По ту сторону тайны

Виктор Комаров

СРАЖЕНИЯ С «ЧЕРНЫМ ЯЩИКОМ»

Развитие науки часто ставит перед учеными удивительные задачи, на первый взгляд неразрешимые. Обнаруживаются факты, казалось бы, противоречащие твердо установленным, тысячу раз проверенным истинам. Что же остается делать в подобных случаях? Может быть, все объяснить вмешательством сверхъестественных сил?..

Еще в прошлом столетии знаменитый шведский химик Берцелиус описал любопытный опыт, который проделал один ученый. Он посеял в стеклянную крошку, то есть в растертое в мелкий порошок стекло, семена особого растения — кресс-салата. Как известно, стекло представляет собой соединение трёх химических элементов — кремния, натрия и кальция. Но стекло не содержит ни одной молекулы серы. Ученый поливал семена кресс-салата чистой дистиллированной водой, в которой тоже не было серы. Он все время держал растения под стеклянным колпаком, чтобы полностью изолировать их от внешней среды. Когда же растения выросли, ученый сжег их и произвел химический анализ золы. И тут обнаружилась удивительная вещь: содержание серы в золе было вдвое выше, чем в семенах кресс-салата. Откуда же она взялась? Может быть, ученый просто-напросто ошибся? Однако в 1876 году аналогичные опыты были проведены в Германии. Множество опытов — и всегда один и тот же результат: в растениях появлялись новые химические элементы, которых не было ни в семенах, ни в воде.

Наконец, уже в наше время аналогичные исследования провел французский ученый профессор Баранже. Со всей возможной тщательностью, со всеми предосторожностями он повторил поразительные эксперименты и произвел тысячи опытов. Баранже изменял методы исследований и измерений, поручал производить одни и те же эксперименты различным людям, привлекал для проверки третьих лиц, — словом, сделал все, чтобы избежать ошибок. Но результат получался тот же самый.

Откуда же в растениях могут появляться новые химические элементы? Из ничего? Разумеется, нет. Если опыты, о которых шла речь, действительно не содержали ошибок и дальнейшие исследования подтвердят полученный результат, это будет лишь означать, что растения способны превращать одни химические элементы в другие, то есть могут «решать» задачу, над которой безуспешно бились когда-то алхимики, мечтавшие превращать обычные металлы в золото. Надо ли говорить, какое огромное практическое значение может иметь решение этой проблемы. Ведь если ядерные превращения происходят в обыкновенном кресс-салате, то это значит, что существуют такие пути ядерных реакций, о которых человечество не имеет еще ни малейшего представления.

Явления, причины которых еще неизвестны современной пауке, встречаются и в области неживой природы. Астрономам, например, известны вспышки так называемых сверхновых звезд. Во время такой вспышки звезда неожиданно раздувается, сбрасывая с себя свою газовую оболочку. В течение нескольких дней вспыхнувшая звезда излучает колоссальное количество   энергии — она   светит   в   этот   период   как   несколько миллиардов Солнц. Что происходит в недрах такой звезды? Какие причины вызывают эту чудовищную космическую катастрофу? Откуда берется такое огромное количество энергии? На все эти вопросы мы пока еще не имеем точного ответа. Но и в этом случае мы не сомневаемся, что естественные причины вспышек сверхновых звезд существуют и что со временем они будут обнаружены.

И очень может быть, что в результате этих открытий человечество подчинит себе новые могущественные силы природы, обретет новые источники энергии.

Да, в окружающем нас мире есть немало явлений, причины которых сегодня еще неизвестны.

Но ничего странного в этом, конечно, нет. Когда человек находится на равнине, он видит недалеко. Но вот человек поднялся на гору, и перед ним раскинулись новые горизонты. Он увидел много новых, незнакомых предметов, а значит, у него возникли и новые вопросы. И чем выше подъем, тем больше нового, тем больше вопросов.

Примерно так и в науке. Неизвестное не страшит ученою. Наоборот, оно привлекает его, побуждает к действию. Один математик очень метко сказал, что, пожалуй, главное в науке — это поставить новый вопрос, сформулировать проблему, привлечь к ней внимание.

Итак, наука не боится неизвестного. Весь опыт ее развития свидетельствует о том, что, каким бы непонятным я даже таинственным ни представлялось сначала то или иное явление, причины его всегда оказывались естественными, а не сверхъестественными.

Было время, когда появление комет наводило страх и ужас на суеверных людей, считавших хвостатые звезды вестниками божьего гнева. Однако научное исследование этих удивительных космических странниц показало, что они являются обыкновенными небесными телами Солнечной системы и их движение подчиняется тем же законам, что и движение планет.

Было время, когда эпидемии холеры и чумы казались людям аказанием, которое бог посылает на землю за их грехи. Но ученые открыли, что у этих страшных болезней есть вполне материальные возбудители —так называемые чумные палочки или холерные вибрионы. Наука не только выяснила естественные причины появления чумы и холеры, но и научилась бороться с ними. И в нашей стране эпидемии этих страшных болезней ушли в прошлое.

Точно так же рано или поздно наука раскроет естественные причины и всех тех явлений природы, которые сейчас представляются человеку непонятными и даже таинственными.

