Ч.1 и Ч.2
Между пушкой и ракетой
На рубеже веков способ Жюля Верна, из пушки на Луну уже казался абсурдом. Ракетная техника была еще в зачатке. Зато бурно росли открытия в электродинамике, атомной физике. И появились фантастические проекты двигателей на «электрической силе».
Астрономия 19-начала 20-го века
Астрономия в 19 веке продолжает бурно развиваться. На нее начинает оказывать кумулятивный эффект сложения сил других областей науки и техники, например, математики(повышение точности небесной механики), металлообработки(изготовление зеркал для телескопов) и даже химии(спектральный анализ).
После открытия Урана началась настоящая гонка за еще не открытыми планетами. В 1800 году венгерский барон фон Зах организовал работу 24-х астрономов из разных стран. В результате были открыты астероиды Церера(1801), Паллада(1802), Юнона(1804) и Веста(1807). В течение 19-го столетия были открыты еще сотни астероидов.
В 1834 году немец Фридрих Бессель доказывает, что у Луны нет атмосферы(нет преломления света возле диска).
Еще в 18-м веке было ясно, что звезды находятся невероятно далеко. Но насколько? Как ни бились астрономы, обнаружить звездный параллакс (видимое смещение объектов относительно друг друга при движении наблюдателя) не удавалось. Было только ясно, что этот параллакс должен быть очень мал.
И вот, в 1837 году российскому астроному Василию Струве удалось определить смещение Веги в 0,125 угловую секунду. Это означало, что она находится на расстоянии 26 световых лет. Постепенно выяснялись расстояния и до других звезд.
Англичанин Уильям Парсонс (лорд Росс) достроил в 1845 году настоящий телескоп-монстр, который назвал соответствующе – «Левиафан». С помощью него он открыл, что многие туманности, которые У. Гершель считал «планетарными», состоят из звезд, то есть они являются такими же галактиками, как и Млечный путь.
Развивалась и планетная астрономия. К 1840-м годам стало ясно, что вычисляемая и видимая орбиты Урана расходятся. Астрономы предположили, что эта разница объясняется существованием еще одной планеты за Ураном. В 1846 году француз У. Леверье вычисляет орбиту этой планеты. Через несколько часов после получения данных от Леверье берлинский астроном Галле видит планету в точно вычисленном месте. Ее назвали Нептун.
В 1859 году физика и химия внесли колоссальный вклад в астрономию. Два друга, физик Густав Кирхгоф и химик Роберт Бунзен изобрели спектральный анализ – учение о том, что каждый химический элемент имеет свой уникальный световой рисунок – спектр. Помимо открытия новых элементов, новый научный метод принес открытия в астрономию. Главным было то, что небесные тела имеют в составе те же элементы, что есть и на Земле.
В 1869 г. Дж. Лейн публикует первую теорию внутреннего строения Солнца, предположив что наше светило – газовый шар. Эта теория положила начало рождению новой науки – астрофизике.
В 1877 году начинается история одного из самых известных астрономических заблуждений – «открытие» марсианских каналов.
В этом году состоялось одно из «великих противостояний» Земли и Марса. К этому времени уже были открыты полярные шапки планеты, их ежегодное увеличение и сокращение.
Конечно же, в год великого противостояния все астрономы приникли к телескопам. И итальянец Джованни Скиапарелли заявил, что открыл на Марсе нечто похожее на «реки», соединяющие темные области – «моря». Эти объекты он назвал «canali», то есть «русла». На английский слово перевели «canals», то есть искусственные каналы. Далее, вплоть до середины 20-го века некоторые астрономы будут регулярно заявлять, что видят эти «каналы».
Что это было, особенности тогдашних наблюдений, массовая иллюзия? До сих пор не совсем понятно. Когда были получены фотографии Марса с высоким разрешением, каналы исчезли. Но до того времени эти иллюзорные объекты подпитывали почву для спекуляций об обитаемости Марса.
В конце 19 века большинство астрономов не сомневалось, что Марс обитаем.
