Машина открытий

Человек стоял перед пультом.

На желтой пластмассовой панели была одна только кнопка, прикрытая выпуклым стеклом.

Человек долго стоял перед пультом, не решаясь сломать стекло и нажать кнопку…

Это — не начало рассказа. Читателю предстоит принять участие в следствии, притом несколько необычном.

Суть дела в следующем.

У каждого писателя-фантаста постепенно накапливаются идеи, которые не удалось использовать. Это отнюдь не «отходы производства». Нет, я имею в виду вполне доброкачественные идеи. Казалось бы, нет никаких причин, мешающих переложить эти идеи на язык фантастики. Но «переложение» не удается.

Конечно, научно-техническая идея еще недостаточна для создания рассказа или повести. Такую идею можно сравнить с авиационным мотором: сам по себе-даже запущенный на полную мощность, — он не сдвинется с места. Для полета нужны фюзеляж, крылья, органы управления. Допустим, все это есть. Самолет выруливаег на взлетную площадку. Крылья мечты должны поднять в воздух тяжелый мотор. Но испытания заканчиваются катастрофой…

Почему?

В авиации расследование ведет комиссия. Писателю в одиночку приходится искать причины неудач. Я хочу рассказать об одном таком случае. Мне кажется, следствие не только поможет ближе познакомиться с «технологией» фантастики, но и позволит заглянуть в будущее науки.

Я сказал — «следствие». Правильнее было бы применить другое слово. Речь идет об исследовании. Без кавычек.

Все началось с того, что я задал себе вопрос: какой будет наука далекого будущего, скажем, наука XXII века?

Чтобы ответить на этот вопрос, надо проследить развитие научного поиска. Тенденции здесь очевидны, выявить их нетрудно.

Начнем с научного оборудования. Тут явственно заметен постоянный и все убыстряющийся рост исследовательской аппаратуры. Первый микроскоп, построенный в 1677 году Левенгуком, представлял собой небольшую трубку с линзами. Высота современного электронного микроскопа превышает десять метров, а вес измеряется тоннами. Ту же тенденцию легко проследить и в развитии телескопа. Первый рефлектор Ньютона имел зеркало диаметром в 2,5 сантиметра. Длина телескопа была 15 сантиметров. Ньютон носил телескоп в кармане. Сейчас в Советском Союзе строится телескоп с шестиметровым зеркалом!

Быстрое увеличение размеров исследовательского оборудования — тенденция, общая для всех отраслей науки. Но особенно чегко она проявляется в авангардной области современной науки, в физике. В 1820 году Эрстеду потребовались всего полметра проволоки и магнитная стрелка, чтобы поставить свой знаменитый опыт, приведший к открытию магнитного поля тока. Но менее чем за полтора столетия проволока, которую держал в руках Эрстед, превратилась в циклопические термоядерные установки и гигантские ускорители…

Размеры научного оборудования растут все быстрее и быстрее. «Сначала мы предполагали строить ускоритель, который придавал бы частицам энергию в 50 или 70 миллиардов электровольт, — рассказывал академик Топчиев. — Знаменитый советский ускоритель в Дубне рассчитан на 10 миллиардов… Мы должны идти дальше.

Но пяти-семикратное увеличение энергии теперь уже кажется маленьким. Нужно поднять энергию разгоняемых частиц хотя бы раз в сто. Значит, нужен ускоритель на 1000 миллиардов электроновольт!

В подобном сверхмощном ускорителе скорость частиц приблизится к скорости света… При таком разгоне частица, как и скоростной самолет, не сможет вращаться по маленькому кольцу. Орбита, радиус „разворота“ частицы поневоле возрастают. Если ускоритель в Дубне имеет радиус кольца 30 метров, то здесь он около трех километров!»

