот день отошло в прошлое представление о „неделимости“ атомов. Вме