Физика
Достижения физики, как и многих других наук, в 19-м веке огромны. Я приведу только те, которые используются в приводимых произведениях.
Электричество – одна из немногих областей 19-го века, где научные открытия вызывали сдвиги в технологиях, а не наоборот.
Великий английский физик Майкл Фарадей в 1820-х годах поставил задачу «превратить магнетизм в электричество» и несколько лет напряженно думал над этой задачей. Он даже постоянно носил в кармане сюртука магнит и кусок медной проволоки. А что вы знаете об упорстве? И вот, в 1831 году ему улыбнулась удача. Вкратце, Фарадей открыл, что меняющееся магнитное поле вызывает электрический ток, что вообще электричество и магнетизм это стороны одного явления. Фарадей вводит понятие электромагнитного поля и многое другое. Он открывает эру электричества вообще.
После эпохального открытия Фарадея исследования и техника двинулись очень быстро. Джеймс Максвелл теоретически обобщил открытия Фарадея и, как Леверье, «на кончике пера», предсказал существование электромагнитных волн. Но с 1873 по 1888 год ЭМ-волны считались многими учеными лишь интересной игрой ума. В этом виновата и опередившая время смелость идей Максвелла, и не лучший способ их изложения самим автором.
Однако немецкий ученый Генрих Герц решил экспериментально проверить существование электромагнитных волн и к 1888 году добился успеха. Волны существовали, вели себя как предсказано и показывали полное тождество со светом. Устройство Герца было, по сути, первым радиопередатчиком и приемником, но очень примитивным, показывающим прием искрой, и совсем малого действия, всего несколько метров. Тем не менее, имя ученого прогремело на весь мир, все заговорили о «лучах Герца», и где их применить.
Сам Герц очень скептически относился к прикладному значению своего открытия. Однако изобретатели и ученые всего мира сразу разглядели его потенциал и бросились ставить опыты. Есть старый отечественный спор, кто же все-таки изобрел радио, Попов или Маркони. Однако после открытия Герца идея радио буквально висела в воздухе.
Еще в 1868 году американец Мэлон Лумис продемонстрировал некий аппарат беспроводной связи. Правда, судя по описанию(два провода, подвешенных к воздушным змеям, с телеграфным ключом на одном и гальванометр на другом), аппарат был мало перспективным.
Но в 1890-х годах подводящих изобретений было много. Бранли и Риги, Лодж и Бозе строили все более чувствительные детекторы ЭМ-излучения. Знаменитые Н. Тесла и Э. Резерфорд были в одном шаге от создания радиосвязи. Но истории суждено было сложиться по-другому. В 1895 году Александр Попов начал работу над радиосвязью и к 1899 году создает практически применимые передатчик и приемник. Так у кого приоритет, Попова или Маркони? Ответ на это не цель настоящей статьи, однако, несколько соображений все же выскажу. Попов начал работу действительно раньше, но Маркони создавал свое изобретение независимо и параллельно.
В советские годы причину того, что Россия не стала центром распространения радио, было принято списывать на отсталое и косное царское правительство. Доля истины в этом есть. Но сыграл роль и субъективный фактор. Попов вел работу над радио медленно, постоянно отвлекаясь на другие проблемы. В критические несколько месяцев после изобретения, когда его надо было доводить до ума и ставить на практические рельсы, Попов этого не сделал. Он возобновил работу только когда узнал, что ведутся аналогичные работы Маркони. Александр Степанович был в первую очередь физиком, а не инженером, и уж тем более, не предпринимателем. Сам он в 1897 году высказался определенно: «Не подлежит сомнению, что первые практические результаты по телеграфированию на значительные расстояния были достигнуты Маркони прежде других».
Итальянцу Гульельмо Маркони нужно отдать должное. Он прикладывал огромный талант и энергию в совершенствование, и продвижение своего изобретения. Вклад его в развитие радио, действительно огромен. В 1897 году он передает радиосигналы до 16 километров, а в 1901 уже проводит сеанс между Англией и Америкой. Без преувеличения, именно Маркони вывел радиосвязь в большую жизнь.