Быстро растут и размеры вспомогательного научного оборудования. Первые маятниковые часы были не больше обычных «ходиков». Астрономические часы начала XX века представляли собой внушительный прибор почти в человеческий рост. Затем появились «кварцевые» часы, не уступающие по размерам шкафу. А для размещения механизма современных «молекулярных» часов нужно уже специальное помещение.

Характерная особенность: когда одно оборудование сменяется другим, принципиально новым, размеры сразу же, как бы скачком, увеличиваются. «Юные» радиотелескопы были крупнее «взрослых» оптических телескопов. «Новорожденные» электронные машины намного крупнее, чем «пожилые» механические счетные аппараты.

И еще одна особенность: производительность исследовательского оборудования (количество опытов, наблюдений, замеров в единицу времени) непрерывно увеличивается. В свое время Гершель направлял телескоп, пользуясь громоздкими лестницами, системой скрипящих катков и блоков. Рассказывают, что сестра Гершеля однажды упала с этих лестниц и сломала ногу… Современными телескопами-гигантами астрономы управляют, нажимая на кнопки.

«Производительность» исследовательского оборудования растет еще и потому, что увеличиваются точность и скорость измерений. Сто лет назад выдержка при фотосъемке составляла 10 минут. Сейчас уверенно фотографируют явления, протекающие за миллионные доли секунды.

Увеличение производительности научного оборудования, естественно, вызывает сокращение времени, затрачиваемого на один эксперимент. Обычно эксперимент представляет собой цепь последовательных операций.

Каждая такая операция раньше проводилась вручную или шла «сама по себе». Требовалось, например, несколько недель; чтобы отстоялись мелкие частицы, взвешенные в жидкости. С помощью современной ультрацентрифуги это осуществляется в течение минуты.

Я предупреждал, что мы ведем исследование. Это работа нелегкая, и я подозреваю, что читателю хотелось бы скорее перейти к фантастике. Скажем так.

Человек, стоявший у пульта, медленно оглядел комнату. Она была пуста. Бетонные, ничем не прикрытые стены - и больше ничего: ни стола, ни стула. Только массивная железная дверь рядом с желтой панелью.

Из ниши в невысоком потолке светила яркая лампа…

Мы действительно скоро переидем к фантастике. Пока же, коль скоро о ней зашла речь, отметим любопытное обстоятельство.

Стремительный рост научного оборудования почти не замечен фантастами. Как известно, герой романа Уэллса «Человек-невидимка» сделал свое открытие в домашней лаборатории: «Я пользовался двумя, небольшими динамомашинами, рассказывает невидимка, — которые я приводил в движение при помощи дешевого газового двигателя». Шестьдесят с лишним лет спустя герой повести А. Днепрова «Суэма» точно в таких же условиях создал электронное разумное существо: «…я начал работу над своей Суэмой дома… я стал приобретать материалы для будущей машины… по моему проекту была изготовлена многолучевая электронная трубка в форме шара диаметром в один метр…»

Нетрудно заметить, что фантастика здесь похожа на историческое повествование. Создатель сложнейшей кибернетической машины работает так, как, например, работал в конце прошлого века Рентген. «Для всего исследования, — писал об открытии рентгеновских лучей А. Иоффе, — почти не потребовалось сколько-нибудь сложных приборов: электроскопы, кусочки металлов, стеклянные трубки…»

Фантастика опережает действительность, когда речь идет об итогах науки. Герои современных фантастических произведений совершают межзвездные перелеты, создают кибернетические машины, не уступающие по силе разума человеку, перемещают планеты с орбиты на орбиту… Но, если верить фантастам, и через несколько столетий ученые будут работать так, как они работали во времена Рентгена.

Вместе с увеличением размеров научной аппаратуры растет и исследовательское поле-минимальная «жилплощадь», необходимая для размещения всего комплекса оборудования. Еще в конце прошлого века исследовательским полем был стол ученого. Через двадцатьтридцать лет физику нужна была уже лаборатория, состоящая из нескольких комнат и мастерских. Ныне исследовательское поле выросло до размеров настоящего поля (в первоначальном значении этого слова). Здание, в котором размещен синхрофазотрон на 10 млрд. электронвольт, имеет объем в 335.000 куб. метров. Эрстед получал ток от химического элемента, уместившегося в бокале. Синхрофазотрон питает электростанция, способная обеспечить энергией целый город!

Исследовательское поле (в физике) растет — если сравнивать с ростом оборудования-непропорционально быстро. Тут проявляется тенденция к использованию все более и более высоких потенциалов. Исследователю уже небезопасно оставаться рядом с прибором. Электронный микроскоп, например, создает сильнейшее рентгеновское излучение; поэтому управляют прибором на расстоянии, а изображение рассматривают на телеэкране.

И еще одна — исключительно важная — тенденция.

Во времена Галилея требовались десятки лет, чтобы новое открытие стало известным широкому кругу ученых и-в свою очередь-было использовано для следующего шага вперед. К началу XX века период освоения новых открытии уменьшился примерно до года. В наше время этот период измеряется днями, а в наиболее важных случаях даже часами. Развитие телевидения и радио, укрепление контактов между творческими коллективами позволяют в принципе уже в самое ближайшее время сократить период освоения до нескольких минут.

Остается сделать полшага: вообще говоря, фантастическая идея уже наметилась.

Допустим, прошло полтораста-двести лет. Исследовательское поле выросло настолько, что занимает всю поверхность планеты. Не Земли — она населена. И не Марса-а вдруг там живут марсиане? Пусть это будет Ганимед, спутник Юпитера, по размерам лишь немногим уступающий Марсу.

На поверхности Ганимеда расположены комплексы исследовательских установок. Размеры каждой установки измеряются километрами и десятками километров, а каждый комплекс (он включает «набор» установок, вычислительные центры, вспомогательное оборудование и электронные управляющие устройства) занимает площадь, равную, скажем. Московской области.

Кроме исследовательских комплексов, на Ганимеде находятся и производственные центры. Это гигантские автоматизированные мастерские, способные при необходимости быстро изготовить любое новое оборудование.

Единая (всепланетная) энергетическая система обеспечивает энергией исследовательские комплексы и производственные центры. В складах хранятся запасы сырья, в частности, все химические элементы), металлов, пластмасс, стекла, типовых электродеталей и т. п.

«Командует» всем главный электронный центр. В его блоках памяти содержатся сведения, накопленные данной отраслью науки (и смежными отраслями). Он координирует работу системы взаимосвязанных исследовательских комплексов, вычислительных, производственных и энергетических центров.

Итак, на поверхности Ганимеда создана Машина Открытий. Эта машина, в сущности, представляет собой кибернетический аналог целой отрасли науки, скажем, физики. Надо добавить: физики будущего. Оснащенная мощнейшим исследовательским оборудованием, не разделенная ведомственными и иными барьерами, способная к молниеносному обмену информации, лишенная присущей человеку инерции мышления и работающая круглосуточно, машина эта приобретает новое качество — динамичность. Путь, которой физика проходит за десятилетия, Машина Открытий пройдет в течение нескольких часов или дней.

Работать Машина Открытий будет так:

Главный электронный центр (назовем его «Мозг»- так проще) получит задание с указанием направления и желаемых результатов (например: исследовать явле1тия при температурах, близких к абсолютному нулю, собрать новые данные о строении вещества и найти практически пригодные способы хранения энергии без потерь). «Мозг» выработает программу первого цикла исследований. Характерная особенность Машины Открытий состоит в том, что она работает по единой программе. Поэтому Машина Открытий сможет одновременно ставить большое число разных вариантов одного опыта. При таких условиях цикл исследования — от имеющегося уровня знаний до первого следующего открытия-будет весьма непродолжительным. Машина сделает новое открытие и на этой основе (тут очень важный момент в цепи наших рассуждений!) сама скорректирует программу исследований: повернет исследования в наиболее интересном, неожиданном направлении. Вторей цикл пойдет по программе, которую человек, не зная сделанного в первом цикле открытия, мог бы и не предусмотреть.

