Столетов

XVII. Бессмертие

Уже современники Столетова видели: Тимирязев, сказав, что его жизнь не оставит после себя пустоту, был прав.

Передовые ученые всего мира высоко уважали Столетова, жизнь которого была «полна мысли и труда». В статьях, посвященных памяти ученого, говорилось о многих его заслугах, о том хорошем, что он оставил после себя.

Киевский профессор П. М. Покровский писал: «А. Г. Столетов явился основателем и руководителем обширной школы русских физиков. Вот результаты этой деятельности: кафедры физики во многих из наших университетов заняты учениками Александра Григорьевича; найдется не мало из их представителей кафедр механики и математики, которые воздадут должную дань почившему за его благотворное влияние на их физико-математическое образование».

Столетов создал первую в России учебно-исследовательскую лабораторию. Рассказывая об этой большой заслуге ученого, некрологи подчеркивали, что его лаборатория послужила примером и для других университетов. То есть Столетов способствовал перестройке университетского образования во всей стране. Очень многим помогли развитию русской науки и его замечательные учебники.

Авторы некрологов воздавали Столетову и как организатору научной общественности. Физическое отделение Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии, отделение прикладной физики Политехнического музея, руководимые Столетовым, стали центрами русской науки. Говорилось и о том, что Столетов принимал деятельное участие в организации съездов русских естествоиспытателей и врачей, форумов русской науки.

Некрологи напоминали, как много сделал Столетов для распространения научных знаний, каким замечательным мастером просто и интересно рассказывать о науке он был.

«В произведениях А. Г. Столетова мы находим то, чего иногда не хватает у первоклассных писателей, — писал профессор Н. Н. Шиллер. — Читатель Столетова чувствует искреннее удовольствие, которое растет с каждою прочитанною страницей, ход мыслей схватывается с необычайною легкостью, и по прочтении каждого сочинения остается такое чувство самоудовлетворения, как будто бы прочитанное было уже нами самими передумано и теперь предстало в осязательной форме на только что оставленных страницах. Во мне каждая из вновь появлявшихся статей А. Г. Столетова возбуждала не только научный интерес, но доставляла мне истинное эстетическое наслаждение; поэтому я всегда с нетерпением ожидал появления чего-нибудь нового из-под его пера. И это не были только мои личные впечатления, подобные отзывы я слышал от многих читателей Столетова. В чем же тайна увлекательности этих сочинений?

Дело в том, что ни одна из статей Столетова, даже самая коротенькая, не была написана случайно, не носила характера наброска или заметки, не была сухим перечнем полученных результатов или добытого материала. Напротив, все, что писал Столетов, до самой небольшой заметки, являлось результатом самой обстоятельной предварительной подготовки и самой тщательной обработки. Приготовляя к печати свои работы, Александр Григорьевич никогда не ограничивался исследованием только того, что должно было составлять непосредственное содержание его будущей статьи; он тщательно изучал всю область соприкасающихся с упомянутым содержанием вопросов и критически разбирал связь интересующего его предмета со всем строем науки. Поэтому написанное им потом не представлялось обрывочно обработанною темою, не было заурядным ученым материалом, но было искусно составленною монографией и имело подобие старательно подобранного и аккуратно отшлифованного камня, заполняющего как раз для него предназначенное место в сложной мозаике научных выводов и построений. Это умение схватить прелесть гармонического соответствия в вопросах научного характера и составляло отличительную черту таланта А. Г. Столетова. Поэтому его сочинения бы-, ли не только представителями и выразителями текущих интересов науки, но и впредь будут надолго оставаться такими образцами, по которым можно учиться».

Столетов смело, не боясь вступать в резкие столкновения с правящими кругами, боролся против проводившейся самодержавием политики притеснения науки, разоблачал реакционные учения, отстаивал материалистическую философию.

Не имея возможности сказать обо всем этом в полный голос, авторы некрологов все же воздают должное Столетову за ту борьбу, которую он вел, — некрологи говорят о высоте нравственных принципов ученого и осуждают людей, травивших его.

«Нельзя не удивляться гигантской силе воли и твердости убеждений покойного: редкое явление представлял он собою в наш век оппортунизма!» — писал П. М. Покровский.

Хорошо очертил нравственный облик Столетова Н. Н. Шиллер., «Есть люди, — писал он, — которые обыкновенно квалифицируются эпитетами добрейших, славных, милейших, которые легко проходят свой жизненный путь, со всем мирясь и ко всему приспособляясь, которые к вопросам жизни относятся благодушно, запросто, по-домашнему, часто также и к требованиям долга. Такие люди имеют мало врагов, но не могут уживаться с цельными натурами того типа, к которому принадлежал покойный Столетов. В глазах таких людей было личным капризом то, что Столетов считал вопросами жизни или смерти своего нравственного «я». Стремление оставаться верным тому, что признавалось Столетовым за священную обязанность, принималось за упрямство; апелляция Столетова к чувству долга, как беспристрастному регулятору взаимных отношений, представлялась в свете личной придирчивости. Если Александр Григорьевич был требователен к другим, то только потому, что он был необычайно строг и к себе самому. Это трудно было понять тем, которые привыкли все находить прекрасным, лишь бы их ни к чему не неволили. А таких людей большинство, и Столетов был сломлен ими в неравной борьбе».

Высоко оценивали современники и то, что сделал Столетов за лабораторным столом.

«Исследование о функции намагничения мягкого железа» сразу завоевало для Александра Григорьевича почетную популярность среди иностранных ученых, — вспоминал Н. Н. Шиллер. — Профессор Роуланд, в Америке, предпринял по тому же плану исследование намагничения разных сортов стали и никеля; профессор Гельмгольц в разговоре со мною отзывался с большою похвалою о работе А. Г. Столетова и ссылался на нее, как на авторитет. И действительно, эта работа вполне заслуживала такого внимания: из нее мы в первый раз узнаем истинный ход намагничивания при изменяющихся в широких пределах намагничивающих силах; кроме того, по этой же работе мы учимся, как производить измерения в области электромагнетизма».

Современники Столетова успели увидеть, что. дали практике его теория намагничения железа и созданные им методы испытаний магнитных свойств этого металла № 1 электриков: после исследований Столетова электротехника быстро пошла вперед.

Выступая 14 ноября 1896 года на заседании, посвященном памяти Столетова, П. Н. Лебедев говорил, что на долю Столетова «выпало глубокое нравственное удовлетворение — его мысли с течением времени, изменяясь по форме, развивались все шире и шире, приобретая значение, о котором, может быть, он и не решался мечтать; так, его работы по намагничению нашли продолжение во всестороннем исследовании этих таинственных магнитных свойств для целей практики при построении динамо-машин».

Электрики были благодарны Столетову и за его труд по созданию международного языка электротехники — систем единиц для электрических измерений.

Современники имели возможность по достоинству оценить исследования Столетова по измерению коэффициента v — соотношения между электромагнитными и электростатическими единицами. Вот что сказал П. Н. Лебедев: «В его работе по определению критической скорости v сказывается стремление в точном измерении величины найти строгое экспериментальное доказательство указанной Максвеллом связи между электрическими и световыми явлениями».

С живым интересом ученые того времени встретили столетовские исследования фотоэффекта и электрических явлений в разряженных газах. Наиболее дальновидные из них разделяли мнение Столетова, считавшего эти вопросы очень важными.

Лебедев и Шиллер подробно цитируют высказывания Столетова, в которых он развивает свои взгляды на сущность фотоэффекта и говорит о том, что изучение фотоэлектрических явлений обещает помочь познанию процесса прохождения электричества через газы. Лебедев называет его мысли замечательными, а Шиллер говорит: «Эти слова Столетова будут со временем цитироваться как пророческие».

Продолжая свою речь, Лебедев сказал: «Открывая нам. этими последними словами причину той сложности, которая нас поражает при светящихся газовых разрядах, он указывает наиболее простой (с помощью гальванометра. — В. Б.) путь исследования их. В настоящее время, когда этот вопрос еще только начал разрабатываться, трудно предвидеть тот путь, по которому пойдут исследователи: но вряд ли кто из них оставит без внимания указанное замечание». Немного спустя Лебедев удовлетворенно добавил: «Его работы по актиноэлектричеству не были напрасными попытками: занимавшие его вопросы разрабатываются теперь с большей энергией, чем когда-либо». Все, что сказали о Столетове его современники, было правдой и было правильным. Но правда была неполной. Тщетно искать даже в самых сердечных и восторженных статьях о Столетове рядом с его именем эпитетов «великий», «гениальный». А он был и великим и гениальным — теперь-то мы знаем это.

Современников не стоит упрекать за то, что они не могут в полной мере оценить величия подвигов гения. Их положение трудное. Современники писателя, художника, композитора, ученого находятся в положении наблюдателя, установившего свой НП возле самой огневой позиции, — видят только начало траектории.

В какой точке на координатной оси времени растратит книга свою живую силу, превратится в архивный документ, уляжется на дальних полках книгохранилищ, куда посылают библиотекарей только самые дотошные историки литературы? А быть может, произойдет другое: столь велика была энергия заряда — так огромна энергия заключенных в произведении мыслей, чувств, образов, так верно была взята линия прицела, что траектория не перейдет в ниспадающую кривую — гениальная книга навсегда станет спутником человечества.

Точные, подтвержденные опытными данными ответы на эти вопросы могут дать лишь далекие потомки. На них-то, видимо, и уповает порой литературная критика, ведущая себя, коль скоро речь идет о современном писателе, как некрасовская Катя — «бережно торгуется, все боится передать», хотя траекторию некоторых книг не так уж трудно продолжить в будущее — экстраполировать, как говорят математики.

Труднее предугадать будущее научного открытия. Что оно даст? К чему приведет?

Произведения писателей, композиторов, художников можно любить или отвергать, понять или не понять. Разумеется, и здесь все не так просто. Каких только поправок в оценки не вносило время, но все же книга, симфония, картина — готовый продукт, законченное явление. У научного открытия же все в будущем.

Нередко ценность открытия может предстать лишь в свете других, еще не сделанных открытий. Признание зависит и от того, как скоро изобретателям удастся найти применение открытому закону природы.

Побег, который дал желудь, поначалу может показаться травинкой. Нужно время, чтобы разобраться. Время прошло, и теперь мы видим: Столетов, если можно так выразиться, сажал желуди, что бы он ни делал. Но в те времена, когда писались о нем некрологи, у его главного открытия, о котором — да, именно так — говорилось меньше всего, все было впереди.

Кто мог знать, что маленькая комната, где Столетов вместе с Усагиным ставил эксперименты, — это то место, через которое пролег в самом своем начале путь, приведший к одной из величайших революций в науке, что опыты Столетова приведут к громадному перевороту в науке и технике!

Правда, уже при жизни Столетова изучение электрических явлений в пустотных трубках привело к открытию рентгеновых лучей. Но открытие этих чудесных всепронизывающих лучей было только началом, только первой ласточкой весны новой физики. Дело продолжалось. «Жизнь идей ученого, — сказал Столетов в речи, посвященной памяти своего учителя Германа Гельмгольца, — длится и после его смерти». Идеям Столетова предстояло одержать еще много новых и новых побед.

В 1898 году метод исследования электрических явлений в разреженных газах с помощью гальванометра помогает Марии и Пьеру Кюри выследить содержащиеся в урановой руде какие-то неизвестные замечательные элементы.