Показательно, что как только радио стало развиваться, Н. Тесла тут же заявил, что принимает сигналы с Марса. Современные радиоастрономы считают, что он принял естественное излучение Юпитера.
И завершить обзор развития физики стоит открытием радиоактивности. Очень символично, что это произошло на заре двадцатого века. С 1858 года ученые делали опыты с вакуумными электронными лампами. Были открыты катодные лучи(поток электронов ).
В 1895 году немецкий физик Рентген, экспериментируя с катодной трубкой, обнаружил новое излучение. Он исчерпывающе его изучил, и в 1901 году получил самую первую в истории Нобелевскую премию по физике.
Открытие Рентгена спровоцировало волну физических экспериментов. Француз Анри Беккерель, изучая соли урана на флуоресценцию, обнаружил еще одно новое излучение.
Пьер и Мария Кюри начали изучать новое излучение и назвали его радиоактивностью. К Первой мировой войне усилиями ученых многих стран была уже построена теория радиоактивного распада.
Фантастика начала 20-го века. Марсиане и антигравитация.
Курд Лассвиц. На двух планетах(1897)
Немецкий писатель Курд Лассвиц(1848-1910) у нас малоизвестен, а у себя на родине он считается «отцом» немецкой научной фантастики. Получил физико-математическое образование. Преподавал в гимназии. Славу ему принес заглавный роман.
Трое немецких ученых прибывают на Северный полюс на воздушном шаре. Там они видят странное здание, а с их шаром творится что-то непонятное. Оказывается, давным-давно на Землю прилетели марсиане и построили на полюсе свою базу. Над полюсом также висит «космический вокзал». При всей своей развитости, высадиться где-то еще, кроме земных полюсов, они не смогли, и три немца для них первые люди, с которыми они напрямую вошли в контакт. Марсиане построили у себя крайне развитое, утопическое государство и межпланетные путешествия для них давно не проблема.
Марсиане открыли, что гравитация подобна электромагнитному излучению, но распространяется в миллион раз быстрее. Они изобрели вещество, непрозрачное для гравитации. Ну а далее, построили аппараты, использующие это свойство. Межпланетный полет дается Лассвицем без особых подробностей.
Роман показался мне не особенно художественным, но размаху событий позавидовал какой-нибудь Клэнси. Марсиане хотят поднять землян до своего уровня развития. Но земные правительства не терпят вмешательства в свои дела и начинают против марсиан войну.
Герберт Уэллс. Первые люди на Луне(1901)
Уэллс(1866-1946), безусловно, вместе с Ж. Верном является отцом-основателем научной фантастики. Выходца из бедной лондонской семьи в жизни не ждало ничего интересного. Но в восемь лет мальчик сломал ногу и пристрастился к чтению. Когда его потом отдавали на ученичество в разные лавки, он откровенно саботировал работу, и, в конце концов, смог получить высшее образование и даже степень по биологии. По собственному признанию Уэллса, фантастические рассказы для него были лишь способом поставить героев в необычные обстоятельства и изложить собственные философские идеи.
Несостоявшийся делец Бедфорд случайно знакомится с ученым Кейвором. Тот ему рассказывает о своем открытии – веществе, экранирующем гравитацию. Кейвор рассуждает: для любого вида электромагнитной энергии есть прозрачные и непроницаемые вещества. Почему не может быть экрана для гравитации? Таким образом, Уэллс устами героя делает допущение, что гравитация это один из видов ЭМ-излучения. Что же, вполне в духе времени. ЭМ-волны открыты меньше пятнадцати лет назад, рентгеновские лучи – несколько лет назад. Само вещество описывается туманно, сплав из неизвестных металлов, изготовленный в атмосфере нового газа – гелия(открыт на Земле в 1895).
