Юрий Конобеев - Физики продолжают шутить
Физическая нумерология
И. Дж. Гуд
Нумерология описывает деятельность по отысканию простых численных выражений для фундаментальных физических констант. В истории науки известно несколько примеров, когда нумерология опережала теорию.
1. В 1857 году Кирхгоф заметил совпадение между значением скорости света и величиной отношения электрических единиц измерения. В 1858 году Риман представил статью в Гёттингенскую академию, в которой высказывал предположение о конечности скорости распространения взаимодействия и пришёл к заключению, что она должна равняться отношению единиц, т. е. скорости света.
2. В 1885 году Бальмер дал формулу для частот спектральных линий водорода. В 1913 году она была объяснена Бором и в 1926 году с большей точностью — Дираком и Паули на основе квантовой теории. Осталось лишь объяснить саму квантовую теорию.
3. В 1747 году Дж. Боде предложил простую формулу, которая хорошо описывала расстояние от Солнца до всех шести известных к тому времени планет. Открытый позднее Уран и астероиды также описывались этим выражением, за исключением Нептуна и Плутона. Общепринятого объяснения этому факту до сих пор нет.
Большое число примеров из области физической нумерологии относится к попыткам связать между собой массы «элементарных» частиц. Вот один из многочисленных примеров рассуждений такого рода. Массы элементарных частиц должны быть собственными значениями простых операторов или корнями простых функций. Если αn — куб n-го положительного корня функции Бесселя In, то
αn = In + n,
что с пятью знаками совпадает с массами нейтрона и гиперона по отношению к электронной массе.[16]
────────────— Нам удалось сделать грандиозное открытие, которое имеет жизненное значение для всего проекта, — эта штука не работает!
Земля как управляемый космический корабль
Речь на банкете, состоявшемся после конференции по физике плазмы, организованной Американским физическим обществом в ноябре 1961 года в Колорадо-Спрингс
Д. Фроман[17]
Поскольку я не очень хорошо разбираюсь в физике плазмы и термоядерном синтезе, я буду говорить не о самих этих явлениях, а об одном их практическом применении в ближайшем будущем.
Представим себе, что нам удалось изобрести космический корабль, который движется за счёт того, что выбрасывает продукты реакций D-D и D-Т. На таком корабле можно стартовать в космос, поймать там несколько астероидов и отбуксировать их на Землю. (Идея, правда, не нова.) Если не очень перегружать ракету, то можно было бы доставить на Землю 1000 тонн астероидов, затратив всего около тонны дейтерия. Я, честно говоря, не знаю, из какого вещества состоят астероиды. Однако вполне может оказаться, что наполовину они состоят из никеля. Известно, что 1 фунт никеля стоит 50 центов, а 1 фунт дейтерия — около 100 долларов. Таким образом, за 1 миллион долларов мы могли бы купить 5 тонн дейтерия и, израсходовав их, доставить на Землю 2500 тонн никеля стоимостью в 2,5 миллиона долларов. Неплохо, правда?
Я уже было подумывал, а не организовать ли мне Американскую Компанию по Добыче и Доставке Астероидов (АКДДА)? Оборудование этой компании будет исключительно простым. При достаточной субсидии со стороны дяди Сэма можно было бы основать весьма доходное дело. Если кто-либо из присутствующих с крупным счётом в банке пожелает войти в число учредителей, пусть подойдёт ко мне после банкета.
А теперь давайте заглянем в более отдалённое будущее. Лично я вообще не могу понять, почему астронавты мечтают попасть в межзвёздное пространство. В ракете ведь будет страшная теснота. Да и в питании им придётся себя сильно урезать. Но это ещё полбеды. Главная неприятность — что астронавт в ракете будет находиться в том же положении, что и человек, помещённый против пучка быстрых протонов, выходящего из мощного ускорителя (посмотрите рисунок). Очень мне жаль бедного астронавта; о его печальной участи я даже сочинил балладу[18]:
Баллада об астронавте
От бета-инвертора
И гамма-конвертора
Осталась обшивка одна.
А ионная пушка,
Как пустая хлопушка,
Торчит, ни на что не годна.
Все распались мезоны,
Все распались нейтроны,
Излучился весь видимый свет.
По закону Кулона
Разбежались протоны,
На лептоны ж надежды нет.
Повреждённый реактор
Тарахтит, словно трактор,
В биокамере — гниль и прель.
