Читаем Вам жить в XXI веке онлайн бесплатно
Annotation
Открывают сборник статьи крупных ученых нашей страны. Они знакомят читателей с прогнозами и свершениями и области науки и техники — готовят сегодняшних школьников к будущей работе и условиях научно-технического прогресса. Узнают читатели и о новых технологиях, созданных советскими специалистами и специалистами стран социалистического содружества. В книге также помещены очерки о выдающихся ученых прошлого — тех, кто заложил фундамент современной науки.
ВАМ ЖИТЬ В XXI ВЕКЕ
ДОРОГОЙ ДРУГ!
Н. Г. Басов, академик
Ю. А. ОВЧИННИКОВ, академик
Е. П. ВЕЛИХОВ, академик
Б. Е. ПАТОН, академик
Ю. Н. ДЕНИСЮК
О. Г. МАКАРОВ, кандидат технических наук
О. Г. ГАЗЕНКО, академик
Н. Н. МОИСЕЕВ, академик
Е. М. СЕРГЕЕВ, академик
А. А. СОЗИНОВ, академик
Р. В. ПЕТРОВ, академик
С. Н. ФЕДОРОВ
В. Л. МАКАРОВ
Б. А. РЫБАКОВ, академик
Д. С. Лихачев, академик
ПЛАЗМА — ДРУГ ФРЕЗЕРОВЩИКА
ЛАЗЕР ПЛЮС ПЛАЗМА
САХАР ИЗ СОЛОМЫ
ЗАВОД, РАБОТАЮЩИЙ НА ОТХОДАХ
ТАКСИ НА БИОГАЗЕ
ЗА ДОЛЮ СЕКУНДЫ
ЗАКАЛКА В ПОЛИМЕРАХ
СИБИРСКАЯ ВИШНЯ
ОТОПЛЕНИЕ КИСЛОТОЙ
ИГРАТЬ И УЧИТЬСЯ
ЖИДКИЕ ЯБЛОКИ
ТЕПЕРЬ ОН ПОМОГАЕТ И СЕЙСМОЛОГАМ
ИЗ ОБЪЕМНЫХ БЛОКОВ
ЧТО ТАМ НА ГЛУБИНЕ?
ЭКОБРИКЕТЫ — РУКОТВОРНЫЕ ДРОВА
ФЕРРАЗОЛ — РАЗРУШИТЕЛЬ ПЛАСТМАСС
В ТРИ РАЗА ЛЕГЧЕ
ТКАНИ ЗАВТРАШНЕГО ДНЯ
СОВМЕЩЕНИЕ НЕСОВМЕСТИМОГО
ГИББЕРСИБ — ГИББЕРЕЛЛИН СИБИРСКИЙ
МОЛОТ-ИСПОЛИН
РОБОТЫ СТАНОВЯТСЯ «УМНЕЕ»
ГИБКИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОИЗВОДСТВА
ПРЕОДОЛЕНИЕ НЕПРЕОДОЛИМОГО
АРХИМЕД
КЕПЛЕР
ГАЛИЛЕЙ
НЬЮТОН
ЛОМОНОСОВ
ЛОБАЧЕВСКИЙ
МЕНДЕЛЕЕВ
ПАСТЕР
МЕЧНИКОВ
ПАВЛОВ
ЛЕБЕДЕВ
БОР
ЦИОЛКОВСКИЙ
КОРОЛЕВ
КУРЧАТОВ
КЕЛДЫШ
Librs.net
Благодарим Вас за использование нашей библиотеки
Librs.net
.
ВАМ ЖИТЬ В XXI ВЕКЕ
ДОРОГОЙ ДРУГ!
Тебе и твоим сверстникам — тем, для кого предназначается эта книга, в 2000 году будет 25–30 лет, так что вам доведется участвовать в исполнении тех величественных задач, которые поставил перед советским народом XXVII съезд КПСС. И главная из этих задач — ускорение научно-технического прогресса, значение которого еще на заре Советской власти особо подчеркивал В. И. Ленин. «Чтобы строить коммунизм, — говорил тогда Владимир Ильич, — надо взять и технику, и науку и пустить ее в ход…»
Приводя эти ленинские слова в своем докладе на XXVII съезде КПСС, Председатель Совета Министров СССР Н. И. Рыжков ясно показал, что значит в современных условиях пустить в ход и технику, и науку. Это значит прежде всего уметь сосредоточивать усилия на приоритетных, решающих направлениях научно-технического прогресса; быстро и масштабно осваивать в производстве все передовое, что создано современной наукой; качественно преобразовывать производительные силы; разрабатывать и внедрять научно— технические новинки совместно с другими государствами социалистического содружества.
