Техника - молодёжи 1957-11, страница 14

ФИЗИКА И ТЕХНИКА

Академик А. Ф. ИОФФЕ

Рис. Б. ДАШКОВА

Техника сегодняшнего дня выросла в физических лабора-■ ториях, а сейчас там подготовляется техника будущего.

Электромагнитная индукция, открытая Фарадеем в 20-х годах прошлого столетия, привела через 50 лет к электромагнитным машинам, ставшим, в свою очередь, основой получения и использования электроэнергии.

Электромагнитные волны, открытые Герцем в 1888 году, через 7 лет вызвали создание грозоотметчика Попова и вслед за тем бурно растущую радиотехнику.

На наших глазах физика атомного ядра за несколько лет выросла в ядерную энергетику и привела к широкому применению изотопов.

Наряду с революционными скачками имеет место и постепенное улучшение техники производства, усовершенствование конструкций, улучшение технологии, рационализация методов производства.

Здесь роль физики менее очевидна, хотя и не менее значительна. Тщательные физические измерения, приводящие к математически формулированным законам, дают основания для различных технологических и конструкторских расчетов.

Физические измерительные приборы осуществляют контроль производства. Получая от физики все более совершенные приборы и материалы, разрешая поставленные ею задачи, совершенствуется техника.

Если верно, что прогресс техники в большой степени обусловлен развитием физики, то столь же верно, что успехи физики определяются ростом техники. Эта взаимосвязь ведет к ускоренному росту как техники, так и физики. Все короче становится разрыв во времени между новыми возможностями и их использованием.

Поразительно быстро мы привыкаем к новым условиям жизни. Фантазии мечтателей на наших глазах становятся реальностью, и сразу же мы перестаем им удивляться. В детстве мы с увлечением читали романы Жюля Верна, сказки о ковре-самолете, о кристалле, в котором видно то, что происходит за тысячи верст, а подросли и увидели все это в жизни.

Кто бы мог поверить или даже подумать, что человек может обогнать Солнце в его видимом движении вокруг Земли, что он может облететь Землю скорее, чем она вращается вокруг своей оси? А между тем мы и не заметили, как это -^^^r-^говершилось. Если вылететь на самолете ТУ-Ю4 или ТУ-110 ^fV¹ ^из Ленинграда на запад, то на пролет вокруг земного шара потребуется всего 20 часов, тогда как полный оборот Земли совершается за 24 часа. Вылетев в 12 часов дня, самолет прилетел бы (если полет совершился бы без остановки) в 8 ча-/сов следующего утра, а Солнце заняло бы прежнее положение только к 12 часам дня. На своем пути самолет обгоняет лице. Военные самолеты летят еще значительно быстрее — корее звука.

овеем еще недавно (желая описать предельно быстрое движение) мы говорили: «со скоростью ветра», а ведь это в десять раз медленнее, чем скорость реактивного самолета. Говорили: «летит как птица», но никакой птице не догнать человека с его техникой.

Кто бы раньше поверил, что сигнал, подаваемый в Европе, будет услышан в Америке, что можно разговаривать на расстоянии многих тысяч километров? А ведь это повседневный \/ jHiKT разговор Москвы с Пекином — обычная вещь,-

сочетании с полупроводниками радиосвязь приобретает новые, еще более поразительные формы: и отправительная и приемная радиостанции могут быть сделаны настолько портативными, что каждый человек сможет беседовать с каждым другим, где бы тот ни находился.

С помощью радиолокации мы следим за самолетами и на расстоянии в сотни километров автоматически управляем авиацией. А прием радиоизлучений от отдаленных миров, отражение их от Луны и другие чудеса радиоастрономии? Кто бы раньше поверил, что можно видеть отдельные атомы, что можно наблюдать следы отдельных электронов и других элементарных частиц, которые раскрыла ядерная физика? А ведь это тоже повседневный факт!

