Еще одно чудо света?
Еще издревле человек использовал свет для своих повседневных нужд. Им отгонял он ночную мглу и хищных зверей, им мгновенно передавал важные вести тем, кто оставался недосягаем для звука или гонцов.
Свет обожествляли. Самый мощный его источник — Солнце — был персонифицирован греками в образе Гелиоса. 35-метровая бронзовая статуя лучезарного бога поднялась в III веке до нашей эры на острове Родос, чтобы стать одним из семи пресловутых чудес. В те же годы на противоположном берегу Средиземного моря закончилось строительство не менее грандиозного сооружения:
Башню на Фаросе, грекам спасенье, Сострат Дексифанов,
Зодчий из Книда, воздвиг, о повелитель Протей!
Ночью издали видят плывущие морем все время
Свет от большого огня в самом верху маяка.
Маяк, воздвигнутый в 280 году до новой эры на скалистом мысе острова Фарос близ Александрии, представлял собой настоящий небоскреб.
Колоссальное многоярусное сооружение вздымалось ввысь на 120 (по некоторым источникам — на 170) метров.
Наверху полыхал огромный факел; топливо для него доставлялось навьюченными ослами по пологой винтообразной лестнице, построенной внутри «высотного здания». Система металлических зеркал усиливала световой поток, отбрасывая его далеко в ночной мрак.
Шестнадцать столетий «маячило» перед глазами изумленных мореходов фаросское диво; и по сей день еще легко уловить осколок его овеянного легендами имени в слове «фара».
Кстати, о фарах. Даже они, обычные автомобильные лампы с зеркалами, и уж тем паче их мощные собратья на современных маяках — как далеки они от смрадных пожарищ, которые больше чадили, нежели светили, даром что были вознесены на верхушки исполинских постаментов вроде многоэтажной каменной башни в Александрийском порту.
На каком отдалении видели марсовые древних галер фаросскую «путеводную звезду»? Десять километров? Двадцать? Сто?
Многие миллионы километров — с такой дистанции можно рассмотреть невооруженным глазом сфокусированный луч квантового генератора.
Генератора современного типа, то есть далеко не самого совершенного из всех его мыслимых воплощений.
Становится реальностью межзвездная оптическая связь (до ближайшей к нам звезды свет идет четыре с лишним года). Конечно, самые мощные лазеры гораздо крупнее автомобильной фары или даже прожектора (недавно построен гигант длиной свыше десяти метров), но есть и такие, что запросто умещаются на небольшом лабораторном столе.
Осенью 1963 года сотрудники Физического института имени П. Н. Лебедева установили лазер в фокусе телескопа имени Г. А. Шайна (Крымская астрофизическая обсерватория) — этот уникальный астрономический инструмент с диаметром зеркала 2,6 метра по своей оптической мощности занимает первое место в Европе, а по качеству изображения не уступает крупнейшему в мире рефлектору на горе Маунт Паломар (США). Понятно, почему именно на него пал выбор московских физиков. Но на сей раз дальнозоркий крымский «циклоп» не ловил сияния далеких, светил: он сам стал прожектором.
Его нацелили на Луну. На затененном участке нашего естественного спутника заиграл зайчик. Не очень яркий: отраженный сигнал, попав в зрачок второго телескопа, оказался в миллиарды миллиардов раз слабее первоначального, посланного с Земли. И все же его уловил чувствительный прибор.
Световое зондирование небесных тел позволит в десятки, если не в сотни, раз точнее определять расстояния до различных участков той или иной планеты, чем с помощью радиолокации.
«Гиперболоид инженера Гарина», вызванный к жизни воображением А. Н. Толстого, разрезал световым «скальпелем» сталь броненосцев, словно дальнодействующий автогенный аппарат. Герой этого фантастического романа тоже использовал систему зеркал, собирая в нерасходящийся пучок лучи от ослепительно белого пламени, которое давали некие таинственные «пирамидки».
Ну, а лазер?
Уже сегодня его луч пробуравливает самые тугоплавкие металлы, самые твердые материалы.
Например, бритвенное лезвие с расстояния в 10 метров.
Именно так специальными агрегатами, созданными в Московском научно-исследовательском институте металлорежущих станков, прожигаются наитончайшие калиброванные каналы в различных промышленных изделиях. Скажем, в рубиновых камнях для часовых механизмов.
Такая неуловимо-нежная, неосязаемая субстанция, а действует под стать тарану-долоту! Или ракетному двигателю.
Есть идея — корректировать траектории искусственных спутников, направляя на них с Земли лазерный луч. Свет будет «отталкивать» рукотворную «луну» и не даст ей раньше времени сгореть в плотных слоях атмосферы. Что это — давление света?
