По образу и подобию

Это был просто-напросто темный диск довольно больших размеров, установленный в Крыму, недалеко от Феодосии. На некотором, довольно большом расстоянии от диска находится радиотелескоп, который «переводит взгляд» с настоящей Луны на модель и обратно. Он принимает радиоволны и от Луны и от диска.

Ну, зачем направляют радиотелескоп на Луну, известно. Главным образом по характеру радиоволн судят астрономы о поверхности ее, о состоянии недр. Все гипотезы, о которых здесь шла речь, опираются и на результаты радиоастрономических исследований. Но эти исследования обычно не слишком точны. Вот горьковские ученые и вспомнили о старом верном методе повышения точности — сравнении с эталоном (на этом принципе построена, между прочим, работа во многих заводских отделах технического контроля). Вот Луна-2 и стала таким эталоном — ее поверхность испускает радиоволны разных частот точно известной мощности. Вы знаете, наверное, что пружинные часы, сделанные в средних широтах, на экваторе врут. А вот гиревые весы самого простого типа годятся всюду на нашей планете. Меняется из-за центробежной силы вращения Земли, разной на разных широтах, вес груза — меняется в точно той же степени и вес гири. Роль гири и играет у горьковчан Луна-2.

А в лаборатории доктора химических наук Августы Константиновны Лаврухиной в Институте геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского изготовляют модели… метеоритов. Материалом для них может служить хотя бы спрессованный железный порошок. Пакетики с ним помещают под поток ускоренных частиц, заменяющих собой космическое излучение. На этих моделях исследуют, с какой скоростью и какие изотопы образуются в обычных метеоритах под воздействием лучей, как зависит количество этих изотопов от размеров и формы метеорита. А. К. Лаврухина говорит: «Имея такие данные, ученые смогут по изотопному составу метеоритов судить о первоначальных размерах и форме, которыми обладали космические пришельцы до вторжения в атмосферу. Помимо того, что мы приобретаем ценные сведения о природе метеоритов, облегчается оценка общего количества космической материи, падающей на Землю».

Ядерный маскарад

Итак, наука знает немало моделей, с помощью которых пытались объяснить магнетизм Земли. Однако эти модели, как правило, взаимно исключают друг друга. Будь прав Гильберт со своим железным шаром, не нужно было бы кольцо Лебедева, а уж золотой цилиндр Блэкета и вовсе оказывается тут не у дел. Однако бывают случаи, когда модели не сменяют друг друга, а ведут, так сказать, политику мирного сосуществования. И эти случаи не так уж редки, поэтому надо поговорить о них особо. Тем более что с «двое-, трое- и большевластием» приходится особенно часто сталкиваться там, где разгадываются самые глубокие тайны материи.

Взять, скажем, атомное ядро.

Есть капельная модель ядра. Это не значит, разумеется, что ядро объявляется обыкновенной каплей воды. «Просто» при расчетах принимается, что ядерные частицы, нуклоны, передвигаясь внутри ядра, часто сталкиваются между собой, и длина пробега без столкновений так же мала по сравнению с диаметром ядра, как средняя длина свободного пробега молекулы в капле воды по сравнению с диаметром капли. Принимая за основу эту модель, находят много сходства между разрывом капли на две и распадом атомного ядра. Энергия, приобретенная одним нуклоном, так же быстро передается другим, как энергия одной молекулы воды ее соседкам. Но «свойства капли» ядро проявляет при сравнительно высоких энергиях. При низких же — уравнения гидродинамики и гидростатики оказываются уже непригодными. И тогда ядро сравнивают уже с пузырьком газа — принимают за основу расчетов газовую модель ядра.

Прибегают ученые и к так называемой оптической модели ядра, когда его рассматривают как однородную преломляющую среду. Особенно же широко используется оболочечная модель, считающая ядро состоящим из нескольких слоев оболочек.

И все это — модели одного и того же ядра, «перевоплощения» его. Поневоле вспомнишь о басне, в которой звери принимали зеркало за картину и не могли сговориться насчет того, что они на ней видят. Или о чудовищном порождении фантазии древних греков — Химере, с телом козы, головой льва и хвостом дракона. Или о детской картинке, на которой заяц стоит на «курьих ножках». Ядро оказывается единым во многих лицах, не хуже, чем сам господь бог согласно христианскому учению. Но на самом деле «лиц» у атомного ядра даже не три и не четыре — ведь число моделей его не ограничивается теми, что здесь перечислены.

Как же так? Что за многоликость? А дело в общем проще, чем может показаться. Примерно та же история, что с обыкновенным «твердым телом» — предметом гораздо более и конкретным и близким нам. В механике Ньютона оно рассматривается как идеально твердое. Другой прославленный английский физик, Роберт Гук, рассчитывал случаи, в которых оно ведет себя как идеально упругое; и то и другое, хоть не до конца, в отдельных случаях оказывается почти верно.