Поднося к установке, сходной с установкой Столетова, куски урановой руды, исследователи обнаружили, что стрелка гальванометра начинает сильно отклоняться! В руде есть «что-то», делающее своим присутствием воздушный зазор между электродами проводником электричества! Метод Столетова помог открыть радий и полоний, исследовать явление радиоактивности.

В 1899 году изучение явлений в пустотных трубках привело к открытию электронов — элементарных частиц вещества» носителей отрицательного заряда. Переносящее заряд с одного электрода на другой, незримое «что-то», существование которого предугадал Столетов, — это электроны.

После открытия электронов стало возможным детальнее разобраться в механизме явлений, которые исследовал Столетов.

В установке Столетова луч света выбивал из металлической пластинки электроны — это внешний фотоэффект — электроны вылетают наружу. Образующееся возле катода облачко электронов попадало под действие притяжения сетки, заряженной положительно. Электроны устремлялись к сетке! А на смену убывающим из катода электронам по проволоке устремлялись другие электроны. Поток электронов перекидывает незримый мостик между положительным и отрицательным электродами. Образуется замкнутая цепь. В ней начинает идти ток, который и есть не что иное, как поток электронов.

Вот в чем состояла сущность явления, открытого Столетовым.

Совершенно ясно, почему ток не возникал, как установил Столетов, при освещении положительного электрода. Выбитые из пластинки электроны отталкивались отрицательным электродом. Своим действием этот электрод заставлял электроны вернуться в металл, из которого они вылетели.

Получил истолкование открытый Столетовым закон, устанавливающий зависимость между величиной фототока и степенью разреженности газа, находящегося между электродами. Летящие электроны сталкиваются с молекулами газа, при этих соударениях от молекул газа отщепляются новые электроны. Эти электроны также начинают принимать участие в полете электронного роя, в создании электрического тока. При некотором давлении, величину которого устанавливает закон Столетова, электроны разбивают наибольшее количество молекул, фотоэлектрический ток достигает максимума. Явление усиления фототока, открытое Столетовым, широко используется в современных фотоэлементах.

Стала ясной сущность основного закона фотоэффекта, также установленного Столетовым, закона прямой пропорциональности между интенсивностью света и силой фототока. Естественно, что чем сильнее свет, тем больше электронов выбьет он, падая на поверхность металла.

Нашло объяснение и обнаруженное Столетовым явление насыщения фотоэлектрического тока. По мере увеличения напряжения между электродами от катода к аноду переносится все больше и больше электронов. Ток с увеличением напряжения растет. Но он не может расти беспредельно. После того как все вылетевшие под действием света электроны включаются в движение, фототок не может возрасти даже и при увеличении напряжения между электродами. Наступает «насыщение» фототока. Ток теперь можно увеличить, лишь увеличив силу света, увеличив число выбиваемых электронов.

Объяснить все эти закономерности, найденные Столетовым, смогла и волновая теория света.

Но явление фотоэффекта, подробно изученное Столетовым, поставило перед физикой и целый ряд загадок, разрешить которые волновая теория оказалась не способна.

Ученые, стремясь досконально объяснить явление, поставили перед собой задачу подробно истолковать, каким образом свет выбивает электроны из металла. Электрон сам собой металла не оставит. Поверхностный слой металла представляет для него как бы барьер. Для того чтобы электрон мог этот барьер преодолеть, он должен обладать достаточной энергией. Падающий на металл свет увеличивает энергию электронов.

Казалось бы, все ясно. Свет приносит энергию. Но каким образом?

Волновая теория говорит: свет сообщает энергию электронам постепенно. Волна за волной набегает на освещаемую пластинку. Когда электроны накопят достаточно энергии, они станут покидать пластинку. Возникнет электрический ток.

Когда же он возникнет?

Расчеты, основанные на предположении, что свет имеет волновую природу, говорят, что даже очень сильный свет породит фототок лишь после того, как электрод освещался в продолжение нескольких часов. Но опыт показывает иное. Столетов установил, что фототок возникает мгновенно. Луч света действует, как выстрел. Тотчас же после удара светового луча в пластинку из нее вылетает рой электронов. Разительное несоответствие. Волновая теория бессильна его объяснить.

А вот еще несоответствие! Если верить волновой теории, то не должно быть никакой разницы между тем, какой длины волны падают на металл. Лишь бы свет был мощным, нес много энергии — тогда уж электронам не остаться внутри металла. А опыты показывают: можно освещать металл красным светом хоть из прожектора, ни одного электрона из металла не выбьешь — нет тока. Но если взять хотя бы коптилку, дающую голубой свет — свет с длиной волны короче, чем у красного, — сразу же пойдет ток, пусть хоть слабенький, но все же пойдет.

Существует как бы некий порог фотоэффекта. Ток возникает, как установил Столетов, лишь тогда, когда длина волны света достаточно коротка. Этот порог для разных веществ различен. Одни металлы отзываются рождением фотоэлектрического тока уже на зеленый свет, для других нужен свет более коротковолновый, скажем — синий. Некоторые металлы, как, например, цинк, которым чаще всего пользовался Столетов, выбрасывают свои электроны только под ударами ультрафиолетовых лучей.

С точки зрения волновой теории явление порога фотоэффекта совершенно необъяснимо. Сильный свет, вне зависимости от длины его волны, должен был бы и действовать сильнее. Ведь он несет большую энергию. Был бы свет, только и этого достаточно, чтобы вызвать фототок, утверждает теория. Но опыт говорит обратное.

И вот что еще установили опыты: чем короче длина волны света, тем с большей скоростью вылетают из металла электроны. Пусть свет этот слабый, ток тоже слаб — электронов вылетает очень мало, но зато уж каждый из этих электронов несется с огромной скоростью. Длинноволновый же свет, пусть и мощный, большой скорости электронам сообщить не может. Волновая же теория утверждает обратное: чем интенсивней свет, тем больше энергия выбитых электронов, тем большую скорость они приобретут.