Открытие рентгеновых лучей в свое время вызвало сенсацию. Оказалось, что можно видеть сквозь непрозрачные предметы. А кого сейчас удивляет, когда, находясь в комнате, мы видим то, что происходит где-то перед телеобъективом. Издавна существовал фантастический образ «робота», вы-

f-

полняюшего самые сложные рабочие операции. Все то, о чем мы мечтали, легко выполняют устройства с электронными или полупроводящими элементами. Их возможности выходят далеко за пределы фантазий прошлого.

Электронный автомат может переводить с иностранного языка, может в несколько секунд разрешить задачу, требующую упорного труда десятков вычислителей на протяжении года. Он производит любые операции и движения, отвечает на самые слабые сигналы.

Когда я вступал в жизнь, не было ни радио, ни кино, ни тем более телевизора, не было автомобилей и самолетов, не было электросварки, твердых и легких сплавов и, конечно, полупроводников. Все это появилось на протяжении одной человеческой жизни. Наивно было бы думать, что лавина технического прогресса застопорится в наши дни. Наоборот, наша техника создает все условия для еще более быстрого ее роста в будущем.

Чего же можно ждать? Не будем заглядывать далеко вперед, многого мы, конечно, не угадаем — не хватит фантазии. Но для близкого будущего прогноз возможен. Его корни в физических лабораториях, Главные его орудия — атомное ядро, радио, электроника и полупроводники.

Начнем с основы современной техники — с энергетики. Рост ядерной энергии в технике ближайшего будущего общеизвестен. Предвозвестником ее является первая атомная электростанция СССР на 5 000 квт. В шестой пятилетке предусмотрены станции на 2-—2,5 млн. квт, строится атомный ледокол. Ставятся задачи об атомных поездах и самолетах с огромной длительностью полета.

В Советском Союзе запущены искусственные спутники, которые, подобно Луне, вращаются вокруг Земли. Разрабатываются и высчитываются маршруты полетов на другие планеты солнечной системы.

Ядерная энергия сконцентрирована в миллионы раз сильнее, чем энергия угля или нефти. Но одного этого недостаточно: нужно, чтобы и те средства, при помощи которых энергия используется, были столь же компактными. Этому требованию в некоторой степени удовлетворяют полупроводники. Их применение снижает размеры всех устройств, если и не в миллионы, то в тысячи раз. Радиоприемник размещается в футляре наручных часов. Полупроводниковые ферриты в сотни раз уменьшают размеры индукционных катушек, сегнетоэлектрики во столько же раз снижают размеры конденсаторов.

Не исключена возможность того, что когда-нибудь удастся и самую ядерную энергию превращать в электрическую при посредстве полупроводников, без помощи громоздких И сложных машин.

Сочетание ядерной энергии с полупроводниковой энергетикой — какие поразительные возможности оно открыло бы перед человечеством!

Физики еще не готовы к этой задаче. Но уже сейчас можно поставить и даже разрешить другую не менее важную проблему: прямое использование солнечной энергии. Вся наша энергетика построена на косвенном использовании энергии солнечных лучей. Уголь, нефть и торф, сгорая, выделяют энергию, которая миллионы лет назад получалась от Солнца. Энергия рек — результат испарения, вызванного лучами Солнца. Ветер создается неравномерным нагревом атмосферы солнечными лучами.

Уголь и нефть сохранили едва десятую долю процента энергии солнечных лучей. Еще меньше возвращают нам гидроэлектростанции или ветряные двигатели.

Количество солнечной энергии, падающей на Землю, громадно. За несколько дней Земля получает от Солнца столь* ко энергии, сколько ее скоплено Землей за миллионы лет во всех известных нам запасах угля и нефти.

Но эти громадные потоки энергии распределены на большой поверхности; на каждый квадратный 'метр поверхности Земли прямые солнечные лучи дают около 1 квт мощности. Нужны поэтому громадные площади, чтобы получить столько энергии, сколько дает одна тепловая или гидроэлектростанция. Хотя сама энергия даровая и не ограничена во времени (с суточным периодом), но необходимые для ее использования машины настолько сложны и дороги, что человечество все еще не может приступить к прямому использованию солнечного тепла.

12