Репортаж из XXI века - Михаил Васильев

Действительно, электромагнитные колебания, наука о которых существует немногим более полувека, — это целая страна волшебных возможностей.

Разве не волшебная возможность — разговор друзей через тысячекилометровые расстояния с одного материка на другой?!

Разве не волшебная возможность — ясное видение через кромешный мрак безлунной и беззвездной ночи, когда невооруженный глаз не различает пальцев протянутой вперед руки?!

Разве не волшебная возможность — передать на расстояние десятков, сотен и даже тысяч километров движущееся изображение, сохранив его четкие контуры и все богатства его красок?!

Разве не волшебная возможность — подвесить в воздухе, раскалить до белого каления и даже расплавить кусок тугоплавкого металла, ничем не прикасаясь к нему?!

Это перечисление немыслимых еще совсем недавно чудес, которые сегодня благодаря открытию страны электромагнитных колебаний стали для многих заурядной реальностью, можно бы продолжать и продолжать. А если бы против каждого чуда из этого длинного списка мы поставили дату первого его свершения, мы заметили бы, что чем дальше, тем все больше новых и новых удивительных чудес открывает человек в мире электромагнитных колебаний. Вначале открытие новых чудес свершалось раз в десятилетие, затем их начали открывать ежегодно, а сейчас — по нескольку в год. По нескольку в год новых применений электромагнитных колебаний в самых различных областях науки и техники!

А сколько еще идей применения высокочастотных электромагнитных колебаний ждет своего воплощения! Это те области страны электромагнитных колебаний, которые уже просматриваются в бинокли с освоенных вершин, но на которые еще не ступала нога человека.

Здесь и удивительные строительные машины, которые медленно ползут по целине, окруженные облаком серого дыма, а за ними остается ровная, как зеркало, блестящая гладь вновь построенного шоссе.

Здесь и автомобили и другие транспортные машины, не имеющие ни баков с горючим; ни проводов, по которым они получали бы энергию, — ничего, кроме параболических антенн — приемников лучистой энергии.

Здесь и невиданные самолеты, преодолевающие тысячекилометровые расстояния и не имеющие на борту ни капли горючего.

Здесь и искусственное солнце, пылающее и день и ночь над важнейшими столицами мира. И поющее пламя, сияющее над скверами и заменяющее репродукторы громкоговорителя.

Здесь и замечательные машины, ведущие разведку отдаленных планет и сообщающие на землю результаты своих наблюдений…

О неисследованных областях страны электромагнитных колебаний, страны токов высокой частоты, о новой удивительно быстро возникшей и выросшей отрасли науки, техники — радиоэлектронике — рассказывали нам многие ученые. Эти рассказы и собраны в настоящей главе.

Вторые полстолетия жизни радио

Кабинет академика Владимира Александровича Котельникова находится в старом здании университета на проспекте Маркса. Здесь, где бывали Пушкин и Лермонтов, Лебедев и Жуковский, Тимирязев и Столетов, советский ученый, крупнейший специалист в области радиотехники рассказывает нам о науке будущего.

— Радио родилось сравнительно недавно. Трех четвертей века не прошло с того майского дня, как великий ученый А. С. Попов выступил в Русском физико-химическом обществе с сообщением «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям». Под этим сухим научным заглавием скрывалось великое открытие, всех результатов которого мы и сегодня не можем себе представить.

Заглянуть на 50 лет в будущее радио — вещь не простая. Ведь это все равно, что во времена грозоотметчиков Попова, в годы первых опытов радиосвязи рассказать о современном телевизоре и радиолокаторе. Беспочвенным фантазером назвали бы такого рассказчика! А я убежден, что вторые полвека существования радио будут отмечены не менее важными принципиальными открытиями, не менее важными новыми применениями, чем первые. И, конечно, далеко не о всех из них мы можем сегодня даже догадываться. Поэтому будем говорить только о том, что уже дало хотя бы первый росток.

Общей тенденцией развития радиотехники за последние десятилетия было освоение все более и более коротких волн. За каждое пятилетие — в очень усредненных цифрах, ибо это все-таки процесс скачкообразный, — длина вновь освоенных волн уменьшалась раз в пять. Бесспорно, что еще в течение некоторого времени этот процесс освоения сверхкоротковолновых колебаний будет продолжаться. Если сейчас мы уверенно оперируем с сантиметровыми волнами, то, несомненно, скоро начнем широко применять волны длиной всего в доли миллиметра.