Объяснить все опытные данные волновая теория света не смогла. Но вскоре нашелся выход, смелый и неожиданный.

Ученым пришлось отказаться от привычного представления о свете как только о волновом процессе. В некоторых случаях свет ведет себя как поток частиц — отдельных квантов света. Лучи разного цвета имеют кванты различной величины. Чем выше частота света, тем большую энергию имеют частицы, из которых он состоит.

Красный свет самый длинноволновый, низкочастотный в видимом спектре — это как бы залп из мелкой дроби — бекасинника; зеленый — с большей частотой — это уже залп картечи; голубой придется сравнить с пулями, а ультрафиолетовый — это уже снаряды.

Квантовая теория света легко и просто объясняет все особенности фотоэффекта. Падение света на электрод — это как бы обстрел металла быстро движущимися частицами света — фотонами. Сталкиваясь с электроном, фотон сообщает ему свой запас энергии и заставляет его вылетать из металла. Если фотоны мелкие, как, например, у красного света, и их энергия меньше той работы, которую нужно затратить электрону для преодоления поверхностного слоя, свет не сможет породить тока, хотя бы его интенсивность и была велика, фотонов падало на металл много. Крупный же фотон обязательно выбьет электрон, и с тем большей скоростью, чем крупнее он сам. Фотоны, составляющие тот или иной свет, одинаковы, как близнецы, и, следовательно, все электроны, выбитые _чими, должны иметь одинаковую, совершенно определенную для данного вида света скорость. Просто объясняется и основной закон фотоэффекта: больше интенсивность — значит, больше фотонов, а чем больше фотонов в световом залпе, тем больше вылетает электронов — ток пропорционален интенсивности освещения.

Квантовая теория завоевала себе право гражданства. Многие явления могут быть объяснены только с помощью этой теории.

Волновую теорию квантовая не отрицает. Каждая из этих теорий имеет свой круг вопросов, только ей подведомственных. Сейчас создается новая отрасль физики — волновая механика, воедино сливающая волновую и квантовую теории.

Явления, изучавшиеся Столетовым, способствовали пересмотру старых физических представлений, подготовили приход новой эры в физике.

Квантовая теория открыла в физике новую замечательную эпоху, завоевала себе широкий мир применения. Но свет обладает двойственной природой — и корпускулярной и волновой. Поэтому квантовая теория не упразднила волновую теорию, она сосуществует с нею. Целый ряд физических явлений может быть объяснен только с точки зрения волновой теории, в частности такие явления, как спектральное разложение света, преломление света, интерференция и т. д.

Но есть обширный круг явлений, куда волновая теория не вхожа, — это фотоэффект, это явление излучения энергии нагретыми телами и т. д.

Квантовая теория распространила свое влияние и на атомную физику. Она стала вместе с электронной теорией, также во многом обязанной своим рождением освоению наследия Столетова, тончайшим орудием в исследовании мира сверхмельчайшего, мира атомов, электронов, протонов, фотонов и т. д.

Новая физика, когда-то носившая отвлеченный, теоретический характер, за недолгий срок, на наших глазах воплотилась в технику.

Это неизбежный путь любой самой абстрактной теории, иначе и быть не может. Так называемая «чистая наука», «наука для науки» — это миф. Не было, нет и не может быть бесполезной науки. Бесполезна только лженаука, порой искусно маскирующаяся под науку, — бесплодная, пустопорожняя возня, прикидывающаяся научным исследованием.

Настоящее же знание — всегда для жизни, для людей. Какими бы поначалу ни казались далекими от практики научные открытия, они обязательно — рано или поздно — проложат себе дорогу к океану практических дел, подобно тому, как сильно забивший родник пробивает дорогу к морю, превратившись по пути в могучую реку.

Множество примеров тому дал XX век. Неэвклидова геометрия Лобачевского — уж что может быть отвлеченнее! — но и она нашла применение. Ее идеи лежат в фундаменте теории относительности. Эта теория, которая долгое время выглядела чистейшей абстракцией, ныне служит практике — ее формулы нужны конструкторам ядерных ускорителей и проектировщикам атомных реакторов.

А давление света?

Непревзойденными рекордными экспериментами Лебедева восхищались, но кто мог помыслить, что его исследования дадут что-то практике? А они дали. Опыты Лебедева показали, что свет обладает массой тем большей, чем свет ярче, чем больше его энергия. Удивительная связь между энергией и массой потом была выражена в знаменитой формуле Эйнштейна Е = mс² — ныне главной формуле атомной энергетики.

Давление света и само по себе существенное явление. Солнечные лучи, как ветер, отдувают хвост кометы.

Если свет очень ярок, то его давление заметная сила. Рассчитывая действие термоядерного взрыва, физики обязаны учитывать и давление света.

Совершенно в новом аспекте предстает явление, изученное Лебедевым, в свете изобретения последнего времени — квантовых генераторов, за создание которых членам-корреспондентам Академии наук СССР Н. Басову и А. Прохорову и американскому физику И. Таунсу присуждена Нобелевская премия 1964 года.

Луч лазера в миллион раз ярче, чем свет Солнца. Тонкий испепеляющий лучик лазера прожигает самые твердые материалы, проделывает в них тончайшие отверстия.

Мощные лазеры дают свет такой интенсивности, что, рассчитывая действия их лучей, надо принимать во внимание и силу светового давления.

В научной печати рассматривались проекты использовать лучи лазеров для «подправления» траектории искусственного спутника Земли: подталкивая его вверх лучами, не давать ему снижаться, удерживать спутник на стационарной орбите.

