Страница:
Но вот плотность энергии - величина энергии, приходящаяся на единицу объема шара, у молнии в сотни раз больше, чем у тола, - это уже величина рекордная, не достижимая ни в каких сделанных руками человека сохраняющих электроэнергию устройствах. Аккумулятор, например, в тысячи и тысячи раз менее емок. Грандиозным приобретением для человечества был бы аккумулятор нового типа с характеристиками, подобными свойствам шаровой молнии. Тогда, имея запас "топлива" всего лишь, скажем, в чемодан величиной, самолеты могли бы преодолевать многие тысячи километров без посадки, космические путешественники, как говорится, и в ус не дули бы, имея такие запасы энергии в своем распоряжении. А городской транспорт! Какого он мог бы достигнуть расцвета, если бы электромобили имели в качестве аккумуляторов что-нибудь, хоть отдаленно напоминающее по аккумулирующим свойствам шаровую молнию! Ведь основное препятствие, из-за которого жители больших городов и по сей день не могут освободиться от шумных и вредных для здоровья аппаратов - автомобилей с бензиновыми двигателями, это отсутствие достаточно емких электрических аккумуляторов, ограничивающее скорость и пробег электромобиля без подзарядки.
И эти перспективы, и ущерб, причиняемый шаровой молнией, да и извечная страсть человечества к решению головоломных задач, то и дело встающих на его пути, заставляют нас взвешивать все новые и новые предположения, касающиеся природы шаровой молнии. Такие предположения очень многочисленны, насчитываются сотнями, и это верный признак того, что мы еще очень далеки от познания тайны.
Практически любая теория возникновения шаровой молнии содержит в себе некие противоречия, не поддающиеся пока еще убедительному разрешению. Приведем несколько примеров:
Шаровая молния - это горящие клубки газа (так считал еще Франсуа Араго) или каких-то гремучих смесей, образовавшихся при разрядке "обычной", линейной молнии. Противоречие: в этом случае молния должна была бы быстро "выгореть". Согласно расчетам молния должна была бы исчезнуть через десятые доли секунды, а она иной раз живет целые минуты.
Шаровая молния - это образование, вызванное созданием при ударе обычной молнии газообразных химически активных веществ, которые горят в присутствии катализаторов, например частичек дыма или пыли (известный советский физик-теоретик Яков Ильич Френкель). Предположение противоречит общеизвестным фактам - науке неизвестны вещества с такой колоссальной теплотворной способностью, которой обладает вещество шаровой молнии.
Шаровая молния - клубок горячей плазмы (немецкий физик А. Мейснер), бешено вращающийся за счет некоего начального импульса, данного сгустку материнской, линейной молнией. Противоречие с известными фактами то же: расчеты показывают, что и эта теория не в состоянии объяснить длительного существования шаровой молнии и ее грандиозной анергии.
Известный советский электротехник Г. И. Бабат в первые месяцы Великой Отечественной войны, производя в нетопленой лаборатории эксперименты над высокочастотными токами, неожиданно для себя получил... искусственную шаровую молнию. Когда потенциал между электродами на кварцевой трубке внезапно возрос, из трубки со страшной скоростью вырвалось огненное кольцо, удивительно напоминавшее шаровую молнию.
Бабат разработал на основе этих экспериментов еще одну теорию шаровой молнии, основанную на том, что центростремительным силам, стремящимся разорвать огненный шар на куски, противостоят появляющиеся на большой скорости вращения силы притяжения между расслоившимися зарядами.
Шаровая молния - объемный колебательный контур (академик П. Л. Капица). Сравнив шаровую молнию с облаком, образовавшимся после атомного взрыва и "высвечивающимся" в течение десятка секунд, Капица пришел к выводу, что молния высвечивается в сотую долю секунды. Раз этого не происходит, молния постоянно должна получать энергию со стороны. Молния улавливает радиоволны, возникающие во время грозовых разрядов. Теория изящно объясняет отмечаемое многими исследователями и случайными наблюдателями пристрастие молнии к всевозможным трубам и дымоходам - они являются для молнии волноводами, каналами для передачи энергии. Противоречие - рассказ очевидца из газеты "Дейли Мэйл": там молния продолжала испарять воду в кадке с водой, уже "утонув" в ней. В этом случае (т. е. коснувшись воды) молния уже не смогла бы быть объемным резонатором и получать энергию в виде радиоволн. Однако раз вода кипела, значит энергия откуда-то все-таки поступала.
Американской исследовательской фирмой "Бендикс" построена установка, на которой можно получать небольшие плазмоиды, напоминающие шаровую молнию, и выстреливать их из сопла установки со скоростью порядка двухсот километров в секунду. Это сразу же навело исследователей на мысль об использовании плазмоидов в качестве нового "х-оружия". Стрельба шаровыми молниями, по мнению создателей установки, будет наиболее эффективной в космических военных операциях - в космосе, на иных планетах. Это особенно злободневно, по мнению исследователей, в связи с недавним запретом использования в космосе ядерного оружия. Работы продолжаются.
Шаровая молния - это встреча антивещества, прибывшего из неизведанных далей Вселенной, с веществом, например с пылинкой. Эта широко распространенная гипотеза может объяснить почти все - и все потому, что "подробности" возможной встречи нами пока не изучены и здесь можно предполагать что угодно. Однако остается противоречие: почему шаровые молнии встречаются чаще всего во время гроз? Ведь, исходя из общих соображений, если и попадает на землю антивещество, то попадает оно независимо от того, неистовствует в это время в данной местности гроза или нет. Предположение же о том, что и сами грозы обусловлены антивеществом, пока поддержки не получило.
Шаровая молния устроена проще, чем шариковая авторучка, считает сотрудник Научно-исследовательского института механики Московского государственного университета Б. А. Парфенов. Если в последней - десяток деталей, то в шаровой молнии их всего две - тороидальная токовая оболочка и кольцевое магнитное поле. В результате их взаимодействия из внутренней полости шара выкачивается воздух. Если электромагнитные усилия стремятся разорвать шар, то давление воздуха, наоборот, стремится смять его. Эти силы могут в некоторых случаях уравновеситься, и шаровая молния приобретает стабильность. Ток течет по внешнему кольцу, не затухая в течение нескольких минут. Наличие вакуума препятствует передаче энергии от молнии к окружающей среде - поэтому шаровой молнии не требуются какие-нибудь новые, неизвестные источники энергии. Наличие быстро изменяющегося магнитного поля легко объясняет такие, казалось бы, необъяснимые явления, как пропажа колец и браслетов прямо с руки, а также "прощальный шум" - включение в домах электрических звонков, порча телевизоров и радиоприемников. В кольцах и браслетах, становящихся при быстром движении шара как бы вторичной обмоткой трансформатора, наводятся столь чудовищные токи, что металлы испаряются прямо с руки настолько быстро, что хозяйки этого даже не замечают! По той же причине звонят звонки и портятся приемники и телевизоры.
Не желая вселять в читателей излишний пессимизм, автор не собирается утверждать, что и эта теория, одна из последних по времени, внутренне противоречива. Он ограничится упоминанием, что и в ней имеются неясности по части источника энергии шаровой молнии. А энергия эта очень велика. По свидетельству Максима Горького, он вместе с А. П. Чеховым и В. М. Васнецовым видел на Кавказе, как "шар ударился в гору, оторвал огромную скалу и разорвался со страшным треском".
Если эту энергию использовать, быть может, удастся создать устройства, которые показались бы сейчас по своим свойствам фантастическими.
Надо сказать, что опыты по приручению шаровой молнии уже ведутся. Американским ученым удалось добиться частичного подтверждения теории П. Л. Капицы, получив в луче радиолокатора и сохранив в течение некоторого времени светящиеся плазмоиды - шарики плазмы. Советским ученым совершенно другим способом тоже удалось получить плазменные сгустки, очень напоминающие шаровую молнию. Однако еще ни разу не удалось получить в этих сгустках неповторимых и в чем-то пугающих свойств настоящей шаровой молнии.
Тем интересней загадка.
Тем ближе ее решение.
Маленькие лоцманы с Бермудских островов
На базальтовых стенах и колоннах древнеегипетских храмов среди бесчисленных изображений ибисов, быков, воинов нет-нет да попадется изображение священной рыбы. Даже беглый взгляд на нее дает точный ответ - это нильский электрический сом - близкий родственник хорошо знакомого всем нам европейского сома. Видимо, мощный электрический удар, который получал древний египтянин при попытке коснуться этой рыбы, немало способствовал присвоению ей священного титула.
Электрические рыбы известны человечеству с древнейших времен. Еще Аристотель, гуляя со своими учениками по ухоженному парку, окружавшему Ликей, поведал им, что электрический скат, обитающий в Средиземном море, "заставляет цепенеть животных, которых он хочет поймать, побеждая их силой удара, живущего в его теле".
А древнеримский врач Скрибоний, говорят, небезуспешно излечивал подагру стареющих римских патрициев с помощью "освежающего" удара электрического угря. О природе этих ударов никто не догадывался до Алессандро Вольта, который сопоставил удар, получаемый от электрического ската, с ударом от построенной им батареи - вольтова столба. Однако планомерные глубокие исследования начались лишь в наше время, когда появилась записывающая импульсы рыб аппаратура. Исследования показали, что среди трехсот известных видов электрических рыб лишь немногие дают сильные и редкие импульсы. Так, двухметровый электрический скат способен создать электрический импульс напряжением 50 - 60 вольт при силе тока 50 ампер - вполне достаточный, чтобы парализовать рыбу чуть поменьше его самого. Электрические угри, живущие в Амазонке и некоторых других южноамериканских реках, способны развить разность потенциалов 500 вольт - напряжение, опасное для жизни человека. Известный естествоиспытатель А. Гумбольдт, много путешествовавший в бассейне Амазонки, рассказывал о том, как индейцы охотятся на эту рыбу. Перед охотой они выпускают в водоем, где обитают угри, лошадей. Обессилевшие от множества разрядов угри становятся легкой добычей индейцев.
Зачем рыбам электрический разряд? У тех рыб, о которых мы только что говорили, - для нападения и защиты. Электрическому скату, парализующему свою добычу электрическим ударом, овладеть ею другим способом было бы весьма непросто - ведь рот у него... на брюхе. Угорь, парализующий лягушку на расстоянии метра, использует свой удар и для защиты от многочисленных врагов, которые были бы не прочь полакомиться его вкусным мясом.
Что представляют собой электрические органы рыб? В первую очередь это особые мускульные клетки, так называемые электрические пластинки, поразительно напоминающие по схеме соединения и конструктивному принципу электробатареи. У электрического ската эти органы занимают порой четверть тела, у сома - большую часть, а у электрического угря ими не занята разве что голова.
Есть рыбы, электрические органы у которых невелики и как бы "разбросаны" по телу. Да и разряды этих рыб слабенькие: какие-нибудь жалкие вольты, правда, разряды следуют непрерывно. К этим рыбам относятся длиннорылы и гимнарки. Судя по первому впечатлению, электрические органы гимнаркам и длиннорылам совсем не нужны - слишком слабы сигналы. Однако многочисленные измерения электрических полей этих рыб выяснили знаменательную вещь: при движении рыб их электрическое поле остается неподвижным, ибо неподвижны те участки тела, которыми это поле создается.
В противовес всем прочим рыбам гимнарки и длиннорылы не используют при движении столь удобные волнообразные движения туловища. Напротив, туловище при движении этих рыб остается неподвижным. И это очень важно - рыбы оказались способными даже при движении чувствовать малейшие изменения конфигурации их электрического поля, вызванные, например, другой рыбой. Изменение поля - и немедленная реакция - в атаку! Пусть даже это свой сородич - ему не сдобровать! Такие реакции, возможно, вызваны условиями жизни - ведь и длиннорылы и гимнарки обычно обитают в мутной воде и вообще видят плоховато. Да и охотятся они обычно ночью.
Нужно, однако, тут же отметить, что электрические рыбы совсем не монополисты "электрического чувства". Множество существ может чувствовать электрическое поле - ощущение, не доступное царю природы - человеку. Кстати, половые клетки человека - сперматозоиды, согласно сообщениям некоторых ученых, хотя и с трудом, но отличают "плюс" от "минуса". Эта способность, пока еще неподтвержденная, открыла бы гигантские перспективы и гигантские же проблемы ведь матери с отцом представилась бы возможность по своему произволу выбирать пол ребенка, который должен у них родиться!
Молодые раки засовывают себе в ухо небольшие камешки; те своим весом воздействуют на волосок - часть органа равновесия рака. Такие же "камешки" есть и у человека - это отолиты - они указывают направление силы тяжести. Однажды исследователи заменили рачьи камешки магнитными опилками. Теперь при поднесении к раку магнита у него проявляется "магнитное чувство" - он располагается в плоскости, перпендикулярной равнодействующей магнитной силы и силы тяжести. Если на барабанную перепонку человека приклеить небольшие кусочки железа, человек начинает воспринимать "на слух" магнитные колебания. Путь к "магнитному чувству"? Может быть, его можно использовать для глухих?
На возможность "сортировки" семенных клеток по полу указывает уже широко использующееся в животноводстве свойство спермы, порождающей самцов, двигаться к положительному полюсу электрического поля, а спермы, порождающей самок, - к полюсу отрицательному. Метод не слишком надежный, но лучше что-то, чем ничего.
А некоторые рыбы обладают прямо-таки удивительной, непостижимой для человека способностью ощущать электромагнитные поля.
Шестое чувство?
Возможно. В США и Канаде для отгона миног от мест скопления мальков, которых миноги бессовестно пожирали, на реках, впадающих в Великие озера, установлены электромагнитные барьеры.
Советский биолог Ю. А. Холодов сумел добиться у некоторых рыб условного рефлекса на постоянное магнитное поле.
Но если уж рыбы способны таким образом чутко реагировать на всевозможные магнитные поля, то не объясняется ли этим их способность ориентироваться в безбрежных просторах океана?
Вот речные угри, пересекающие тысячемильные просторы Атлантики на пути к вожделенным Бермудским островам, где природой начертано им метать икру и... погибнуть после утомительного путешествия и изнурительного акта создания новых жизней. А маленькие угри, вылупляющиеся из икринок, отправляются без чуткого родительского руководства к родным берегам, через те же тысячемильные просторы. Такая же романтическая и загадочная история происходит с лососями, возвращающимися из тихоокеанских вод в устья камчатских и североамериканских рек.
А птицы? Разве не достойны восхищения их чуть ли не кругосветные перелеты? Как они это делают? Замешан ли тут магнетизм Земли? Исчерпывающего ответа на эти вопросы нет. Но эксперименты ставятся, и в большом количестве. Например, голубям для проверки их способности ориентироваться укрепляли на крыльях сильные магниты, "заглушающие" для птиц магнитное поле Земли. Несмотря на это, сотни голубей уверенно находили свои гнезда. Значит, не магнетизм Земли является той путеводной звездой, которой придерживаются птицы? Тогда что же?
Вообще, чувствительность к электромагнитным полям, недоступная человеку, видимо, распространена очень широко. Известны, например, эксперименты над мухами, которые всегда совершали "взлет и посадку", сообразуясь с направлением магнитного поля. Садовые улитки - идеальный объект для наблюдений вследствие их рассудительности - тоже свершали свой неторопливый путь с учетом направления магнитного поля. Простейшие существа - инфузории - прекрасно ориентируются в электрическом поле.
Растения ощущают как электрическое, так и магнитное поля. Влияние этих полей на растения до сих пор еще тщательно изучается. Проводится, например, такой опыт. Растение помещается в сильное электромагнитное поле. Уже через несколько минут вместо цветущего растения - мертвый стебель с увядшими листьями. В другой раз тот же опыт дает результат прямо противоположный растение начинает быстро расти и в конечном итоге дает урожай, в пять раз больший обычного...
Еще опыт. По поверхности почвы пропускают ток. Растения быстро засыхают. Но некоторые превращаются в гигантов: редис диаметром 13 сантиметров, морковь диаметром 30 с лишним сантиметров весом в 5 с лишним килограммов...
Нет сомнений, что человек овладеет в конце концов этими секретами. Гуго Гернсбек, автор когда-то знаменитого фантастического романа "Ральф 124 С41+", описывает сельскохозяйственное производство эпохи, отделенной от нас с вами сотнями лет:
"Было темно, но пшеничное поле, раскинувшееся вокруг на. несколько миль, светилось слабым пурпуровым сиянием. При этом слышался звук, похожий на потрескивание или легкий шелест. Колоски пшеницы казались светящимися.
Пшеничные зерна, выросшие из семян, прошедших обработку коронным электрическим разрядом, весят больше и содержат больше белка. Казахстанские биологи утверждают, что эти свойства сохраняются и на следующий год.
- Так выглядит ночью поле под электрическим током, - сказал Ральф. - Днем слабые разряды не видны, в темноте возникает свечение. Один из полюсов высокочастотного генератора соединен с почвой, другой - со стальными переплетами крыши теплицы. Без помощи электричества мы не могли бы выращивать более двух или трех урожаев пшеницы в год".
Звезды Диоскуров
И еще одно электрическое явление заметили наши древние предки - огни святого Эльма, или звезды Диоскуров. Их называли по-разному: в Португалии "Корпо-Санто", в Англии - "Кома-Санто", в странах, лежащих в бассейне Средиземного моря, - "огни святого Николая" или "святой Клары". Но это уже позже. А раньше были добрые и злые звезды: добрые - звезды Кастора и Поллукса (Полидевка) - по имени легендарных близнецов Диоскуров и зловещая звезда святой Елены.
Первые упоминания об этих явлениях находим в "Комментариях Кесаря" - книге о войне африканской, где Юлий Цезарь писал, что "в одну из ночей железные острия копий пятого легиона казались огненными".
Римский философ Луций Анней Сенека две тысячи лет назад описал, как во время гроз сошедшие с неба звезды, словно птицы, садятся на мачты кораблей на радость морякам - это считалось хорошим предзнаменованием. Но "добрыми" были только парные огни - звезды Кастора и Поллукса. Если загоралась только одна звезда, предзнаменование не сулило ничего доброго.
Тит Ливий писал, что из дротика, которым один из военачальников вооружил только что вступившего в ряды воинов сына, в течение двух с лишним часов исходил огонь, не сжигавший деревянных частей.
Плиний тоже неоднократно замечал звезды Диоскуров на копьях часовых,
Вот что пишет сын Христофора Колумба: "Моряки перестают бояться бури, когда показываются огни святого Эльма. В 1493 году, в октябре месяце... ночью, при сильной грозе и проливном дожде огни святого Эльма показались на мачте в виде семи зажженных свеч. При виде этого чудесного явления весь экипаж стал молиться и и петь благодарственные гимны".
Спутник Магеллана Геррера также свидетельствует о суеверном отношении матросов к этим явлениям: "Когда, во время бури, на мачте показывались огни святого Эльма, иногда в виде одной свечи, иногда в виде двух, матросы плакали от радости". Видимо, не знали матросы, что при одной "свече" они были свидетелями огня святой Елены, который, в согласии с более старыми суевериями, был несчастливым.
В книге Фламмариона "Атмосфера" описывается встреча с особенно сильными огнями святого Эльма на траверсе Балеарских островов: "Вдруг наступила страшная темнота - гром и молнии появились невиданные. Опасаясь бури, я спустил все паруса. Тогда мы увидели в разных местах корабля более тридцати огней святого Эльма. Тот, который находился на флюгере грот-мачты, был более полутора футов в длину. Я послал матроса, чтобы снять его. Влезши наверх, матрос крикнул нам, что огонь шипит, как ракета из сырого пороха. Я велел снять его вместе с флюгером и принести вниз. Но как только матрос снял флюгер, так огонь перескочил на конец мачты, откуда снять его было уже невозможно. Он там оставался некоторое время, а затем исчез понемногу".
И еще много таинственных появлений "огней Диоску-ров" запечатлели древние и недавние летописи. Много раз появлялись они, пугающе непонятные, прежде чем удалось выяснить их истинную природу - родственную природе столь непохожего явления, как молния. Да и что такое звезды Диоскуров, огни святого Эльма, как не электрический разряд, но разряд не внезапный, бурный, громовой, а разряд тихий, тлеющий, как бы стекающий с металлических остриев.
Приручить этот разряд оказалось не менее сложным делом, чем приручить молнию. Но тем приятнее победа.
Сейчас коронный разряд, таинственные "огни Диоскуров", несет свою скромную вахту, например, в заводских трубах. Там таинственное явление служит полезному делу - улавливанию дымовых частиц и служит неплохо - лишь одному проценту несгоревшего топлива удается избежать поимки в электрическом поле, создаваемом тонкой проволокой - генератором прежде столь таинственного явления.
А в космический век коронный разряд находит себе и более романтическое применение - он служит источником силы, "подталкивающей" космический корабль в глубинах мирового пространства: стекающие с острия заряды оказываются новым космическим топливом. Звезды Диоскуров, созданные человеческим гением, начинают сиять в теплом ночном небе...
Янтарь и магнит
Разговаривая с бедным свинопасом по имени Эвмей, Одиссей попросил его рассказать свою историю. И тот поведал, что не свинопас он, а сын царский, родом с острова Сира, "что необильно людьми населен, но удобен для жизни", и украден он и продан в рабство купцами из далекой Финикии. Как-то их корабль пристал к острову, и нянька царевича, финикийская рабыня, решила бежать с купцами на родину, и, "...когда изготовился в путь их нагруженный корабль, ими был вестник о том к финикийской рабыне отправлен... В дом отца моего на показ он принес ожерелье: крупный электрон, оправленный в золото с чудным искусством".
Электрон - обработанный кусок янтаря - овладел вниманием царского двора, и финикийская рабыня, прихватив Эвмея и пару золотых кувшинов, сбежала на корабль.
Чем привлекал янтарь? Теплый камень удивительной красоты, содержащий иногда внутри себя диковинных маленьких насекомых, обладал одним необычным, располагающим к философическим построениям свойством - он мог притягивать! Он притягивал пылинки, нити, кусочки папируса. И именно этим свойством определялись в древности названия янтаря у разных народов. Так, греки назвали его электроном - притягивающим к себе; римляне - харпаксом, что означает грабитель, а персы - кавубой, то есть камнем, способным притягивать мякину.
Интересно, что арабское название электрического ската - "ра-ад", что значит - "молния". Вряд ли это случайно. Вряд ли случайно и то, что имя Электра у Эврипида и Гомера дано женщине с характером пылким, "молниеносным". А связь между словами "электрон" - янтарь и именем "Электра" несомненна.
Говорят, это свойство янтаря открыто дочерью Фалеса из Милета. Вряд ли! Оно, видимо, было известно еще раньше и повсеместно. Так, А. Гумбольдт, побывавший в конце прошлого века у не затронутых цивилизацией индейцев в бассейне реки Ориноко, мог убедиться в том, что им известны свойства янтаря. Янтарное веретено светлокудрой - лишь красивая древняя сказка.
Сказки сказками, а дотошные историки могут сейчас уверенно сказать, какую пользу извлекали наши древние да и не столь древние предки из окаменевшей миллионнолетней смолы: янтарь считали действенным лекарством, косметическим средством. Янтарные ожерелья, янтарные четки - это защита от дурного глаза, от напасти, от болезней. Видимо, поэтому столь часты на картинах старых фламандцев изображения кормящих мадонн с янтарными ожерельями.
Так использовался янтарь, камень полезный и таинственный, известный уже тысячи лет, столько же, сколько известен и другой таинственный камень магнит.
Природные магниты, попросту говоря, кусочки магнитного железняка магнетита (химический состав: 31% железа и 69% кислорода) не везде назывались магнитами. В разных странах магнит называли по-разному, но большая часть всех этих названий магнита переводится как "любящий", "любовник". Так поэтичным языком древних описано свойство кусков магнита притягивать железо.
Название "магнит", как утверждает Платон, дано Эврипидом. По другой, значительно более красивой и известной, но менее правдоподобной притче Плиния, название дано в честь сказочного волопаса Магниса, гвозди сандалий и железная палка которого прилипали к неведомым камням.
И эти перспективы, и ущерб, причиняемый шаровой молнией, да и извечная страсть человечества к решению головоломных задач, то и дело встающих на его пути, заставляют нас взвешивать все новые и новые предположения, касающиеся природы шаровой молнии. Такие предположения очень многочисленны, насчитываются сотнями, и это верный признак того, что мы еще очень далеки от познания тайны.
Практически любая теория возникновения шаровой молнии содержит в себе некие противоречия, не поддающиеся пока еще убедительному разрешению. Приведем несколько примеров:
Шаровая молния - это горящие клубки газа (так считал еще Франсуа Араго) или каких-то гремучих смесей, образовавшихся при разрядке "обычной", линейной молнии. Противоречие: в этом случае молния должна была бы быстро "выгореть". Согласно расчетам молния должна была бы исчезнуть через десятые доли секунды, а она иной раз живет целые минуты.
Шаровая молния - это образование, вызванное созданием при ударе обычной молнии газообразных химически активных веществ, которые горят в присутствии катализаторов, например частичек дыма или пыли (известный советский физик-теоретик Яков Ильич Френкель). Предположение противоречит общеизвестным фактам - науке неизвестны вещества с такой колоссальной теплотворной способностью, которой обладает вещество шаровой молнии.
Шаровая молния - клубок горячей плазмы (немецкий физик А. Мейснер), бешено вращающийся за счет некоего начального импульса, данного сгустку материнской, линейной молнией. Противоречие с известными фактами то же: расчеты показывают, что и эта теория не в состоянии объяснить длительного существования шаровой молнии и ее грандиозной анергии.
Известный советский электротехник Г. И. Бабат в первые месяцы Великой Отечественной войны, производя в нетопленой лаборатории эксперименты над высокочастотными токами, неожиданно для себя получил... искусственную шаровую молнию. Когда потенциал между электродами на кварцевой трубке внезапно возрос, из трубки со страшной скоростью вырвалось огненное кольцо, удивительно напоминавшее шаровую молнию.
Бабат разработал на основе этих экспериментов еще одну теорию шаровой молнии, основанную на том, что центростремительным силам, стремящимся разорвать огненный шар на куски, противостоят появляющиеся на большой скорости вращения силы притяжения между расслоившимися зарядами.
Шаровая молния - объемный колебательный контур (академик П. Л. Капица). Сравнив шаровую молнию с облаком, образовавшимся после атомного взрыва и "высвечивающимся" в течение десятка секунд, Капица пришел к выводу, что молния высвечивается в сотую долю секунды. Раз этого не происходит, молния постоянно должна получать энергию со стороны. Молния улавливает радиоволны, возникающие во время грозовых разрядов. Теория изящно объясняет отмечаемое многими исследователями и случайными наблюдателями пристрастие молнии к всевозможным трубам и дымоходам - они являются для молнии волноводами, каналами для передачи энергии. Противоречие - рассказ очевидца из газеты "Дейли Мэйл": там молния продолжала испарять воду в кадке с водой, уже "утонув" в ней. В этом случае (т. е. коснувшись воды) молния уже не смогла бы быть объемным резонатором и получать энергию в виде радиоволн. Однако раз вода кипела, значит энергия откуда-то все-таки поступала.
Американской исследовательской фирмой "Бендикс" построена установка, на которой можно получать небольшие плазмоиды, напоминающие шаровую молнию, и выстреливать их из сопла установки со скоростью порядка двухсот километров в секунду. Это сразу же навело исследователей на мысль об использовании плазмоидов в качестве нового "х-оружия". Стрельба шаровыми молниями, по мнению создателей установки, будет наиболее эффективной в космических военных операциях - в космосе, на иных планетах. Это особенно злободневно, по мнению исследователей, в связи с недавним запретом использования в космосе ядерного оружия. Работы продолжаются.
Шаровая молния - это встреча антивещества, прибывшего из неизведанных далей Вселенной, с веществом, например с пылинкой. Эта широко распространенная гипотеза может объяснить почти все - и все потому, что "подробности" возможной встречи нами пока не изучены и здесь можно предполагать что угодно. Однако остается противоречие: почему шаровые молнии встречаются чаще всего во время гроз? Ведь, исходя из общих соображений, если и попадает на землю антивещество, то попадает оно независимо от того, неистовствует в это время в данной местности гроза или нет. Предположение же о том, что и сами грозы обусловлены антивеществом, пока поддержки не получило.
Шаровая молния устроена проще, чем шариковая авторучка, считает сотрудник Научно-исследовательского института механики Московского государственного университета Б. А. Парфенов. Если в последней - десяток деталей, то в шаровой молнии их всего две - тороидальная токовая оболочка и кольцевое магнитное поле. В результате их взаимодействия из внутренней полости шара выкачивается воздух. Если электромагнитные усилия стремятся разорвать шар, то давление воздуха, наоборот, стремится смять его. Эти силы могут в некоторых случаях уравновеситься, и шаровая молния приобретает стабильность. Ток течет по внешнему кольцу, не затухая в течение нескольких минут. Наличие вакуума препятствует передаче энергии от молнии к окружающей среде - поэтому шаровой молнии не требуются какие-нибудь новые, неизвестные источники энергии. Наличие быстро изменяющегося магнитного поля легко объясняет такие, казалось бы, необъяснимые явления, как пропажа колец и браслетов прямо с руки, а также "прощальный шум" - включение в домах электрических звонков, порча телевизоров и радиоприемников. В кольцах и браслетах, становящихся при быстром движении шара как бы вторичной обмоткой трансформатора, наводятся столь чудовищные токи, что металлы испаряются прямо с руки настолько быстро, что хозяйки этого даже не замечают! По той же причине звонят звонки и портятся приемники и телевизоры.
Не желая вселять в читателей излишний пессимизм, автор не собирается утверждать, что и эта теория, одна из последних по времени, внутренне противоречива. Он ограничится упоминанием, что и в ней имеются неясности по части источника энергии шаровой молнии. А энергия эта очень велика. По свидетельству Максима Горького, он вместе с А. П. Чеховым и В. М. Васнецовым видел на Кавказе, как "шар ударился в гору, оторвал огромную скалу и разорвался со страшным треском".
Если эту энергию использовать, быть может, удастся создать устройства, которые показались бы сейчас по своим свойствам фантастическими.
Надо сказать, что опыты по приручению шаровой молнии уже ведутся. Американским ученым удалось добиться частичного подтверждения теории П. Л. Капицы, получив в луче радиолокатора и сохранив в течение некоторого времени светящиеся плазмоиды - шарики плазмы. Советским ученым совершенно другим способом тоже удалось получить плазменные сгустки, очень напоминающие шаровую молнию. Однако еще ни разу не удалось получить в этих сгустках неповторимых и в чем-то пугающих свойств настоящей шаровой молнии.
Тем интересней загадка.
Тем ближе ее решение.
Маленькие лоцманы с Бермудских островов
На базальтовых стенах и колоннах древнеегипетских храмов среди бесчисленных изображений ибисов, быков, воинов нет-нет да попадется изображение священной рыбы. Даже беглый взгляд на нее дает точный ответ - это нильский электрический сом - близкий родственник хорошо знакомого всем нам европейского сома. Видимо, мощный электрический удар, который получал древний египтянин при попытке коснуться этой рыбы, немало способствовал присвоению ей священного титула.
Электрические рыбы известны человечеству с древнейших времен. Еще Аристотель, гуляя со своими учениками по ухоженному парку, окружавшему Ликей, поведал им, что электрический скат, обитающий в Средиземном море, "заставляет цепенеть животных, которых он хочет поймать, побеждая их силой удара, живущего в его теле".
А древнеримский врач Скрибоний, говорят, небезуспешно излечивал подагру стареющих римских патрициев с помощью "освежающего" удара электрического угря. О природе этих ударов никто не догадывался до Алессандро Вольта, который сопоставил удар, получаемый от электрического ската, с ударом от построенной им батареи - вольтова столба. Однако планомерные глубокие исследования начались лишь в наше время, когда появилась записывающая импульсы рыб аппаратура. Исследования показали, что среди трехсот известных видов электрических рыб лишь немногие дают сильные и редкие импульсы. Так, двухметровый электрический скат способен создать электрический импульс напряжением 50 - 60 вольт при силе тока 50 ампер - вполне достаточный, чтобы парализовать рыбу чуть поменьше его самого. Электрические угри, живущие в Амазонке и некоторых других южноамериканских реках, способны развить разность потенциалов 500 вольт - напряжение, опасное для жизни человека. Известный естествоиспытатель А. Гумбольдт, много путешествовавший в бассейне Амазонки, рассказывал о том, как индейцы охотятся на эту рыбу. Перед охотой они выпускают в водоем, где обитают угри, лошадей. Обессилевшие от множества разрядов угри становятся легкой добычей индейцев.
Зачем рыбам электрический разряд? У тех рыб, о которых мы только что говорили, - для нападения и защиты. Электрическому скату, парализующему свою добычу электрическим ударом, овладеть ею другим способом было бы весьма непросто - ведь рот у него... на брюхе. Угорь, парализующий лягушку на расстоянии метра, использует свой удар и для защиты от многочисленных врагов, которые были бы не прочь полакомиться его вкусным мясом.
Что представляют собой электрические органы рыб? В первую очередь это особые мускульные клетки, так называемые электрические пластинки, поразительно напоминающие по схеме соединения и конструктивному принципу электробатареи. У электрического ската эти органы занимают порой четверть тела, у сома - большую часть, а у электрического угря ими не занята разве что голова.
Есть рыбы, электрические органы у которых невелики и как бы "разбросаны" по телу. Да и разряды этих рыб слабенькие: какие-нибудь жалкие вольты, правда, разряды следуют непрерывно. К этим рыбам относятся длиннорылы и гимнарки. Судя по первому впечатлению, электрические органы гимнаркам и длиннорылам совсем не нужны - слишком слабы сигналы. Однако многочисленные измерения электрических полей этих рыб выяснили знаменательную вещь: при движении рыб их электрическое поле остается неподвижным, ибо неподвижны те участки тела, которыми это поле создается.
В противовес всем прочим рыбам гимнарки и длиннорылы не используют при движении столь удобные волнообразные движения туловища. Напротив, туловище при движении этих рыб остается неподвижным. И это очень важно - рыбы оказались способными даже при движении чувствовать малейшие изменения конфигурации их электрического поля, вызванные, например, другой рыбой. Изменение поля - и немедленная реакция - в атаку! Пусть даже это свой сородич - ему не сдобровать! Такие реакции, возможно, вызваны условиями жизни - ведь и длиннорылы и гимнарки обычно обитают в мутной воде и вообще видят плоховато. Да и охотятся они обычно ночью.
Нужно, однако, тут же отметить, что электрические рыбы совсем не монополисты "электрического чувства". Множество существ может чувствовать электрическое поле - ощущение, не доступное царю природы - человеку. Кстати, половые клетки человека - сперматозоиды, согласно сообщениям некоторых ученых, хотя и с трудом, но отличают "плюс" от "минуса". Эта способность, пока еще неподтвержденная, открыла бы гигантские перспективы и гигантские же проблемы ведь матери с отцом представилась бы возможность по своему произволу выбирать пол ребенка, который должен у них родиться!
Молодые раки засовывают себе в ухо небольшие камешки; те своим весом воздействуют на волосок - часть органа равновесия рака. Такие же "камешки" есть и у человека - это отолиты - они указывают направление силы тяжести. Однажды исследователи заменили рачьи камешки магнитными опилками. Теперь при поднесении к раку магнита у него проявляется "магнитное чувство" - он располагается в плоскости, перпендикулярной равнодействующей магнитной силы и силы тяжести. Если на барабанную перепонку человека приклеить небольшие кусочки железа, человек начинает воспринимать "на слух" магнитные колебания. Путь к "магнитному чувству"? Может быть, его можно использовать для глухих?
На возможность "сортировки" семенных клеток по полу указывает уже широко использующееся в животноводстве свойство спермы, порождающей самцов, двигаться к положительному полюсу электрического поля, а спермы, порождающей самок, - к полюсу отрицательному. Метод не слишком надежный, но лучше что-то, чем ничего.
А некоторые рыбы обладают прямо-таки удивительной, непостижимой для человека способностью ощущать электромагнитные поля.
Шестое чувство?
Возможно. В США и Канаде для отгона миног от мест скопления мальков, которых миноги бессовестно пожирали, на реках, впадающих в Великие озера, установлены электромагнитные барьеры.
Советский биолог Ю. А. Холодов сумел добиться у некоторых рыб условного рефлекса на постоянное магнитное поле.
Но если уж рыбы способны таким образом чутко реагировать на всевозможные магнитные поля, то не объясняется ли этим их способность ориентироваться в безбрежных просторах океана?
Вот речные угри, пересекающие тысячемильные просторы Атлантики на пути к вожделенным Бермудским островам, где природой начертано им метать икру и... погибнуть после утомительного путешествия и изнурительного акта создания новых жизней. А маленькие угри, вылупляющиеся из икринок, отправляются без чуткого родительского руководства к родным берегам, через те же тысячемильные просторы. Такая же романтическая и загадочная история происходит с лососями, возвращающимися из тихоокеанских вод в устья камчатских и североамериканских рек.
А птицы? Разве не достойны восхищения их чуть ли не кругосветные перелеты? Как они это делают? Замешан ли тут магнетизм Земли? Исчерпывающего ответа на эти вопросы нет. Но эксперименты ставятся, и в большом количестве. Например, голубям для проверки их способности ориентироваться укрепляли на крыльях сильные магниты, "заглушающие" для птиц магнитное поле Земли. Несмотря на это, сотни голубей уверенно находили свои гнезда. Значит, не магнетизм Земли является той путеводной звездой, которой придерживаются птицы? Тогда что же?
Вообще, чувствительность к электромагнитным полям, недоступная человеку, видимо, распространена очень широко. Известны, например, эксперименты над мухами, которые всегда совершали "взлет и посадку", сообразуясь с направлением магнитного поля. Садовые улитки - идеальный объект для наблюдений вследствие их рассудительности - тоже свершали свой неторопливый путь с учетом направления магнитного поля. Простейшие существа - инфузории - прекрасно ориентируются в электрическом поле.
Растения ощущают как электрическое, так и магнитное поля. Влияние этих полей на растения до сих пор еще тщательно изучается. Проводится, например, такой опыт. Растение помещается в сильное электромагнитное поле. Уже через несколько минут вместо цветущего растения - мертвый стебель с увядшими листьями. В другой раз тот же опыт дает результат прямо противоположный растение начинает быстро расти и в конечном итоге дает урожай, в пять раз больший обычного...
Еще опыт. По поверхности почвы пропускают ток. Растения быстро засыхают. Но некоторые превращаются в гигантов: редис диаметром 13 сантиметров, морковь диаметром 30 с лишним сантиметров весом в 5 с лишним килограммов...
Нет сомнений, что человек овладеет в конце концов этими секретами. Гуго Гернсбек, автор когда-то знаменитого фантастического романа "Ральф 124 С41+", описывает сельскохозяйственное производство эпохи, отделенной от нас с вами сотнями лет:
"Было темно, но пшеничное поле, раскинувшееся вокруг на. несколько миль, светилось слабым пурпуровым сиянием. При этом слышался звук, похожий на потрескивание или легкий шелест. Колоски пшеницы казались светящимися.
Пшеничные зерна, выросшие из семян, прошедших обработку коронным электрическим разрядом, весят больше и содержат больше белка. Казахстанские биологи утверждают, что эти свойства сохраняются и на следующий год.
- Так выглядит ночью поле под электрическим током, - сказал Ральф. - Днем слабые разряды не видны, в темноте возникает свечение. Один из полюсов высокочастотного генератора соединен с почвой, другой - со стальными переплетами крыши теплицы. Без помощи электричества мы не могли бы выращивать более двух или трех урожаев пшеницы в год".
Звезды Диоскуров
И еще одно электрическое явление заметили наши древние предки - огни святого Эльма, или звезды Диоскуров. Их называли по-разному: в Португалии "Корпо-Санто", в Англии - "Кома-Санто", в странах, лежащих в бассейне Средиземного моря, - "огни святого Николая" или "святой Клары". Но это уже позже. А раньше были добрые и злые звезды: добрые - звезды Кастора и Поллукса (Полидевка) - по имени легендарных близнецов Диоскуров и зловещая звезда святой Елены.
Первые упоминания об этих явлениях находим в "Комментариях Кесаря" - книге о войне африканской, где Юлий Цезарь писал, что "в одну из ночей железные острия копий пятого легиона казались огненными".
Римский философ Луций Анней Сенека две тысячи лет назад описал, как во время гроз сошедшие с неба звезды, словно птицы, садятся на мачты кораблей на радость морякам - это считалось хорошим предзнаменованием. Но "добрыми" были только парные огни - звезды Кастора и Поллукса. Если загоралась только одна звезда, предзнаменование не сулило ничего доброго.
Тит Ливий писал, что из дротика, которым один из военачальников вооружил только что вступившего в ряды воинов сына, в течение двух с лишним часов исходил огонь, не сжигавший деревянных частей.
Плиний тоже неоднократно замечал звезды Диоскуров на копьях часовых,
Вот что пишет сын Христофора Колумба: "Моряки перестают бояться бури, когда показываются огни святого Эльма. В 1493 году, в октябре месяце... ночью, при сильной грозе и проливном дожде огни святого Эльма показались на мачте в виде семи зажженных свеч. При виде этого чудесного явления весь экипаж стал молиться и и петь благодарственные гимны".
Спутник Магеллана Геррера также свидетельствует о суеверном отношении матросов к этим явлениям: "Когда, во время бури, на мачте показывались огни святого Эльма, иногда в виде одной свечи, иногда в виде двух, матросы плакали от радости". Видимо, не знали матросы, что при одной "свече" они были свидетелями огня святой Елены, который, в согласии с более старыми суевериями, был несчастливым.
В книге Фламмариона "Атмосфера" описывается встреча с особенно сильными огнями святого Эльма на траверсе Балеарских островов: "Вдруг наступила страшная темнота - гром и молнии появились невиданные. Опасаясь бури, я спустил все паруса. Тогда мы увидели в разных местах корабля более тридцати огней святого Эльма. Тот, который находился на флюгере грот-мачты, был более полутора футов в длину. Я послал матроса, чтобы снять его. Влезши наверх, матрос крикнул нам, что огонь шипит, как ракета из сырого пороха. Я велел снять его вместе с флюгером и принести вниз. Но как только матрос снял флюгер, так огонь перескочил на конец мачты, откуда снять его было уже невозможно. Он там оставался некоторое время, а затем исчез понемногу".
И еще много таинственных появлений "огней Диоску-ров" запечатлели древние и недавние летописи. Много раз появлялись они, пугающе непонятные, прежде чем удалось выяснить их истинную природу - родственную природе столь непохожего явления, как молния. Да и что такое звезды Диоскуров, огни святого Эльма, как не электрический разряд, но разряд не внезапный, бурный, громовой, а разряд тихий, тлеющий, как бы стекающий с металлических остриев.
Приручить этот разряд оказалось не менее сложным делом, чем приручить молнию. Но тем приятнее победа.
Сейчас коронный разряд, таинственные "огни Диоскуров", несет свою скромную вахту, например, в заводских трубах. Там таинственное явление служит полезному делу - улавливанию дымовых частиц и служит неплохо - лишь одному проценту несгоревшего топлива удается избежать поимки в электрическом поле, создаваемом тонкой проволокой - генератором прежде столь таинственного явления.
А в космический век коронный разряд находит себе и более романтическое применение - он служит источником силы, "подталкивающей" космический корабль в глубинах мирового пространства: стекающие с острия заряды оказываются новым космическим топливом. Звезды Диоскуров, созданные человеческим гением, начинают сиять в теплом ночном небе...
Янтарь и магнит
Разговаривая с бедным свинопасом по имени Эвмей, Одиссей попросил его рассказать свою историю. И тот поведал, что не свинопас он, а сын царский, родом с острова Сира, "что необильно людьми населен, но удобен для жизни", и украден он и продан в рабство купцами из далекой Финикии. Как-то их корабль пристал к острову, и нянька царевича, финикийская рабыня, решила бежать с купцами на родину, и, "...когда изготовился в путь их нагруженный корабль, ими был вестник о том к финикийской рабыне отправлен... В дом отца моего на показ он принес ожерелье: крупный электрон, оправленный в золото с чудным искусством".
Электрон - обработанный кусок янтаря - овладел вниманием царского двора, и финикийская рабыня, прихватив Эвмея и пару золотых кувшинов, сбежала на корабль.
Чем привлекал янтарь? Теплый камень удивительной красоты, содержащий иногда внутри себя диковинных маленьких насекомых, обладал одним необычным, располагающим к философическим построениям свойством - он мог притягивать! Он притягивал пылинки, нити, кусочки папируса. И именно этим свойством определялись в древности названия янтаря у разных народов. Так, греки назвали его электроном - притягивающим к себе; римляне - харпаксом, что означает грабитель, а персы - кавубой, то есть камнем, способным притягивать мякину.
Интересно, что арабское название электрического ската - "ра-ад", что значит - "молния". Вряд ли это случайно. Вряд ли случайно и то, что имя Электра у Эврипида и Гомера дано женщине с характером пылким, "молниеносным". А связь между словами "электрон" - янтарь и именем "Электра" несомненна.
Говорят, это свойство янтаря открыто дочерью Фалеса из Милета. Вряд ли! Оно, видимо, было известно еще раньше и повсеместно. Так, А. Гумбольдт, побывавший в конце прошлого века у не затронутых цивилизацией индейцев в бассейне реки Ориноко, мог убедиться в том, что им известны свойства янтаря. Янтарное веретено светлокудрой - лишь красивая древняя сказка.
Сказки сказками, а дотошные историки могут сейчас уверенно сказать, какую пользу извлекали наши древние да и не столь древние предки из окаменевшей миллионнолетней смолы: янтарь считали действенным лекарством, косметическим средством. Янтарные ожерелья, янтарные четки - это защита от дурного глаза, от напасти, от болезней. Видимо, поэтому столь часты на картинах старых фламандцев изображения кормящих мадонн с янтарными ожерельями.
Так использовался янтарь, камень полезный и таинственный, известный уже тысячи лет, столько же, сколько известен и другой таинственный камень магнит.
Природные магниты, попросту говоря, кусочки магнитного железняка магнетита (химический состав: 31% железа и 69% кислорода) не везде назывались магнитами. В разных странах магнит называли по-разному, но большая часть всех этих названий магнита переводится как "любящий", "любовник". Так поэтичным языком древних описано свойство кусков магнита притягивать железо.
Название "магнит", как утверждает Платон, дано Эврипидом. По другой, значительно более красивой и известной, но менее правдоподобной притче Плиния, название дано в честь сказочного волопаса Магниса, гвозди сандалий и железная палка которого прилипали к неведомым камням.