Решение каждой новой задачи в свою очередь движет науку вперед... Несколько лет тому назад жители города Омска стали свидетелями удивительного происшествия. Вечером, как обычно, владельцы телевизоров включили свои приемники и приготовились смотреть передачи местного телевизионного центра. И передачи начались... Но вдруг изображение на экране расплылось, замелькали в беспорядке какие-то черные и белые линии. Потом из хаоса мечущихся линий появилось лицо диктора. Оно было незнакомо омичам. Неожиданно, к удивлению местных телезрителей, диктор объявил: «Московское телевидение продолжает свои передачи». Так в этот вечер жители Омска увидели на экранах своих телевизоров передачу из Москвы. Но ведь хорошо известно, что ультракороткие радиоволны, с помощью которых передается телевизионное изображение, распространяются по прямой линии лишь в пределах видимости и что в связи с этим дальность действия современных телевизионных передатчиков составляет самое большее около 100 километров. Но от Москвы до Омска примерно 2000 километров.

Причина необычайно дальней телепередачи оказалась неожиданной. В тот вечер над городом Омском выпал метеорный дождь. Огромное количество мельчайших пылинок пронизало атмосферу. Когда подобная пылинка пробивает воздух, за ней возникает след, состоящий из множества заряженных частиц. Такой след хорошо отражает радиоволны. Значит, отражатель, поднятый на достаточно   большую   высоту, может   обеспечить дальнюю передачу телевизионного изображения. Именно таким способом телевизионные передачи транслировались на большие расстояния с помощью самолетов. Эта же идея легла и в основу создания телевизионных спутников-ретрансляторов. Такой спутник уже существует, и мы можем не только слышать голоса стран, но и «видеть» все то, что происходит за многие тысячи километров.

Задачи, которые возникают перед учеными, бывают иногда необычайно сложными, а их решение часто связано с огромными трудностями. Когда химик изучает в своей лаборатории какое-нибудь новое вещество, он может рассматривать его под микроскопом, нагревать, пропускать электрический ток, действовать каким-либо реактивом. Одним словом, он может изменять состояние этого вещества и наблюдать, что при этом происходит. Но так бывает далеко по всегда. Например, астрономам приходится наблюдать звезды и другие небесные тела, расположенные от них на колоссальных расстояниях. Геологам и геофизикам приходится изучать процессы, происходившие миллиарды лет назад. Даже многие земные явления не поддаются непосредственному наблюдению и исследованию. Взять хотя бы шаровую молнию. Ведь до сих пор неизвестно, что она собой представляет. А как ее изучать? Поймать шаровую молнию не удается — заранее неизвестно, когда и где она появится, а создать ее искусственным путем мы не умеем. И таких явлений во Вселенной очень много.

Некоторые зарубежные ученые любят приводить такое сравнение: мир, говорят они, похож в известном смысле на штампованные часы. Представьте себе, что нам ничего не известно об их устройстве. Судить о нем мы можем только по внешним признакам: движению часовой, минутной и секундной стрелок, тиканью механизма. Вскрыть такие часы и посмотреть, что находится внутри, нельзя. Сделав это, мы неизбежно повредим механизм: после вскрытия это будет уже не тот механизм, который работал в «живых» часах. Таким же образом, утверждают эти ученые, обстоит дело и с познанием природы.

Наука скользит только по поверхности, она бессильна заглянуть в сокровенную глубину явлений.

Но с этим утверждением никак нельзя согласиться. Там, где прямое наблюдение или непосредственный эксперимент почему-либо невозможны, на помощь ученому приходит теория. Научная теория не только объясняет известные факты, но и позволяет вскрыт ь внутренние закономерности интересующего пас явления. Если вспомнить часы, о которых шла речь выше, то можно сказать, что по движению стрелок и звукам, сопровождающим работу часового механизма, теория может раскрыть это устройство, недоступное непосредственному наблюдению и исследованию.

Ученые изобрели для подобного случая меткое название — «черный ящик». «Черный ящик» — это такая система, устройство которой нам неизвестно. Мы знаем только, как эта система взаимодействует с окружающим миром, знаем, что поступает в систему и что из нее выходит. Решить задачу «черного ящика» — это значит по входным и выходным данным определить ого внутреннее устройство. Представьте себе человека, который, наблюдая, как на заводской двор поступают различные материалы и сырье, а из ворот один за другим выходят готовые автомобили, должен был бы, пользуясь лишь этими сведениями, выяснить не только характер производства, но и узнать технологический процесс. Разрешима ли вообще подобная задача?

...Это произошло в прошлом столетии. Русскому правительству стало известно, что французы изобрели новый сорт бездымного пороха. Было решено попытаться раскрыть секрет этого важного открытия. Но как? Единственными данными, имевшимися в распоряжении русских экспертов, были... копии накладных грузов, поступивших в течение года на железнодорожную станцию, через которую шло снабжение одного из французских пороховых заводов. Казалось бы, что можно узнать на основании столь скудных сведений? Но когда эта задача, типичная задача «черного ящика», была поручена химику Д. И. Менделееву, он блестяще с ней справился: состав нового сорта пороха был установлен.

Современная наука дает множество примеров раскрытия больших и малых «черных ящиков». Внутреннее строение атома, структура нашей звездной системы Галактики, к которой принадлежит Солнце, внутреннее строение Земли... С каждым годом мы заглядываем все глубже и глубже внутрь этих и многих других «черных ящиков». И эти успехи свидетельствуют о том, что не существует такого «черного ящика», который не мог бы быть раскрыт соединенными усилиями ученых.