Разумеется, из того факта, что самое поначалу абстрактное знание будет рано или поздно помогать практике, отнюдь не следует, что ученый обязан все наперед знать о своем открытии.

Как вреден науке узкий до беспредельности практицизм с его ультимативным требованием дать сейчас же — «вынь да положь» — немедленный ответ: «А зачем нужно это открытие, что оно даст?»

Настроенный чрезвычайно практически лорд спрашивал Фарадея, зачем изучать какие-то курьезные электрические явления, тратить время на такие пустяки. Применяясь к образу мышления своего высокопоставленного собеседника, Фарадей ответил, что наступит время, когда электричество будут облагать налогами.

Реализация открытия наступит, обязательно наступит. Рано или поздно. Говоря о прошлых временах, чаще приходится употреблять второе из этих наречий.

Наступление армии, как известно, начинается с разведки. Есть свои разведчики и у великой армии труда, покоряющей природу, — люди, первыми вторгающиеся в незнаемое, непознанное, неразгаданное: ученые, изобретатели, новаторы.

Разведчики всегда, во все времена вырывались вперед. Но как медленно когда-то шло к ним подкрепление!

Две с половиной тысячи лет отделяют дни, когда натертый янтарь в руках Фалеса Милетского заставил взлететь пушинку, от времени, когда электричество стало делать настоящую работу. Почти две тысячи раз успела обежать Земля вокруг Солнца, пока человечество от первой вертушки Герона Александрийского пришло к первой паровой турбине. Долог был путь от открытия до изобретения, и медленно входили изобретения в жизнь, неторопливо расселялись по планете. Уж где-то запыхтел паровичок, но долго еще люди продолжали передвигаться в дилижансах, омнибусах, телегах. Засиял в лаборатории трепещущий волосок электрической лампы, но в домах еще с полвека чадили лучины, мерцали свечи, горели керосиновые лампы.

Как же волшебно сократилось в наши дни время от научного открытия до реализации основанного на нем изобретения! Как стремительно врывается главная сила — производство — в проделанный наукой проход!

Давно ли стало известно, что ядра атомов урана можно разрушить, обстреливая их нейтронами?.. Подождите! Давно ли мы вообще узнали, что у атома есть ядро? А уже в 1954 году подмосковные колхозы были поставлены в снабжении электрической энергией на атомное довольствие и в доилках заработал ток первой в мире атомной электростанции.

Сокращение расстояния от открытий до изобретений сильно убыстрилось уже во второй половине XIX века.

Первый в мире фотоэлемент Столетова очень скоро стал родоначальником целого семейства «электрических глаз».

Всего лишь через 17 лет после опытов Столетова изучение электрических явлений в разреженных газах привело к изобретению электронной лампы — младшей сестры фотоэлемента. Вакуумная установка Столетова явилась прообразом этого замечательного прибора. Ведь и в этой лампе трудятся электроны, летящие через пустоту. Но только здесь они покидают металл электрода не под действием света, а под действием высокой температуры.

Инженеры находили все новую и новую работу фотоэлементам — видящим приборам — и электронной лампе, ставшей мастером на все руки. Электронные лампы могут превращать переменный ток в постоянный, усиливать в сотни тысяч раз слабые токи, генерировать радиоволны. Электронная лампа удесятерила могущество великого русского изобретения — радио, открыла в радиотехнике новую главу. Она стала сердцевиной и радиопередатчиков и радиоприемников. С приходом этой лампы в радиовещание сразу же неслыханно возросла деятельность радиопередач. Эта лампа сделала возможным передачу по радио не только сухого треска точек и тире телеграфной азбуки, но и человеческого голоса и музыки.

Эфир, в котором когда-то вели радиопередачи только молнии и далекие солнца и галактики, сейчас перенаселен радиоволнами.

Ученые и изобретатели быстро шли по пути, который начал Столетов. Уже вскоре после смерти ученого ход науки показал еще очевиднее величие его дел.

Но царская Россия не изменила своего отношения к Столетову — заговор молчания вокруг его имени продолжался. Больше того, попытки увековечить его память по-прежнему встречали прямое противодействие. В 1910 году гласный городской думы г. Владимира А. И. Сергеев предлагал назвать одну из улиц именем Столетова — предложение не встретило одобрения.

Тщетно искать имя Столетова в дореволюционных школьных и университетских учебниках. Рассказывая с восторгом о завоеваниях техники, родословные которых восходили к исследованиям Столетова, журналисты обходились без упоминания его имени.

Напрасно было искать собрание сочинений Столетова — труды ученого были изданы только после того, как революция смела самодержавие.

Только после революции имя ученого стало известным всему нашему народу и всему человечеству.

Когда-то, говоря о будущем идей Гельмгольца, Столетов сказал: «Семя, упавшее на добрую почву, взойдет и принесет плоды сторицею».

Хороший образ, точное сравнение.

Аллегория особенно удачна, поскольку Столетов говорил о научных открытиях, — она перекликается с образом генеалогического древа, которым часто пользуются популяризаторы.

В научно-популярных книгах можно встретить рисунки древа химии, древа оптики, древа угля и нефти. Образ генеалогического древа используют, чтобы показать науку и технику в их развитии. Ветви и листья древа символизируют научные дисциплины, открытия и изобретения.

Быстро поднялись и разветвились древа, выросшие из явлений, которые исследовал Столетов. Фотоэффект и прохождение электричества через разреженные газы входят в корневую систему древа радиоэлектроники. Фотоэлектроника очень быстро набрала силы.

Она была совсем молодой наукой: сорок лет всего прошло после опытов Столетова, когда устроители чикагской выставки «Век прогресса», желая с самого начала выставки продемонстрировать, какие чудеса может совершать наука и техника нашего века, поручили ей открыть выставку.

