Февраль
1 февраля Целый мир на кончике пера
1 февраля 1928 года опубликовано квантовое релятивистское уравнение Дирака.
В 1905 году Эйнштейн показал, что при движении с очень большими (релятивистскими) скоростями законы «обычной» механики не работают, и написал новые, релятивистские, уравнения. По аналогичному пути шло развитие квантовой механики. Сначала Шредингер (см. 27 января) написал нерелятивистское уравнение – оно неприменимо к частицам, движущимся с околосветовыми скоростями. Затем Поль Дирак (см. 8 августа) предложил релятивистское уравнение, которое мы теперь называем уравнением Дирака. Оно с огромной точностью описывает поведение электронов и других частиц с полуцелым спином. Однако это уравнение допускало решения с отрицательной энергией! Это выглядело настолько дико, что впору было отказаться от всего сделанного. В поисках выхода Дирак выдвинул странную идею о том, что может существовать частица, идентичная электрону, но противоположного знака заряда.
И такая частица – позитрон (или антиэлектрон) – действительно была открыта в космических лучах в 1932 году (см. 2 августа). Но чем другие частицы хуже электрона? Значит, у них тоже должны быть свои «антиподы». Антипротон был обнаружен лишь в 1955 году на ускорителе в Беркли; в 1956-м там же открыли антинейтрон. Сейчас известны сотни элементарных частиц, и практически все они имеют свои «антиподы». Встреча частицы с античастицей приводит к исчезновению обеих – превращению их в чистую световую энергию (это называется аннигиляцией).
Дирак предсказал целый мир антивещества, и его догадка блестяще подтвердилась.
2 февраля Читают все!
2 февраля 1829 года родился Альфред Брем, немецкий зоолог (ум. 1884).
Весь мир знает автора необыкновенных книг «Иллюстрированная жизнь животных» (шесть объемистых томов). Истории о зверях, птицах и насекомых окрашены искренними человеческими эмоциями: вся эта фауна ссорится, негодует, грустит, обзаводится семьями, обживает новые территории… Альфред Брем путешествовал, а затем делился своими наблюдениями в интересных рассказах, понятных всем без исключения.
В первое свое путешествие по верховьям Нила он отправился в 17 лет, и продолжалось оно четыре с лишним года. Началось с приключений. Едва прибыв в Каир, Брем получил солнечный удар, чуть оправился – случилось знаменитое Каирское землетрясение. В тропических лесах и в пустыне он охотился и наблюдал, собирал коллекции флоры и фауны, тяжело болел тропической лихорадкой, но не сдался! В своем дневнике Брем записал: «Нужно. Если я этого не сделаю – я не ученый». Вернувшись домой, поступил в университет и весь отдался естествознанию. Свое последнее странствие Брем совершил в 1876 году по Сибири. Были и другие поездки, и признание, и награды. На любом вечере Брем становился душою общества, часами мог рассказывать о путешествиях и о животных. Студенты обожали своего веселого и остроумного профессора с пышной гривой седых волос. Были и великие скорби – смерть любимой жены и младшего сына. Остались книги, которые весь мир читает по сей день. Прочтите и вы, не пожалеете.
«Наука сама по себе неотразимо привлекательна и награждает своих почитателей уже тем наслаждением, с которым они служат ей» (Брем).
3 февраля «Луну считать твердой!»
3 февраля 1966 года автоматическая межпланетная станция Луна-9, запущенная 31 января, впервые в мире осуществила посадку на поверхность Луны в районе Океана Бурь и передала первую лунную фотопанораму.
Когда проектировались первые межпланетные станции, мы практически ничего не знали об условиях, в которых им придется работать. Что представляет из себя лунная поверхность? Этого не знал никто. Было предположение, что поверхность Луны покрыта 10-метровым слоем пыли. Как тогда на нее садиться? Забавно, но главный конструктор Сергей Павлович Королев решил проблему приказным порядком: «Луну считать твердой!» Интуиция его не подвела. Успешная посадка автоматической станции «Луна-9» в районе Океана Бурь подтвердила: грунт достаточно твердый, слой пыли небольшой.
Станция передала телевизионные изображения круговой панорамы вокруг места посадки. Впервые мы видели угрюмый лунный ландшафт, близкий лунный горизонт, черное лунное небо. Бросались в глаза камни – результат разрушения лунных гор, иногда вулканические бомбы. Некоторые из камней огромны, размером с автобус, а то и крупнее. А вскоре, 30 мая того же года, совершила мягкую посадку на Луну и передала на Землю изображения лунной поверхности американская автоматическая станция.
Как ни странно, первыми смогли увидеть лунный ландшафт англичане. Сигналы «Луны-9» были приняты не только нашим Центром космической связи, но и Манчестерской радиообсерваторией. Пока советские ученые возили лунные снимки по инстанциям, собирая разрешающие подписи, английские астрономы передали снимки в газеты.
4 февраля Циолковский: мысли
4 февраля 1892 года Циолковский с семьей переезжает в Калугу. Здесь он напишет свои главные труды по космонавтике, теории реактивного движения, космической биологии и медицине.
• «Земля – это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели».
• «Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство».
• «Ракета для меня только способ, только метод проникновения в глубины космоса, но отнюдь не самоцель».
• «Каждое существо должно жить и думать так, как будто оно всего может добиться рано или поздно».
• «Не окружают ли нас невидимые солнца, планеты и существа, подобно бактериям, которых разглядел человек только теперь? Где живут эти высшие? Населяют ли только определенные уголки Вселенной, или рассеяны всюду и могут быть, где хотят? Какие их свойства? Не имеют ли они связи с теперешними существами? Не составляют ли начало жизни людей и родственных им, хотя и совершенных небесных существ? Не составляют ли они их душу (их часть)? Не вселяются ли с какой-нибудь целью в животное или человека при его зачатии? Странные вопросы, и ответа на них нет».
• «…Нас ждут бездны открытий и мудрости. Будем жить, чтобы получить их и царствовать во Вселенной, подобно другим бессмертным».
• «Время сделает человека когда-нибудь хозяином Земли. Он будет распоряжаться жизнью растений и животных, даже собственной судьбой. Он будет преобразовывать не только Землю, но и существа, не исключая самого себя».
• «Но как преобразить человека? Каким он должен быть?»
5 февраля Жизнь без Солнца
В феврале 1977 американский глубоководный аппарат «Альвин» обнаружил на океанском дне новую форму жизни, основанную на хемосинтезе.
Погрузившись на глубину 2,5 км, ученые увидели фантастическую картину: множество башен в виде труб и конусов высотой в десятки метров. Из их вершин вырываются черные клубы «дыма» (поэтому башни назвали «черными курильщиками»). Температура воды в устьях «курильщиков» достигает 300 °C! Давление на такой глубине больше 200 атмосфер, поэтому вода закипает лишь при очень высокой температуре (см. 23 ноября). Склоны башен почти до самых вершин покрыты толстым слоем бактерий, способных выдерживать температуру до 120 градусов. Там, где температура падает до 40 °C, сплетаются белые трубки гигантских червей с алыми щупальцами, а среди них ползают крабы, плавают осьминоги, словом, кипит жизнь. Красота и богатство этого оазиса так поразили исследователей, что они назвали его «райским садом». Сейчас «райские сады» обнаружены во всех океанах на глубинах от 400 до 7000 м. Там обитает более 450 видов животных, 97 % которых были ранее не известны науке.