С чем же идет советская наука в XXI век? Какие открытия и какие направления представляются советским ученым самыми важными, ключевыми? Какие новинки, разработанные в СССР и социалистических странах, можно широко внедрять в производство? Какие профессии потребуются в 2000 году? Какими качествами и свойствами характера должен быть наделен настоящий ученый и инженер? К чему следует уже сейчас готовиться тебе, будущему специалисту? Кого из ученых прошлого следует брать себе в качестве примера для подражания?
На такие вопросы и призвана ответить эта книга. Она состоит из трех частей. В первой — «Свершения и прогнозы» — крупные советские ученые рассказывают о своей специальности; о месте и роли науки, которой они посвятили свою жизнь, в системе современных знаний; о самых важных и перспективных открытиях последних лет; о новых горизонтах, которые' открывает перед человечеством развитие науки и техники.
Вторая часть — «Ростки грядущего» — это сведения о новых технологиях, созданных специалистами СССР и государств социалистического содружества, широкое освоение которых в документах XXVII съезда названо «одним из важнейших направлений научно— технического прогресса». Детально разработанные, проверенные, доказавшие свою действенность, эти технологии в XXI веке преобразят производство, многократно повысят производительность труда.
И, наконец, третья часть — «Светочи знания» — очерки о выдающихся ученых прошлого, трудами которых заложен фундамент современной науки. Вчитываясь в жизнеописания этих естествоиспытателей, уясняя себе пути, которые привели их к великим открытиям, читатель сможет убедиться: чтобы стать настоящим ученым, мало одних только способностей, эрудиции, трудолюбия и даже таланта. Все эти качества аннулируются, если в основе отношения ученого к своей науке лежит эгоизм. «Деяние на благо народа есть благородная и возвышенная цель жизни на Земле, — пишет известный советский ученый и педагог профессор А. А. Космодемьянский. — Если человек живет только для себя, то он никому не нужен. Учись уважать творения предшествующих поколений и воспитывай дерзость мысли для новых открытий».
СВЕРШЕНИЯ И ПРОГНОЗЫ
Н. Г. Басов, академик
ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ НА ОСТРИЕ ЛУЧА
Николай Геннадиевич Басов, директор Физического института АН СССР, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Нобелевской премий, председатель правления общества" Знание», главный редактор журналов «Квантовая электроника» и «Природа».
В сознании людей до сих пор термоядерный синтез отождествляется, к сожалению, с водородной бомбой — страшным по своей разрушительной силе оружием. Взрыв бомбы — неуправляемая смертоносная, огромного масштаба стихия из ударных волн, рентгеновского, нейтронного и гамма-излучения.
Здесь мне хотелось бы показать, что понятие «ядерная энергия» должно ассоциироваться не с военной угрозой, а с энергетическим изобилием.
Сейчас наиболее перспективной представляется ветвь атомной энергетики, связанная с реакторами на быстрых нейтронах, где идет деление дешевого изотопа урана-238, запасы которого достаточно велики. Однако и здесь имеется ряд трудностей, главная из которых заключается, на наш взгляд, в том, что такие реакторы работают в режиме расширенного воспроизводства плутония — основы ядерного оружия. Развитая на такой основе мировая энергетика ввести в международный оборот много сотен тонн плутония. Ясно, что возникающая при этом возможность его утечки не будет способствовать укреплению безопасности и предотвращению ядерной войны. Если удастся преодолеть эти и другие трудности, то урановая энергетика будет способна отодвинуть кризисные явления на 100 и более лет. Управляемый термоядерный синтез не только снимает опасность утечки плутония, но и решает проблему кардинальным образом, обеспечивая, по существу, «вечное» энергетическое изобилие.