К окулярам четырех телескопов четырех обсерваторий приладили фотоэлементы. Эти телескопы нацелили в одну и ту же точку небосвода, через которую в 21 час 30 минут — время, назначенное для открытия выставки, — должна была проследовать звезда Арктур. Эта звезда была избрана неспроста. Свет ее идет до Земли ровно 40 лет. Лучи света, которым предстояло дать сигнал к открытию выставки, отправились в путь в 1893 году — в год, когда в Чикаго работала международная выставка. Столетов должен был быть на ней, но нездоровье, вызванное беспрерывной травлей, расстроило его планы, не дало возможности поехать в Чикаго.

Подстерегать Арктур поручили сразу четырем расположенным в разных штатах обсерваториям для того, чтобы облачная погода не могла испортить затею.

К девяти часам вечера перед входом на выставку собрались толпы народа. Территория выставки была окутана темнотой. Медленно шли минуты ожидания, медленно вращалось звездное небо. Плавно и неуклонно двигался Арктур к точке, на которой скрестились взгляды четырех телескопов. 21 час 30 минут! Мерцающий, слабый свет Арктура соскользнул в длинные колодцы телескопов — и тотчас на выставке вспыхнули тысячи электрических ламп, мощные электромоторы распахнули тяжелые ворота и десятки громкоговорителей запели национальный гимн.

Ни одна человеческая рука не прикоснулась к рубильникам. Фотоэлементы, «увидев» Арктур, послали электрические сигналы на выставку, и, повинуясь им, многочисленные реле включили освещение, электромоторы, громкоговорители.

Столетовская теория намагничения железа и его метод исследования магнитных свойств этого главного металла электротехники лежат в основании генеалогического древа магнетизма.

Чтобы видеть, что выросло из столетовского наследия, далеко ходить не нужно. С электронными приборами и с приборами, в которых есть магнитные материалы, приходится сталкиваться на каждом шагу.

Для демонстрации значения изобретения или силы природы у популяризаторов есть классический прием, который можно назвать «эффектом отсутствия». Идея этого приема восходит к пословице, заканчивающейся словами «потерявши — плачем».

Давайте применим этот проверенный прием. Вообразим, что у древа электроники отсечена одна ветвь — фотоэлектроника, что все до единого фотоэлементы каким-то чудом испортились, перестали работать.

Что же произойдет?

А произойдет очень много неприятностей. Все телевизоры, например, внезапно станут радиоприемниками, современное волшебное зеркальце — экран телевизора сразу станет незрячим.

В телевизоре фотоэлемента нет, он «видит» только то, что «видит» телевизионная камера, а главная часть камеры — иконоскоп — трубка, дно которой покрыто слоем, представляющим собой мозаики из крошечных фотоэлементов. Если всю телевизионную камеру назвать электрическим глазом, то тогда этот слой, устилающий дно иконоскопа, придется назвать электрической сетчаткой. Нам, соотечественникам Столетова, особенно радостно, что решающее слово в создании телевидения принадлежит русским изобретателям. В 1907 году русский инженер Б. Л. Розинг сконструировал первый катодный телевизор — родоначальник телевизионной аппаратуры. Современное высококачественное телевидение основано на использовании передающих трубок с экраном, представляющим собой мозаику из множества миниатюрных фотоэлементов. Первую такую трубку построил в 1931 году советский изобретатель С. И. Катаев.

Кино… Напрасно кинозрители будут кричать: «Механик, звук!» Кино снова станет «великим немым», каким оно было лет сорок тому назад. Ведь это фотоэлемент «читает» звуки, записанные в виде зубчатой черной дорожки вдоль края киноленты.

Переполох произойдет на станции фототелеграфа. Приемные фототелеграфные аппараты вместо копий чертежей, фотографий, документов будут выдавать равномерно засвеченные серые листки бумаги. Фотоэлемент — главная деталь и фототелеграфных устройств.

Произойдут неприятности и покрупнее: запорют продукцию блюминги-автоматы, нарушится работа сортировочных устройств, начнут капризничать плавильные печи, многие из автоматических станков начнут выдавать брак — ведь есть станки, режущими инструментами в которых управляет фотоэлемент, сам «читающий» чертеж.

Фотоэлементы — глаза читающих кибернетических машин, умеющих распознавать образы, буквы, слова.

Выход из строя фотоэлементов огорчит фотографов и кинооператоров. Без фотоэкспонометра не дашь правильной выдержки, не установишь такую диафрагму, как нужно. Фотоэлементы сейчас даже встраивают в фотоаппараты и кинокамеры — автоматически, в зависимости от изменения освещения, они уменьшают или увеличивают их диафрагму.

В трудном положении окажутся космические станции. Солнечные батареи, которые под действием света солнца вырабатывают ток, питающий аппаратуру этих станций, — ведь это тоже фотоэлементы.

Вот что такое фотоэффект, который когда-то можно было посчитать забавным, курьезным —.явлением.

Мы отсекли только одну ветвь древа радиоэлектроники, а что, если подрубить весь ствол, изъять из обращения все электронные приборы?

Такой эксперимент страшно проделывать даже в воображении: последствия будут поистине катастрофическими. Изъять из современного мира электронную лампу — это значит устроить всеобщую разруху!

Перечислить, где работает электронная лампа, дело утомительное. Для этого потребовалось бы заполнить толстенные тома. Не проще ли поискать, где электронная лампа не применяется? Проще. Но дать кому-либо поручение заняться такими поисками можно только в порядке издевательства — неблагодарная работа.

Надо сразу же исключить из рассмотрения все области, где работают какие-либо автоматические и телемеханические устройства. Заводы, фабрики, электростанции, насосные станции… Основа автоматики и телемеханики — электронные приборы. Нечего рассматривать и такие области, где главное радиоволны: радио, телевидение, радиолокация. Это ясно. Все это радиоэлектроника. Внезапное исчезновение электронных приборов нарушило бы работу всей промышленности, всего народного хозяйства.

