Знание-сила, 2000 № 05-06 (875,876)

Эта тема, волнующая умы философов и ученых около двух с половиной тысячелетий, получила исключительно плодотворное развитие в уходящем веке. Природа, как выяснилось, терпит пустоту, но как! Мистические черты вакуума, всеобъемлющего бездонного Ничего, неожиданно начали материализоваться. Словно в «Черном квадрате» Малевича пристальный взгляд исследователя нащупал сперва некие образы, а затем обнаружил недоступные неискушенному взору, но наполненные жизнью и энергией структуры. Из разряда бесплотных категорий вакуум переместился в стан физически изучаемых объектов. Более того, идея его практического использования, а именно получения из него энергии, со страниц фантастических произведений постепенно перекочевала в научные издания. Что стоит за этим?

Мы не раз обсуждали проблемы вакуума, посвящали ему материалы и в недавней рубрике «Предчувствие „большого слома“», подводящей научные итоги XX столетия. Однако неисчерпанность связанных с ним сюжетов побуждает вновь возвращаться к теме.

В том числе потому, что, как и в предлагаемых сегодня вашему вниманию статьях, по отношению к вакууму рождается невольная оппозиция.

Доберется ли до разгадок его тайн нынешняя наука, развивая изнутри собственные представления, производя своеобразную «зачистку» уже освоенной территории? Или ей потребуется встряска, устраиваемая не скованными современной научной парадигмой исследователями? Ответы на эти вопросы не столь однозначны, как может показаться.

Во всяком случае, история науки не содержит категоричных «да» или «нет». Но об этом — в самом конце «Темы номера».

Владимир Барашенков, Эдвард Капусцик У шестого знака после запятой…

В последние десятилетия физика стремительно раздвигала границы доступного нам мира. Огромные оптические и радиотелескопы позволили рассмотреть фантастически далекие объекты, свет которых идет к нам миллиарды лет, мощные ускорители вбивают свои «микроснаряды» глубоко внутрь атомных ядер, зондируя области, в миллиард раз меньшие, чем размеры атомов. Вместе с тем продвижение вдаль и вглубь становится все более трудным и очень дорогим. Экспериментальные установки стоят теперь миллиарды долларов, на их строительство уходят годы.

В то же время в давно пройденных областях, если внимательно присмотреться, можно обнаружить удивительные вещи. Часть их была просто пропущена в стремительном беге физики, а другие становятся видимыми благодаря новым, более точным способам наблюдений. Наиболее впечатляющие достижения последних лет получены как раз в, казалось бы, давно «пропаханных» областях, лежащих далеко от переднего фронта микро- и космофизики. Не зря говорят, что новые открытия часто прячутся возле последнего измеренного, «шестого» знака после запятой! О нескольких таких открытиях, сделанных в «глубоком тылу» физической науки, мы и расскажем.

Загадки скрещенных токов

В конце прошлого века молодой американский студент-физик Эдвин Холл сделал открытие, вписавшее его имя в учебники физики. Он проводил простой, «студенческий» опыт — изучал распространение тока в тонкой металлической пластинке, помещенной между полюсами сильного электромагнита. Студенты всех университетов проходят лабораторную практику, где на простых примерах их обучают мастерству эксперимента. Так было и в этот раз. Скромный студент и предполагать не мог, что его простенький опыт породит целую лавину исследований, часть которых будет отмечена самой почетной научной наградой — Нобелевской премией.

Прибор, с которым работал Холл, состоял из двух крест-накрест расположенных электрических цепей — так перевязывают ленточкой коробки с конфетами. Цепи различались тем, что одна из них содержала электрическую батарею и ток от нее проходил вдоль пластинки, другая, поперечная, не имела источников тока и просто соединяла края пластины.

Как и следовало ожидать, в случае, когда электромагнит был выключен, приборы фиксировали течение тока лишь вдоль пластины — в цепи с батареей — и его отсутствие в «пустой» поперечной цепи. Ничего удивительного. Однако, как только включался электромагнит, в поперечной цепи как бы из ничего, сам по себе возникал электрический ток. Это было интересно, но никакого чуда тут не было — объяснение нашлось довольно быстро. На движущиеся в продольной цепи электроны действует хорошо известная еще из школьного учебника сила Лоренца, отклоняющая электроны в поперечном направлении, что и порождало небольшой ток в поперечной цепи — все элементарно просто.