От иммигранта к изобретателю - [111]

На вопрос Роулэнда: что такое эфир? — электронная физика дала загадочный ответ, но этот ответ привел нас к совершенно неожиданным результатам. Наши знаменитые физики Майкельсон и Морли являются комбинацией двух имен, известных сегодня научному миру больше, чем в древности были известны Кастор и Поллукс, когда Зевс, сходя с высоты Олимпа, искал сотрудничества со смертными людьми. Слава Майкельсона и Морли (эти имена неразрывны друг от друга) покоится на их экспериментальных наблюдениях о том, что эфирного течения не существует. Это значит, что, насколько современному человеку известно, в природе нет относительного движения между землей, движущейся через пространство, и эфиром, который как это предполагалось, должен был заполнять всё межпланетное пространство.

С другой стороны, гипотеза, утверждающая, что эфир движется с движущейся землей, ведет к непреодолимым трудностям. Поскольку Майкельсон, а позже и Морли, в попытках обнаружить течение эфира, пользовались излучением света, то стало необходимым еще раз проверить электромагнитную теорию распространения света, чтобы удостовериться, что свет, как это показано экспериментом Майкельсона и Морли, исходит из источника, который вместе с наблюдателем движется через пространство. Знаменитый голландский профессор Лоренс, которого я имею честь знать лично, первый успешно расширил эту теорию и удовлетворительно объяснил результаты исследований Майкельсона и Морли. Но расширение теории оказалось возможным благодаря смелому предположению. То же самое расширение теории было сделано Эйнштейном, но в данном случае оно было основано на широком физическом принципе, которого не было у Лоренса. Лоренс предпочел эйнштейновскую дедукцию своей теории, названной трансформацией Лоренса. Только что упомянутый физический принцип и есть известная сегодня «специальная» теория относительности, которую Эйнштейн позже расширил в «общую» теорию относительности. Теория Эйнштейна очень просто объясняет эксперимент Майкельсона-Морли. Она разрешает вопрос Роуленда о том, что такое эфир, — тоже очень просто. Она говорит, что в нашем анализе физических явлений эфир — излишнее понятие. Фарадей высказал подобное мнение восемьдесят лет назад. Упоминая о теории относительности Эйнштейна, я хочу подчеркнуть огромной важности факт, что благодаря ей стало возможным заключение, что все формы электрической энергии являются массой, имеющей инерцию и силу притяжения. В электромагнитной теории материи это доказательство играет очень важную роль. Одна из схем этой теории так проста и доступна даже ненаучному воображению, что я должен здесь сказать несколько слов об ее самых основных чертах.

Все атомы строятся из одного атома, атома водорода, состоящего из положительного электрона или протона, ядра и простого отрицательного электрона, вращающегося вокруг ядра, как спутник планеты. Тяжелый атом, например атом кислорода, состоит из шестнадцати атомов водорода, положительные ядра которых составляют положительное ядро или центральную часть атома кислорода. Некоторые отрицательные электроны распределяются среди положительных электронов центрального ядра, скрепляя их друг с другом, а другие отрицательные электроны вращаются как спутники вокруг центрального ядра. Число этих спутников является атомным числом атома и как раз это число, а не атомный вес, определяет химические свойства атомов. Это только беглый взгляд на структуру электронной физики, данный здесь с целью того, чтобы показать некоторые совершенно новые возможности, стоящие перед электрической физикой. Так, например, четыре атома водорода, соединяющихся в атом гелия, выделяют некоторое количество энергии. При этом мы говорим, что атомы водорода превращаются в тяжелый атом гелия, освобождая некоторое количество энергии. Атом гелия весит меньше, чем четыре атома водорода, вследствие уменьшенной энергии каждого атома водорода, причем уменьшение веса пропорционально уменьшению энергии. Это вытекает из теории Эйнштейна, которая в действительности является расширением теории, впервые предложенной сэром Д.Д.Томсоном. При этом замечательно то, что эти весовые отношения соответствуют предсказаниям теории. Количество энергии получаемой при переходе легких атомов в тяжелые — огромно, но мы не знаем, как вызвать процесс перехода. Возникает вопрос: не получают ли молодые очень раскаленные звезды, состоящие из газов с малым атомным весом, излучаемую ими энергию от перехода атомов малого атомного веса в атомы большого веса, и если это так, почему бы нам в один прекрасный день не узнать от звезд этот величайший секрет? Язык звезд имеет много секретов, которые мы должны разгадать. Он волнует мое воображение сегодня так же, как пятьдесят лет тому назад на пастбищах родного села.

Много других изумительных догадок может быть связано с новыми горизонтами, открываемыми электронной физикой, и все они говорят о красоте, богатстве и мощи новой науки, представляющей собою сочетание двух великих наук: физики и химии.

Индустрия весьма заинтересована новыми открытиями, которые, по выражению Роулэнда, «проникают в основы вселенной» и которые, несмотря на их революционный характер, легко доступны практическим людям. Электронная физика изобилует открытиями такого рода, и нам кажется, что они посыпались на нас, как ливень. Создаются вещи, казавшиеся раньше невозможными. Для примера возьмем хотя бы такую знакомую всем вещь, как полное превращение беспроволочного телеграфа в новую технику — радио. Вакуумная лампа с раскаленным металлическим волоском наполняется отрицательными электронами, которые выделяются этим волоском. Металлический волосок может быть назван радиоктивным. Электродвижущей силой может быть вызван особый ток, который гонит эти отрицательные электроны из пространства, окружающего раскаленный волосок, к положительному электроду. Здесь мы имеем новый тип лампы Крукса, действующей благодаря малому электрическому напряжению (что необходимо при холодном отрицательном электроде), а не благодаря напряжению мощной индукционной катушки. Этот ток называется термионическим и его количество может варьироваться по нашему желанию второй электрической силой, действующей через третий электрод, называемый сеткой и включаемый в цепь термионического тока. Это и есть так называемая Аудинская лампа, изобретенная бывшим студентом Иельского университета, доктором Ли де-Форест. В руках Западной Электрической Компании и Генеральной Электрической Компании эта лампа революционизировала всю радиотехнику. Мои старые изобретения электрической настройки и детектирования получили неожиданно силу благодаря применению этих ламп, а изобретения моего бывшего ученика и помощника Э.X.Армстронга и других дали нам такую технику радиовещания, которая превзошла самые смелые ожидания самых смелых оптимистов недавнего времени. Чего бы только ни касалась электронная физика, везде появляются самые неожиданные плоды и неудивительно, что сегодня так много людей трудится во вновь открытых плодородных полях электромагнитной теории. Придите на любое собрание Американского Физического Общества и вы убедитесь, что научное исследование в университетских лабораториях и лабораториях наших индустриальных предприятий превосходит даже смелое ожидание тех людей, которые пятьдесят лет назад во главе с Джозефом Генри положили начало движению в пользу усовершенствования научно-исследовательской работы. Университетские и индустриальные лаборатории являются следствием предостережения Роуленда: «В выборе предметов наших исследований нам следует, по возможности, работать над теми предметами, которые в конце концов дадут нужные знания». Что может быть важнее предмета вечной истины, и эта цель, по моему определению, и представляет собою идеализм в науке.