Но, может быть, все же найдется на земле место, где бы исчезновение электрических приборов прошло незамеченным? Разве какая-нибудь хижина в тропическом лесу, обитатели которой еще не переступили порог каменного века…

В мире техники такого места не найти.

В самом деле. Может быть, деревообделочникам не нужны электронные приборы? Оказывается, нужны: радиоволны сушат древесину. Если поместить древесину между пластинами, подключенными к генератору высокочастотных радиоволн, то во всей толще древесины начнет выделяться тепло. Дерево, на сушку которого раньше требовались бы годы, высыхает за несколько часов и при этом не коробится, не растрескивается — ведь нагрев равномерно действует по всей толще древесины. Замечательно еще то, что обработанное высокочастотными радиоволнами дерево становится негигроскопичным, водостойким.

Может быть, земляные работы не нуждаются в электронике? Снова неудача. Токами высокой частоты размораживают грунт.

Может быть, музыке ни к чему электроника? Сказав это, мы сразу спохватываемся: а электрограммофон? Это же электронный прибор! А есть и такие устройства, где электроника сама производит музыку. Созданы замечательные электронные музыкальные инструменты. Один такой инструмент может заменить целый оркестр.

Сделаем еще попытку — телефон! Проводная система. Значит, можно без электроники, на чистой электротехнике? Не тут-то было! На линии проводной системы есть электронные приборы, усилители. Они подхватывают проходящие по проводам слабенькие сигналы, усиливают их и посылают дальше по эстафете.

Все шире и шире растет электроника, все новые и новые завоевания совершает она. Исследователи создают все новые и новые электронные приборы — приборы, в которых трудятся мириады летящих ионов.

Электронные микроскопы заглядывают в мир сверхмельчайшего. Электронный микроскоп позволил открыть мельчайшие возбудители болезней — ультра-вирусы. В этот микроскоп видны даже скопления, состоящие всего лишь из нескольких молекул.

Люминесцентные лампы, экономичные и долговечные, дают свет, подобный по своему составу дневному свету.

Одна из самых молодых отраслей современной техники — кибернетика тоже зиждется на электронике.

Кибернетические машины, умеющие вычислять, делать переводы с одного языка на другой, играть в шахматы, чуть ли не писать стихи и сочинять музыку, эти машины, появление которых так переполошило некоторых литераторов, почти целиком состоят из электронных приборов.

Электронные приборы всюду. Они работают и в недрах земли и участвуют в космических делах. Радиотелескопы, ловя радиопередачу вселенной, открывают новые звезды и галактики. Ученым удалось до* браться радиоволнами до Луны, Венеры и Марса и, поймав радиоэхо, с невиданной точностью измерить расстояние до этих небесных тел. Вернувшиеся из космических путешествий радиоволны рассказывают ученым много интересного о строении поверхности небесных тел, об окружающей их газовой оболочке.

Связи электроники и космоса все крепнут. Элек-* тронные приборы выводят на орбиты космические корабли, следят за здоровьем космонавтов, ведут из космоса телепередачи.

Катастрофичным было бы и исчезновение ферромагнитных веществ, где их только нет.

А магнитные материалы? С тех пор как Столетов создал метод исследования этих материалов, он все время в ходу. Если бы железо и родственные ему материалы потеряли бы способность намагничиваться, сразу бы погасли все лампы, остановились трамваи, троллейбусы, поезда метрополитена, все станки! Всю технику разбил бы паралич, ведь не стало бы электроэнергии. Напрасно турбины электростанций вращали бы роторы электрических генераторов. Если железные сердечники генераторов потеряют способность намагничиваться, в обмотках не появится электрического тока. Роторы будут вращаться вхолостую, генераторы перестанут вырабатывать электроток. Выбыли бы из строя, нужно добавить, и машины с двигателями внутреннего сгорания — автомобили, тракторы, самолеты. Ведь отказало бы зажигание, перестали бы давать «искру» магнето и бобины — в них железные сердечники.

Исчезновение ферромагнитных материалов нанесет удар не только по старым отраслям техники, — где теперь только нет магнитов! К старым профессиям магнитных материалов прибавилось много новых. Поет ли миниатюрный транзистор, приколотый к лацкану пиджака, или звучит стереорадиола с ее двумя тумбами-динамиками — в приемниках магнит. Магнитная антенна ловит радиоволны.

На заводах крутятся столы. Фреза снимает стружку. Деталь накрепко приросла к столу — ее удерживает магнит. Магнитные материалы всюду, начиная от тридцатишеститысячетонного сердечника дубненского синхрофазотрона — самого большого физического прибора — и кончая мельчайшими, видимыми лишь под микроскопом, магнитными крупинками в слое, покрывающем ленту магнитофона. Изъятием ферромагнетизма будет «нокаутирована» и кибернетика. Кибернетические машины сразу же станут безнадежными «тупицами». Электронные математики, которые только что могли мгновенно решать сложнейшие математические уравнения, встанут в тупик перед элементарным вопросом: сколько будет дважды два? Машины-переводчики станут выдавать вместо текста бессмысленный набор букв и знаков препинания.

Дело в том, что у кибернетических машин, если так можно выразиться, отшибло бы память, ведь па-мять-то у них магнитная. Колечки, сделанные из ферромагнитных материалов — ферритов, — запоминают программу (долговременная память); магнитная лента, подобная магнитофонной, запоминает промежуточные данные, полученные в процессе работы машины (кратковременная память).