Продолжительность циклов самая различная: от миллионных долей секунды до недель и месяцев. В основном это зависит от соответствия оборудования направлению исследования. И еще от того, насколько быстро Машина Открытии сможет собирать новое оборудование, необходимое «по ходу дела». Иногда в течение нескольких секунд Машина Открытий будет проходить путь, на который «обычной» физике потребовались бы десятки лет. Иногда она будет останавливаться, поджидая пока автоматы (сами или с участием людей) соберут оборудование, «заказанное» для очередного цикла.

Не исключено, что Машина Открытий, пройдя какое-то количество циклов, зайдет в тупик: исчерпаются принципы, заложенные в ее основе. Если бы машина, например, начала с опыта Эрстеда, она легко открыла и «освоила» бы явление магнитной индукции, вывела бы закон Ленца и пришла бы к уравнению Максвелла. Но, обнаружив внешний фотоэффект и вплотную подойдя к понятию квантов, Машина Открытий, построенная на основе классической механики, не смогла бы вступить в «сферу действия» теории относительности. Таким образом, время от времени людям придется переналаживать машину, в частности, учитывать достижения других наук.

Но это идеальный случай - мирная остановка машины, исчерпавшей свои возможности. Не исключено и другое: машина придет к «взрывоопасным» открытиям.

Допустим (в порядке мысленного эксперимента), что Машина Открытий имеет сведения, соответствующие физике начала XX века. Известна естественная радиоактивность. Открыты электроны и рентгеновские лучи. В блоках памяти Мозга есть информации о квантах и специальной теории относительности. Программа первых циклов сформулирована в самом общем виде: исследовать радиоактивные свойства химических элементов и попытаться получить искусственную радиоактивность.

Человек нажал кнопку. Машина Открытий начала работать. Оборудование на первых порах несложноециклы стремительно следуют один за другим. Машина открывает изотопы у нерадиоактивных элементов. Она воспроизводит опыт Резерфорда и расщепляет атомное ядро…

Логика открытий при этом не обязательно совпадает с тем, что было в «обычной» физике. Например, позитроны обнаружены физиками при исследовании космических лучей. Машина Открытий, не имеющая понятия о космических лучах, скорее всего обнаружит позитроны при бомбардировке легких элементов альфа-частицами.

Мезоны «обычная» физика также открыла, изучая космические лучи. Машина найдет мезоны с помощью ускорителей…

Наступит время, когда Машина Открытий осуществит цепную реакцию деления ядер урана. «Обычная» физика шла к этому более 30 лет. Я не знаю, во сколько времени прошла бы этот путь Машина Открытий. В фантастическом произведении можно было бы, например, сказать о двух неделях. Этот срок вряд ли вызвал бы внутренний протест читателя. Но если говорить «без фантастики», я думаю, что Машина Открытий проскочила бы этот этап за несколько секунд.

А вот что произошло бы дальше - трудно сказать.

Машина Открытий не имеет систем защиты от неоткрытых еще явлений. Тут принципиально немыслима защита. Нажимая кнопку, исследователь не знает, с какой скоростью и куда придет Машина Открытий. Можно, конечно, время от времени прерывать ее работу и «вручную» контролировать безопасность. Перед первым паровозом шел человек, помахивая флажком, и дудел в трубу: «Берегись!..» Это плохой метод.

Значит, Машине Открытий предстоит работать без тормозов.

Это последнее обстоятельство, казалось бы, создает все условия для «организации» научно-фантастического сюжета.

Самое простое-построить сюжет на конфликте: «Бить (стекло, прикрывающее кнопку) или не бить?»

Действительно, не так просто нажать кнопку, впервые пустив в ход Машину Открытий.