Вот сопло уж забилось,
Да и дно прохудилось,
И вакуум хлещет в щель…
Он летел к Ориону,
Но поток гравитонов
Пересёк неожиданно путь.
Отклонившись от курса
И спустив все ресурсы,
Он сумел и от них ускользнуть.
Сделав крюк здоровенный,
Облетел пол-Вселенной
И теперь на пустом корабле
По последней прямой
Возвращался домой,
Приближаясь к планете Земле.
Но борясь с тяготеньем
Сверх-сверх-сверхускореньем,
Он замедлил стрелки часов.
И стрелки застыли,
На Земле ж проходили
Тысячи тысяч веков.
Вот родные планеты…
Боже! Солнце ли это? —
Тёмно-красный, чуть тёплый шар…
Над Землёю дымится,
Над Землёю клубится
Водородный, холодный пар.
Что же это такое?
Где же племя людское? —
В неизвестных, далёких мирах.
Вырастают их дети
Уж на новой планете,
А Земля вся в космических льдах.
Чертыхаясь и плача
От такой неудачи,
Астронавт повернул рычаг.
И раздалось Б,
И раздалось А,
И раздалось Х —
Б А Х!
Но мне жаль и тех, кто останется на Земле. Ведь наше Солнце не вечно. Оно когда-нибудь пожухнет, погрузив всё окружающее в космический мрак и холод. Как мне рассказывал Фред (Фред Хойл то есть)[19], через пару миллиардов лет на Земле будет так холодно, что не то что о комфорте, о самой жизни на этой планете не может быть и речи. А следовательно, имеет явный смысл куда-нибудь податься. Мне кажется, что для большинства из нас самым удобным космическим кораблём всё же была бы сама Земля. Поэтому если нам не нравится, что наше светило постепенно гаснет, и вообще если всё в Солнечной системе нам надоело, зачем здесь оставаться? Давайте полетим куда-нибудь прямо на нашей Земле. При этом все трудности, связанные с космическим полётом, отпадут сами собой. Ведь проблемы защиты от радиации не существует, на Земле есть атмосфера, да и скорость движения будет невелика. Безопасность и приятность такого путешествия очевидны (посмотрите этот рисунок). Однако хватит ли нам энергии?
Прежде всего понадобятся тепло и свет: ведь в течение долгого времени мы будем удалены от Солнца или какой-либо другой звезды. Дейтерий, содержащийся в океанской воде, может дать нам 1038 эрг, следовательно, если использовать его только для отопления и освещения, то этого хватит на три миллиона лет — срок вполне достаточный. Правда, здесь имеется небольшая загвоздка. При нашей скорости мы будем потреблять 3·1010 фунтов дейтерия в год, а стоимость его 100 долларов за фунт, следовательно, потребляемый дейтерий в 100 раз превысит годовой бюджет современных воздушных сил. Но, быть может, удастся получать дейтерий по оптовым ценам?
Однако нам понадобится ещё энергия для того, чтобы оторваться от Солнца. Расчёт показывает, что на это пойдёт 2,4·1040 эрг, то есть гораздо больше, чем может дать весь океанский дейтерий. Поэтому необходимо будет изыскать другие источники энергии. Я полагаю, что для решения этой проблемы нам придётся обратиться к синтезу альфа-частицы из четырех протонов. При использовании этой реакции все протоны мирового океана дадут нам энергию 1042 эрг, то есть в сорок раз больше того, что нужно, чтобы оторваться от Солнца.
В качестве рабочего тела можно использовать песок. Выбрасывая 1000 молекул SiO2 на каждую синтезированную альфа-частицу, мы для отрыва от Солнца должны будем истратить всего 4% массы Земли. Мне кажется, что мы можем себе это позволить. Тем более что для такой цели не жалко будет израсходовать Луну: ведь вдали от Солнца от неё всё равно нет никакого проку. Покинув Солнечную систему и скитаясь в космическом пространстве, мы, вероятно, сможем время от времени ещё пополнять наши запасы массы и энергии, заправляясь на лету за счёт встречающихся по дороге планет. На пути осуществления этих планов пока стоит одно принципиальное препятствие: мы не умеем осуществлять цепную реакцию 4 р → Не4. Теперь вы видите, какая это важная проблема. Нам нужно удвоить свои усилия для её решения. Время не терпит: Земля провела у Солнца уже две трети отпущенного ей срока.