Если уж быть до конца пунктуальным, то нельзя не сказать, что уже появились кибернетические машины, которые уцелели бы при изъятии электроники и ферромагнитных материалов. Эти машины основаны на пневмонике. По артериям этих машин циркулируй ет не электроток» как в электронных машинах, а воздушные струйки, машины работают без тока, там ферриты не нужны. Но эти машины, конечно, исключение, они делают только самые первые шаги, их немного. Взрослая же, зрелая кибернетика вся зиждется на электронике и электротехнике.

Разумеется, о достижениях техники можно рассуждать по-другому. Кто-нибудь может сказать: «Достижения техники громадны. Отлично! Но не нужно преувеличивать. Ведь было же время, когда не было никакой электроники и радиотехники, и ничего, жили себе люди. Ничего не случилось, человечество не погибло».

Все это святая истина. Список вещей, без которых человечество жило, не погибая, можно продолжить. Жили без электричества, без паровых машин, без вообще каких бы то ни было машин. Жили без газет и книг.

Все это правда. Но самая большая правда заключается в том, что мы, люди XX века, той жизнью, которой жили наши далекие предки, жить не хотим и даже уже не можем. Современному человечеству совершенно необходимо все то, что дает ему наука и техника. Нам невозможно обойтись и без того, что выросло из наследия Столетова.

По-новому, в еще более ярком свете предстают перед нами не только те дела, которые он совершил за лабораторным столом. Мы видим, какие богатые всходы дали и другие семена, посеянные им.

Столетов — Родина никогда не забудет этого — заложил основы русской физики. Эстафету из рук Столетова принял Лебедев. Лебедевская школа, явившаяся продолжением столетовской, подготовила кадры ученых, которые стали первыми советскими учеными. Преемственность от наших дней идет далеко вглубь, туда, к нескольким маленьким комнаткам первой в России учебно-исследовательской лаборатории Столетова.

Много блистательных побед на счету советских физиков. Советская наука, унаследовавшая все лучшее от передовой дореволюционной науки, обогащает и развивает это наследство.

В нашей стране сбылись и заветные мечты Столетова о дворцах науки, в которых все приспособлено для штурма тайн природы, о широком размахе научно-исследовательской работы, о тесной связи между учеными и практиками, о повсеместном распространении знаний.

Мы не забудем Столетова и как борца за честь передовой русской науки и как замечательного философа-материалиста, отстаивавшего материалистическое мировоззрение в глухую ночь самодержавия.

Имя Столетова многократно увековечено в нашей стране. Его именем названа улица во Владимире. Есть столетовская улица и в Москве, есть столетовские стипендии. Перед входом в здание физического факультета Московского университета стоят два памятника — бронзовые Столетов и Лебедев.

В Московском университете и сейчас многое живо напоминает о Столетове. В нем работают и учат ученики людей, воспитанных Столетовым. Как реликвии, в физическом кабинете сохраняются приборы, сделанные для Столетова его верным другом и помощником Иваном Филипповичем Усагиным. На лекциях в университете выходит показывать опыты Сергей Иванович Усагин, сын И. Ф. Усагина, умершего в 1919 году. Товарищ Столетова умер членом Коммунистической партии.

Вероятно, когда-нибудь люди будут садиться в кабину межпланетного лайнера так же привычно, как сейчас мы входим в купе железнодорожного вагона. Люди быстро привыкают к новому — это извечное свойство человеческой натуры. Мы привычно живем среди вещей, появление которых порой совсем недавно показалось бы чудом. Давно ли полет аэроплана был волшебным зрелищем, сейчас же самолет стал для нас просто средством передвижения.

Привычным оснащением рядовой поликлиники стали аппараты, пронизывающие живые ткани целебными атомными лучами. Нам кажется вполне естественным, что электронные машины подсчитывают доходы колхозов и водят поезда, а поразительные по ничтожной своей концентрации растворы простых органических кислот — гербициды, — развеянные с самолета, как трудолюбивые полольщики, выбирают и уничтожают на полях сорняки.

Однако изобретателям не стоит огорчаться по поводу недолговечности человеческого удивления, которое есть не что иное, как проявление прекрасного, неукротимого стремления человека творить, открывать, искать новое, того самого стремления, которое ведет вперед и самих изобретателей. К тому же проходит удивление только перед вещью, а не перед подвигом ума, создавшего ее. Кратковременность человеческого удивления не имеет ничего общего с забывчивостью и неблагодарностью. У человечества крепка память на все хорошее, на все, что когда-то было сделано на благо людям.

Рокот самых мощных радиорупоров никогда не заглушит раздавшуюся когда-то в аудитории Петербургского университета трель звоночка грозоотметчика Попова, возвестившую о рождении радио. Волны, разбегающиеся от быстроходных турбовинтовых гигантов, никогда не смоют пенный след, оставленный первым пароходиком. Больше того, человеческое преклонение перед подвигом первооткрывателей не остается постоянным, оно всегда растет. Здесь действует закон, обратный закону перспективы. Истинная величина гения определяется тем вернее, чем с большего расстояния мы на него смотрим.

Видеть желудь и выросший из него дуб — это не одно и то же. Рассматривая фотоэлемент, мы, люди середины XX века, смотрим на него другими глазами, чем современники изобретателя. Нам-то ведь ведомо, что выросло из этого прибора. Сила нашего преклонения перед подвигом Столетова несравнимо больше. Но и наше восхищение будет превзойдено потомками — они увидят такие завоевания радиоэлектроники и магнетизма, которые мы даже не можем представить.

В воинских подразделениях на поверках называют имена погибших героев, навечно внесенных в списки части. В состав человечества навечно внесены и имена героев науки. Человечество — это не только те люди, которые сейчас населяют землю, — в его состав входят и те, чьи дела продолжают жить. Слыша высокое имя «Александр Столетов», мы, люди XX века, отвечаем: здесь! Дела его бессмертны.