Человек посмотрел на часы. Он должен был нажать кнопку шесть минут назад. Сигналам нужно еще пятьдесят две минуты, подумал он, чтобы дойти до Ганимеда.

Он прижал ладонь к стеклу и надавил. Трещины разорвали гладкую поверхность стекла, оно смялось, кач целлофан. Через это, ставшее податливым, стекло человек нажал кнопку. Потом, осторожно вытащив осколки стекла, еще раз нажал кнопку и долго ее не отпускал…

Здесь и терпит крушение первый вариант сюжета: читатель с самого начала уверен, что человек нажмет кнопку. И действительно — люди не отступят. Они, конечно, примут меры предосторожности (например, будут включать Машину Открытии на расстоянии), ноничего не остановит человечество в его извечном стремлении к познанию тайн природы.

Логично (это разумеется, особая логика-фантастическая) возникает вариант: пусть это будут не люди.

Предположим, на какой-то далекой планете космонавты обнаружили полуразрушенную Машину Открытий. Они еще не знают-что это такое. Сначала они надеются найти обитателей планеты. Но планета «заселена» лишь гигантскими исследовательскими установками, многие из которых даже известны людям. Изучая чужой мир, космонавты постепенно приходят к мысли, что перед ними — Машина Открытий. Ее создатели не решились нажать кнопку. А люди решаются!

Вероятно, это один из наиболее удачных вариантов.

Тайна (большая и нешаблонная), постепенное ее раскрытие и связанные с этим приключения-все это интересно. «Подводит», в сущности, пустяк: можно не сомневаться, что наука придет к Машине Открытий задолго до первого межзвездного перелета.

Значит, надо все-таки говорить о Машине Открытии, которую построят люди. Быть может, просто приключения? Здесь множество вариантов, ведь машина может делать самые различные открытия. Приключения могут быть и веселые, и «страшные». Получив, например, безобидное задание исследовать свойства кристаллов, машина — после каких-то промежуточных открытий — свернет в сторону и вдруг начнет управлять ходом реакции а недрах Солнца…

Предположим, что трудности преодолены и все должным образом «увязано». Идея-мотор благополучно поднимает сюжет-самолет. Скорость быстро увеличивается… и снова катастрофа.

О барьере, вызвавшем эту катастрофу, надо сказать подробнее.

Жюль Верн четко разграничивал достоверное («научно-познавательное») от фантастики. Скажем, трое путешественников подлетают к Луне. Жюль Верн пишет: «Вот точное описание всего того, что видели Барбикен и его друзья с указанной высоты. Лунный диск, казалось, был усеян обширными пятнами самой разнообразной окраски. Исследователи Луны и астрономы по-разному объясняют окраску этих пятен. Юлиус Шмит утверждает…» И так далее. Казалось бы, при чем здесь Юлиус Шмит? Ведь путешественники должны видеть то, что никто до них не видел: им не мешает земная атмосфера, они летят на высоте менее десяти километров и у них есть телескоп! Но Жюль Верн «выключает» фантастику и добросовестно, суховато излагает имеющиеся у науки данные. С точки зрения литературы, здесь очевидный проигрыш. Повествование разорвано и к нему приклеен кусок научно-популярного текста. Но зато читатель получает знания.

Во времена Жюля Верна научно-популярная литература была крайне бедна. Читатели с радостью поглощали лекции, «вмонтированные» в текст романов. В наше время существует обширная научно-популярная литература, об итогах науки сообщают газеты, журналы, радио, кино, телевидение…

Фантастика — в этом смысле (и только в этом смысле!) перестала играть роль распространителя знаний.

Изменились и требования к литературной форме; фантастам пришлось отказаться от механического приклеивания лекций. Задачей современной фантастики все отчетливее становится изображение будущего человека и будущего человеческого общества. Фантаст перестает быть популяризатором и превращается в «инженера будущих человеческих душ».