«Я, кажется, сделал очень важное открытие в теории движения светил, специально комет… Сообщил Винеру, сперва он объявил, что я с ума сошел, а на другой день, поняв, в чем дело, очень поздравил». Это отрывок из письма великого русского физика Петра Николаевича Лебедева. Сумасбродный немецкий ученый Винер поначалу счел ныне общепризнанную астрономическую истину: хвосты комет направлены всегда в сторону от Солнца потому, что их отталкивает свет нашей дневной звезды. Такой вывод следовал из электромагнитной теории англичанина Максвелла. Но оспаривался крупнейшими авторитетами, в их числе лордом Кельвином, имя которого присвоено абсолютной шкале температур. Изящнейшими экспериментами Лебедев неопровержимо доказал: механическое давление света — факт. К. А. Тимирязев рассказывал, как в 1903 году лорд Кельвин обратился к нему со словами:
— Вы знаете, что я не поддавался на аргументы Максвелла. А вот перед опытами вашего Лебедева пришлось сдаться…
Световое давление в повседневной жизни совершенно неощутимо, его обнаруживают лишь очень чувствительные приборы. Однако при фокусировке лазерного излучения в малых объемах создается до того высокая концентрация энергии, что световой напор может достигнуть миллиона атмосфер! Правда, в случае со спутником, освещенным с Земли, этот эффект почти не скажется; он перекроется другим, куда более заметным: с поверхности космического аппарата, нагретой лазерным лучом, начнут отрываться атомы и молекулы — такое испарение создаст реактивную силу, противодействующую тяготению.
Знаменательно, что идеи «силовой оптики» получили блестящее развитие в трудах того самого института, который носит имя П. Н. Лебедева. Именно там работают академики Н. Г. Басов и А. М. Прохоров. Там (и не только там) работают их многочисленные ученики. Следуя традициям передовой русской науки, обогащая ее наследие, они умножают ее добрую славу. Но у преемников Лебедева иная судьба.
Вынужденный подать в отставку в знак протеста против произвола царского министра, Лебедев в 1911 году был выдворен из университетской лаборатории. Виртуоз физического эксперимента оказался фактически за бортом большой науки. Тяжело переживая злосчастную участь дела, которому он отдал целых 20 лет, 45-летний профессор слег в постель и больше не поднялся, так и не дожив до триумфального стокгольмского эпилога (кандидатуру Лебедева выдвинули на соискание Нобелевской премии).
Преждевременно скончавшийся, а вернее — сведенный в могилу в расцвете творческих сил, Лебедев не увидел послеоктябрьскую Россию. Но дело, начатое им, нашло в новых условиях достойных продолжателей. Впрочем, пора вернуться к лазерам.
Недавно советские инженеры превратили световую рапиру в паяльник. Это станок-автомат. Он скрепляет крохотные, с типографскую точку, детальки электронных схем. Точечную сварку можно вести в самых труднодоступных местах, через узкие щели, через прозрачные перегородки. А другими подобными аппаратами даже сквозь стекловидное тело глазного яблока.
В 1964 году в Украинском научно-исследовательском институте глазных болезней и тканевой терапии имени академика В. П. Филатова успешно опробован новый способ «приваривания» к глазному дну отслоившейся от него сетчатки. В 1966 году сдан в серийное производство офтальмокоагулятор ОК-1. Пациент не успевает ни увидеть, ни почувствовать вспышку — настолько кратковременно и деликатно прикосновение необычного скальпеля.
«В одну телегу впрячь не можно коня и трепетную лань», — гласит знаменитая сентенция, противопоставляющая грациозную легкость грубоватой силе.
Чудодеи квантовой физики сплавили воедино, казалось, несовместимое — деликатность и резкость, слепую мощь и ювелирную точность. Миллионы лошадиных сил — у светового импульса мощность может быть больше, чем у Братской ГЭС. Правда, это всего-навсего блицпревосходство, оно существует постольку, поскольку скоропреходяще, мгновенно — энергия, выделяющаяся за миллионные доли секунды, обеспечила бы собой лишь кратковременную вспышку лампочки карманного фонарика.
В 1965 году профессора А. М. Прохоров и С. Л. Мандельштам пробовали ионизировать газы: лазерный луч у них своим электрическим полем вызывал пробой в воздухе. Профессор Н. Г. Басов пытается с той же целью вести световой обстрел твердых мишеней. Полагают, что так со временем удастся получать высокотемпературную плазму. А в отдаленном будущем — инициировать термоядерный синтез и управлять им.
Первенцем квантовой электроники, как известно, явился мазер — источник сантиметровых и миллиметровых радиоволн. Термин составлен из первых букв английской фразы, переводящейся примерно так: «Усиление микроволн посредством индуцированного излучения». Еще более коротковолновые (а следовательно, и более высокочастотные) колебания генерирует лазер; здесь вместо «м» («микроволны») фигурирует сокращение «л» («лайт» — значит «свет»). Он работает в видимой области спектра. Ради краткости все члены этого непрерывно плодящегося семейства часто именуются собирательно — просто «лазеры».
Дорогами разведчиков
…Многим не привелось уцелеть под ураганным минометным огнем, который в тот весенний день сорок третьего года обрушился на передовые позиции, занятые под Ржевом 94-м полком 30-й гвардейской стрелковой дивизии одной из армий Западного фронта. Находясь в разведке, был тяжело ранен и старший лейтенант Александр Прохоров. Просто чудом избежал он смерти: истекающего кровью, с зияющей раной в бедре доставили его товарищи в медсанбат.