К управлению термоядерным синтезом ученые разных стран идут двумя в значительной мере независимыми путями. Первый из них исторически связан с методом «медленного» нагрева плазмы определенной плотности, удерживаемой магнитным полем достаточно длительное время. Лидирующее положение в этой области, по общему мнению, принадлежит установкам типа «токамак». Другой путь — импульсные инерциальные системы, в которых реакцию слияния ядер тяжелых изотопов водорода вызывают излучением оптических квантовых генераторов (лазеров). Здесь ученые сосредоточили свой поиск на путях получения энергии термоядерного синтеза малыми порциями.
Что может произойти за одну миллиардную долю секунды? На первый взгляд кажется, что столь ничтожный по обычным нашим понятиям промежуток времени не может быть масштабом сколько-нибудь заметного явления. Однако именно в течение такого отрезка времени твердый шарик размером в несколько миллиметров и массой в несколько миллиграммов, состоящий из смеси дейтерия и трития, вспыхнет и исчезнет, оставив взамен себя миллиард джоулей энергии. Столь высокой энергоемкостью (около 100 млрд. Дж/г) как раз и обладает реакция термоядерного синтеза. Примерно такое же количество энергии выделяется при сжигании 30 л бензина или взрыве около 250 кг взрывчатки.
Однако ядра дейтерия и трития не вступают в реакцию синтеза сами по себе, так как при сближении этих ядер начинают действовать электрические силы отталкивания. Преодолеть такой энергетический барьер можно только одним способом — разогнать ядра до достаточно больших скоростей. Наиболее естественный и, пожалуй, единственно возможный в физике путь осуществить условие, позволяющее не отдельным, а многим ядрам вступать в реакцию синтеза, — получить нагретый до очень высоких температур (не менее 100 млн. °С) газ, состоящий из ядер дейтерия и трития. Получение такой плазмы и лежит в основе управляемого термоядерного синтеза.
Один из возможных путей решения этой задачи состоит в сферически-симметричном облучении твердых шариков из дейтериево-тритиевого льда короткими (примерно в одну миллиардную долю секунды) и мощными импульсами лазерного излучения. Образовавшийся в результате этого сгусток термоядерной плазмы успевает за ничтожное время своего существования сгореть в «термоядерном огне». Такой импульсный процесс по сути своей — термоядерный микровзрыв. Он и составляет основу лазерного направления в проблеме управляемого синтеза — так называемый лазерный термоядерный синтез, предложенный в Физическом институте имени П. Н. Лебедева Академии наук СССР в 1963 году.
Нетрудно понять физический принцип использования лазеров для получения термоядерных микровзрывов. Наглядная сторона вопроса заключается в возможности фокусировать лазерный световой импульс на площадку очень малых размеров — порядка 100 мкм и меньше, что, в свою очередь, означает возможность вложить всю лазерную анергию в небольшие объемы вещества.
Высокая мощность лазеров обеспечивает мгновенный нагрев и сжатие малых порций термоядерного вещества. Этим и создаются условия для термоядерного микровзрыва. Возникающее под действием лазерного излучения давление в образующемся сгустке термоядерной плазмы достигает 10
Для эффективной термоядерной вспышки необходима, по современным представлениям, энергия лазера — 1-10 МДж при длительности лазерного импульса 1 не. Сама по себе названная величина энергии невелика и соответствует сгоранию 25-250 г. бензина. Однако такая энергия, сосредоточенная в узких лучах и выделяющаяся в течение столь короткого времени, оказывается способной дать человечеству свет и тепло на практически неограниченный срок.
В последние годы мы являемся свидетелями весьма бурного прогресса в решении проблемы лазерного термоядерного синтеза. В СССР, США, Франции, Японии и других странах введены в действие и строятся многоканальные лазерные комплексы с энергией излучения 10
Лазерные «машины» с энергией 10
Лазерный термоядерный реактор — это камера, стенки которой «собирают» энергию, полученную при микровзрыве, и преобразуют ее сначала в тепло, а затем в электричество. К сожалению, вряд ли кто возьмется сегодня назвать сроки практического использования результатов фундаментальных исследований. Однако существует весьма заманчивая возможность приблизить это время. Она связана с так называемыми гибридными реакторами, в которых одновременно используются реакции синтеза и деления.