В фантастике последних лет познавательные сведения либо вообще отсутствуют, либо находятся как бы в растворе-они замаскированы. Это повышает художественные достоинства произведения, но резко снижает ценность сообщаемых сведений. Уже нельзя отличить, где кончаются данные науки и начинается фантазия автора. Вот сценка из современой повести. Герои разговаривают о Венере. Они крупные ученые и им, конечно, незачем делиться сведениями, имеющимися в школьных учебниках астрономии. Разговор ведется «на читателя».

Автор снабжает читателя познавательными сведениями и одновременно «конструирует» такую планету, которая нужна для дальнейшего развития сюжета.

— Да, гиря в один килограмм будет весить на Венере приблизительно 810 граммов…

— Вот видите… значит, передвигаться и переносить тяжести там несколько легче, чем на Земле. Прямые измерения температуры верхнего слоя облаков дают колебания от минус 25 градусов на теневой стороне планеты до плюс 60 градусов на освещенной. Известно, что там много углекислоты.

Попробуйте угадать, что здесь научно (и потому имеет познавательное значение), а что придумано! По ходу повести героям придется переносить тяжелые грузы, поэтому сила тяжести на Венере заведомо снижена: один килограмм будет весить там не 810, а 850 граммов. Данные о температуре совсем уже чистая фантастика. А вот углекислого газа на Венере действительно много…

Писатель, разумеется, имеет право создавать условия, необходимые для воплощения его замысла. Алексей Толстой, например, «создал» на Марсе почти земную атмосферу: он знал, что атмосфера там разреженная, ноне мог надеть на Лося и Гусева скафандры, это все бы испортило.

Нет средств, которыми современный фантаст может «просигнализировать» читателю: вот здесь точные данные, а отсюда начинается фантастика. Подчеркиваю еще раз: в большинстве случаев этого и не требуется. Но как быть с идеей Машины Открытий? Ведь читатель, привыкший к свободному обращению фантастов с научными данными и фактами, может принять за выдумку даже приведенные выше совершенно достоверные соображения о росте исследовательского оборудования. А когда зайдет речь о самой Машине Открытий, даже искушенный читатель отнесется к этому, как к чистейшей выдумке…

Между тем, Машина Открытий — при всей своей кажущейся фантастичности точное предвидение будущего. Единственное произвольное допущение-это срокиНо и сроки можно уточнить.

Я попытался, основываясь на фактических данных о росте научного оборудования, подсчитать, через какое время наука придет к Машине Открытий. Получилось, что машина займет площадь, равную поверхности Ганимеда, не через 150–200 лет, а уже через полстолетия!

Плюс-минус 10 лет…

И тогда я подумал: надо прежде всего просто рассказать о Машине Открытий. Ведь она будет!

Прошло почти два часа, пока ответный сигнал вернулся с Ганимеда на Землю. Машина Физических Открытий работала, и люди на Земле, Марсе, Луне и шести космических станциях следили за её работой. Задание было простое: исследовать кристаллическое состояние вещества.

Двое суток производственные центры на Ганимеде готовили аппаратуру. Затем начался первый цикл — он продолжался 11,3 секунды. Четыре минуты, на подготовку нового оборудования — и второй цикл…

После седьмого цикла машина послала сигналы на Титан, спутник Сатурна. Включилась расположенная там Машина Астрономических Открытий. Четыре секунды спустя новые сигналы были посланы Машинам Открытий на Япет и Тефию. Это был первый опыт совместной работы всей системы машины, и люди напряженно ждали результатов.

Шел одиннадцатый день работы Системы, когда с наблюдательного пункта на Каллисто увидели взлетевший с Ганимеда блестящий шар диаметром около двух метров. Радио с наблюдательного пункта сообщило:

«Шар удаляется… Вычисляем траекторию… Внимание!. Внимание! Впервые получено вещество с отрицательной массой!..»

Опыт продолжался.