Подражающие молниям

Интересно задуматься над тем, как измеряют такие космические скорости. Казалось бы, для этого должны применяться чрезвычайно сложные приборы, до самого верху начиненные электроникой и прочими сверхчувствительными устройствами. Но скорость детонации понадобилось определять много раньше, чем наступил наш электронный век, и потому прибор, изобретенный для этой цели, оказался очень простым и остроумным (его описание дает ГОСТ 3250—58). Вообще же измерять параметры взрыва очень нелегко. Даже если и удастся сконструировать приспособления, способные определить температуру в несколько тысяч градусов и давление в несколько сот тысяч атмосфер, то как сделать, чтобы при измерении такие приборы не разбились всмятку или вообще не испарились? Другая трудность состоит в том, что все это совершается слишком уж быстро. «В мгновение ока»,— нет, даже в десятки раз быстрее— происходят такие резкие скачки температур и давлений в разных точках среды, что записать картину взрыва с помощью приборов — задача фантастической трудности. Вот почему ученые, которые «всего-навсего» разрабатывают методы изучения показателей взрыва, заслуживают уважения не меньше, чем изобретатели пороха.

Механизм взрыва бризантных (дробящих) и метательных веществ (порохов) неодинаков. Мы и про порох, и про тротил говорим, что они «взрываются». Специалист же скажет, что порох «горит», а тротил «детонирует». Поэтому и действие этих видов взрывчатых веществ различно. В отличие от бризантных веществ порох не детонирует, не взрывается почти мгновенно во всем объеме, а горит только на поверхности, параллельными слоями. Постепенно образующиеся дымовые газы выталкивают мину или пулю из ствола оружия, не дробя его на куски. Правда, «постепенность» эта относительна — время горения порохов измеряется сотыми долями секунды, но все же его нельзя сравнить с продолжительностью взрыва дробящих веществ, составляющей миллионные доли секунды.

Таков, в общих чертах, вклад, который внес Бертло в учение о взрыве и взрывчатых веществах. Разумеется, французский исследователь смог только наметить основы теории взрыва, но не разработать ее во всех деталях. Дальнейшее развитие наука о взрыве получила главным образом в трудах русских и советских ученых. Теория детонации была рассмотрена еще в 1891 году В. А. Михельсоном и развита в дальнейшем Л. Д. Ландау, Я. Б. Зельдовичем, К. И. Станюковичем. Значительных успехов в изучении физики взрыва достигли М. А. Лаврентьев и его школа. Совершенно новое понимание сущности взрыва возникло после основополагающих работ выдающегося советского ученого Н. Н. Семенова.

Николай Николаевич Семенов получил образование на физико-математическом факультете Новороссийского университета в Одессе (ныне Одесский государственный университет им. И. И. Мечникова). В двадцатые годы он вместе с академиком А. Ф. Иоффе был одним из основателей и руководителей знаменитого Физико-технического института, от которого ведут свое начало многочисленные научные школы и направления, прославившиеся во всем мире. В 1931 году он возглавил вновь созданный Институт химической физики АН СССР, бессменным руководителем которого является до сих пор. В 1932 году он был избран в Академию наук СССР.

Наибольшей известностью пользуются работы Н. Н. Семенова в области химической кинетики — науки о скоростях и механизмах химических реакций. Из скромных внешне опытов по окислению серы и фосфора выросла его замечательная теория цепных реакций, позволившая объяснить многие особенности и химических превращений, и горения, и взрыва, и ядерных реакций, и биологических процессов. В 1928 году появилась классическая статья Семенова «К теории процессов горения», в которой впервые было дано стройное изложение основ новой теории. Эти воззрения получили обобщение в книге «Цепные реакции», появившейся в 1934 году я немедленно переведенной на английский язык. В 1956 году за выдающиеся успехи в области химической кинетики, в особенности за разработку теории цепных реакций, Н. Н. Семенов вместе с английским ученым Сирилом Хиншельвудом был удостоен Нобелевской премии.

Теория горения и взрыва — самостоятельная отрасль химической кинетики, имеющая лишь косвенное отношение к теории цепных реакций.

Казалось бы, за десятки тысяч лет, прошедших со времени приручения огня и его широчайшего применения в технике и повседневной жизни, человек должен был изучить сущность горения до мельчайших подробностей. Но обстоятельства сложились так, что о самом древнем союзнике человека мы знаем меньше, чем, например, об электричестве или радиоволнах. На этот парадокс обратил внимание и Семенов: