Страница 7 из 83
Это, во-первых, комплекс сельскохозяйственных машин. Такой комплекс из 800 типов впервые за историю человечества разработан в нашей стране. Более 300 типов машин из этого числа уже выпускаются. Когда работа ученых и инженеров будет завершена, во всех почвенно-климатических зонах CCCP на сельскохозяйственных работах будет полностью уничтожен ручной труд.
Вторая «точка опоры» — химизация. Химия должна не только в изобилии дать растениям удобрения, но и защитить их от сорняков и вредителей. И тогда урожай поднимется в полтора-два раза.
Третья «точка опоры» — сами пропашные культуры: кукуруза, свекла, картофель, бобовые… Они известны давно. Но надо, чтобы появились новые сорта этих культур, самые высокоурожайные. Я недавно узнал, например. что генетики Сибирского отделения Академии наук вывели свеклу, которая дает сахара на 20 процентов больше с тех же площадей. Этот факт нам, знающим, что поднять сахаристость свеклы на один процент — уже подвиг, кажется фантастикой. Но ведь Френсису Бэкону в «Новой Атлантиде» многое тоже казалось недосягаемым идеалом. А факты говорят за себя.
На основе науки и передового опыта, опираясь на эти «три точки», мы придем к изобилию и сможем его поддерживать, даже если население городов и всей страны будет быстро расти…
Машины из лучей и струй
Механика — одна из древнейших наук. У ее истоков гениальные открытия великого ученого древности — Архимеда. Убежденный в могуществе, которое дает человеку знание законов механики, он, как утверждает предание, однажды воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну мир!» Среди творцов механики — целое созвездие блестящих имен. Леонардо да Винчи и Галилей, Эйлер и Ломоносов, Ньютон и Остроградский, Лагранж и Циолковский, Мещерский и Чаплыгин и еще многие и многие вложили свой труд в развитие науки о движении тел и влиянии сил.
Законам механики подчиняется все. И стремительный бег планет, и вращение гигантского маховика, и медленное падение пылинки, танцующей в воздухе. По ее формулам рассчитаны и яростное лезвие пламени, рвущееся из сопла реактивного двигателя, и легчайшие взаимосвязи шестеренок в механизме ваших наручных часов, и запутанное движение частиц в потоке воды, вращающем тяжелый ротор гидротурбины. Нет инженера, который не изучал бы в том или ином объеме механику. Что бы ни пришлось проектировать ему — каркас переброшенного через пропасть моста или фундамент высотного здания, обтекаемый корпус подводной лодки или тонкий профиль пропеллера, траектории движения элементарных частиц в камере синхрофазотрона или полет космической ракеты к соседней планете, — всюду придется ему обращаться к механике.
В конечном итоге развитием механики определяется уровень машиностроения.
Но не исчерпала ли эта наука себя, раз уже изучены все возможные взаимодействия тел — твердых, жидких, газообразных — с силами статическими, то есть не изменяющимися ни по величине, ни по направлению, пульсирующими, знакопеременными и т. д.? Не стала ли она в наше время своеобразной инженерной арифметикой, к четырем действиям которой уже ничего нельзя прибавить? Каковы перспективы развития механики в будущем, и не только близком, а и далеком, отнесенном к рубежу XXI века?
С этим вопросом мы обратились к выдающемуся советскому ученому в области механики академику Анатолию Аркадьевичу Благонравову.
— О, нет! — улыбнулся ученый, выслушав наш вопрос. — Даже классическая механика в самом узком-значении этого слова еще отнюдь не исчерпала себя. И не исчерпает, вероятно, никогда.
Механика — одна из самых связанных с практикой наук. И ее развитие идет в ногу с требованиями практики и промышленности.
Оглянитесь назад. На рубеже нашего века лежит рождение авиации. Было ясно: близок день, и летательный аппарат тяжелее воздуха поднимется в небо. Наиболее проницательные ученые предвидели, что именно ему, аэроплану, а не аэростату и дирижаблю, принадлежит окончательная победа над пятым океаном. Техника требовала от науки методики точных расчетов таких летательных аппаратов. И на эти требования ответил своими работами гениальный русский*ученый Николай Егорович Жуковский. Он дал формулы, которые позволили вычислить и подъемную силу крыла, и тянущую силу пропеллера, и толкающую силу корабельного винта, и усилие, передаваемое паром лопатке турбины. Труды Жуковского — это по существу рождение целой новой отрасли механики, называемой ныне аэродинамикой.
Видите, еще и ста лет не прошло, как выделилась из механики целая новая отрасль — со своей особой областью изучения, своей особой методикой, своим особым математическим аппаратом.
А вот и еще более близкий пример. Вы знаете, как увеличил скорость самолета пришедший на смену поршневому реактивный двигатель. Встала реальная возможность создания аппаратов, обгоняющих в полете звук собственного мотора, — встала проблема сверхзвукового полета. Первые же опыты показали, что созданная Жуковским классическая аэродинамика (видите, меньше чем за полвека своего существования аэродинамика стала классической!) уже не удовлетворяет создателей сверхзвуковых самолетов, потому что при таком полете возникает ряд явлений, не укладывающихся в старые представления. И механики изучают новые условия, устанавливают новые закономерности, дают новые формулы. Начало этой совершенно особой области аэродинамики положил в своих теоретических работах выдающийся советский ученый С. А. Чаплыгин. И полет со скоростью, в два и в три раза превышающей скорость звука, перестал уже быть редкостью для современных скоростных самолетов.
Можно привести много примеров из недавнего прошлого, когда в связи с запросами практики возникали целые новые ветви механики. Так, А. Н. Крылов создал теорию непотопляемости корабля. И. В. Мещерский заложил основы механики тела переменной массы. Кстати, к таким телам относится и взлетающая ракета, масса которой все уменьшается за счет убыли сгорающего топлива. Есть и целый ряд других примеров. Так можно ли нашу науку — древнюю механику, от древа которой отпочковалось в самые последние десятки лет множество новых великолепных ветвей, можно ли считать эту науку исчерпавшей себя? Да, конечно же, нет!
В каждой из областей механики есть и сегодня удивительные нерешенные задачи. Вспомните хотя бы течение жидкости в трубе или открытом канале.
Точные формулы описывают такое течение, только если оно осуществляется с небольшими скоростями, — так называемое ламинарное течение жидкости. Но если мы будем постепенно увеличивать скорости течения, у нас характер его вдруг резко изменится: в нем появятся неравномерности, вихри. Такое течение называется турбулентным. В большинстве технических устройств, например в обычном водопроводе, нам приходится иметь дело с турбулентным течением. А рассчитывать его точно мы до сих пор не умеем. Обычно инженеры применяют в таких случаях приближенные формулы.
Но, конечно, особенно стремительно развиваются, особенно важные задачи решают те отрасли механики, которые имеют дело с сверхвысокими скоростями.
Нет, дело не только в том, что космическая ракета, возвращаясь на Землю, входит в атмосферу со скоростью в несколько километров в секунду. Дело в том, что и среда, в которую входит наша ракета, совсем не похожа на те, с которыми имела дело классическая механика. Она очень разрежена, а отдельные ее частицы, движущиеся, как правило, тоже с очень высокой скоростью, ионизированы. Это по существу плазма.
С плазмой встречаются не только возвращающиеся из космического пространства ракеты в крайних слоях атмосферы. С плазмой, имеющей температуру в неколько миллионов градусов, работают ученые, пытающиеся овладеть секретом термоядерной энергии. Плазменный поток из реактивного сопла, позволяющий осуществить прямое превращение тепловой энергии в электрическую, видимо, заменит в ближайшие десятилетия тяжелые паровые и газовые турбины — и с ним работают ученые. Гигантские потоки плазмы фотографируют астрономы, изучающие солнечные протуберанцы. Да и само Солнце и все звезды состоят из плазмы. Радиоголос межзвездной плазмы улавливают чуткие уши радиотелескопов. Можно без преувеличения сказать, что вся Вселенная состоит в основном из плазмы, а вещество в твердом, жидком и газообразном состоянии встречается в ней в виде исключения.