На первый взгляд процесс освоения все более коротких волн носит количественный характер. Однако это количественное изменение может привести к целому ряду революционных качественных переворотов.

Все, наверное, читали в научно-фантастических романах описания крохотных приемо-передатчиков, с помощью которых жители мира будущего в любую минуту могут переговариваться друг с другом. Миллионы радиостанций, работающих одновременно! Где уместить их все в заполненном и так до предела диапазоне освоенных нами волн? Не больше нескольких десятков телевизионных передач можем мы сейчас пустить одновременно. Только освоение миллиметровых и более коротких волн даст возможность разместить в эфире практически неограниченное количество каналов не только радиотелефонной связи, но и неограниченное количество каналов телевизионных передач.

Ученый рассказывает — и перед нами встают, оживая, страницы из научно-фантастических романов. Бытовая радиотехника XXI века…

…Раннее утро выходного дня. Вы вспомнили, что забыли с вечера договориться с вашим другом о совместной загородной прогулке. Вы протягиваете руку и берете с ночного столика небольшой, величиной с портсигар, аппарат. Это телевизионный приемо-передатчик индивидуального пользования, какими снабжены все без исключения жители нашей планеты. Вы устанавливаете позывной вашего друга и нажимаете кнопку вызова. Зеленоватый экран приемника пересекают трепещущие полосы ряби: это значит, что вызываемый аппарат занят, ваш друг с кем-то разговаривает. Но приборы устроены таким образом, что друг ваш уже информирован о вашем вызове. Теперь от него зависит, включить вас в свой разговор или заставить ждать, когда он окончится.

Оказывается, его разговор не был секретным. Экран вашего аппарата светлеет, и на нем возникает знакомое лицо, нарисованное карандашом электронного луча с такой четкостью, что вы можете сосчитать, несмотря на небольшую величину изображения, все ресницы и все веснушки. Одновременно возникает и звук. Оказывается, разговор ведется о том же самом — о загородной прогулке.

Окончилась фраза — и на экране возникло лицо второго собеседника. Вы врываетесь в разговор — экран не гаснет, вы видите оба лица, следите за их выражениями и, быть может, думаете: как могли они, люди середины XX века, разговаривать даже не по радио, а по телефону и не видеть при этом своего собеседника! Ведь это так важно!

Разгорается спор о маршруте поездки. Надо посмотреть географическую карту. Как ни четко изображение, карта Московской области величиной с почтовую открытку — отнюдь не лучшее пособие для пунктуальной разработки маршрута автомобильной прогулки. Вы включаете комнатный телевизор— его экран занимает целую стенку. И вот карта, находящаяся в палатке вашего друга, проводящего свой отпуск в сотне километров от Москвы, перед вами. Вы выбираете маршрут поездки, как если бы все трое склонились над одним столом.

…Прогулка получилась изумительной. Жаль одно: не удается увидеть футбольный матч, который состоится днем на Центральном стадионе имени В. И. Ленина. А почему не посмотреть его с помощью индивидуальных аппаратов? И, сидя на обрывистом берегу одного из волжских морей, вдыхая дивный аромат весеннего леса, вы следите за всеми перипетиями футбольного сражения…

— Да, — говорит Владимир Александрович Котельников, — бесспорно, будут и крохотные телеприемники, помещающиеся в жилетном кармане, и гигантские, с экраном в несколько квадратных метров. Большая величина экрана не повлечет за собой большой величины самого телевизора. Телевизор будет подобен картине: весь аппарат станет плоским. Толщина экрана будет очень небольшой. Уменьшить величину телевизора и вообще всех радиоустройств позволит, в частности, применение полупроводниковой аппаратуры.

Еще более изумительный революционный переворот может вызвать применение очень коротких радиоволн в химии.

Представим себе какую-нибудь молекулу грубо, упрощенно, как какое-то сооружение, имеющее отдельные ответвления, отдельные обособленные части. Собственные колебания этих частей могут совпадать с той или иной частотой радиоволн, быть резонансными. Облучая вещество радиоволнами той или иной длины, можно «отламывать», разрушать части молекул, разрывать их, изменять их структуру, то есть переделывать химический состав вещества. Воздействием радиоволн можно будет ускорять ход реакции в более значительной степени, чем с помощью самых энергичных катализаторов, можно будет осуществлять такие процессы, которые в настоящее время протекают с огромным трудом или считаются практически невозможными.