Пока Бедфорд лихорадочно размышляет, какие деньги и как заработать на кейворите (так, естественно, назвали вещество), Кейвор делает неожиданный вывод – используя кейворит, можно долететь до Луны. Компаньоны проектируют межпланетный аппарат. Это шар, внешний каркас стальной, со свертывающимися шторками, покрытыми кейворитом. Если все шторки закрыть, шар взлетает, открыть одну, ближайшее небесное тело притягивает шар к себе.
Внутри стального расположен стеклянный герметичный шар, где можно сделать жизнепригодную обстановку. Управление кейворитовыми заслонками выполняется из шара электрически. Система обеспечения описывается скудно: кислородные баллоны, аппарат для поглощения углекислоты, электрическая лампочка, конечно, запасы еды и воды.
Итак, шар сделан, компаньоны садятся в него и взлетают. Внутри невесомость, которая Уэллсом описывается как приятное парение. Невесомость действует на организм – героям почти не хочется есть и пить, потребление кислорода очень низкое.
Навигация осуществляется очень просто: Кейвор считает на бумажке, а потом открывает и закрывает заслонки. Наконец, герои высаживаются на Луне. Здесь все-таки есть атмосфера, но она замерзает во время лунной ночи. Когда все оттаивает, просыпается жизнь, в том числе и разумная.
Бедфорд бежит с Луны, оставив своего напарника в плену у селенитов. Однако тот сумел подать о себе весть. Он получил доступ к радиопередатчику и стал отправлять на Землю сообщения.
У Уэллса же на Землю прибывают захватчики-марсиане по способу Ж. Верна, в снаряде, выпущенном из пушки(Война миров, 1898)
А. Богданов. Красная звезда(1908)
Этот автор, как и его произведение, у нас сравнительно мало известен, и незаслуженно. Богданов(настоящая фамилия Малиновский) родился в 1873 году, в молодости получал физико-математическое образование, был исключен за участие в социал-демократическом движении, после получил диплом врача и стал видным большевиком, одно время даже был фактическим лидером партии, так как Ленину было трудно управлять из-за границы. Поссорился с вождем пролетариата на почве философии. Создал науку «тектологию», в которой предвосхитил системный подход и принципы самоорганизации.
Наконец, он был фантастом. В «Красной звезде» Богданов создал утопическое социалистическое общество на Марсе.
Произведение начинается с того, что к рассказчику является странный субъект, который оказывается замаскированным…марсианином, и приглашает его совершить космический полет. Он объясняет герою принципы межпланетного полета. Как и Уэллс, Богданов делает допущение, что гравитация это один из видов электромагнетизма. Но если Уэллс эту силу предлагает экранировать, то Богданов предполагает существование материи, которая не притягивается к другой, а отталкивается(минус-материя в тексте).
Далее, герои садятся в этеронеф (можно перевести как космический корабль). Это большой аппарат, сравнимый с морскими кораблями. Он состоит из множества помещений. Кислородная, водяная, астрономическая, вычислительная(!) комнаты. Жилые каюты, лаборатории, библиотека и даже спортзал.
Сердцем корабля является машинное отделение, где стоит двигатель. Антигравитации недостаточно для быстрого полета, поэтому корабль приводит в движение реактивный двигатель на атомной(!) тяге. Марсиане пользуются неназванным радиоактивным веществом, распад которого как-то ускоряют. Корпус двигателя, кстати, сделан из осмия.
Корабли марсиан движутся со скоростями 25-50 км/с, но со слабым ускорением, так что во время полета царит почти полная невесомость. В пути корабли поджидают многие опасности, в первую очередь метеоритная. Во время полета герой чуть было не погиб из-за разгерметизации, причем она описывается классически для последующей фантастики: свист вырывающегося воздуха, героев чуть не выбрасывает в космос. Но его спасает марсианин, закрыв дыру в борту собственным телом. Дальнейшая книга посвящена утопическому марсианскому обществу, весьма небезынтересному.
Хьюго Гернсбек. Ральф 124C 41+(1912)
Хьюго Гернсбек(1884-1967), настоящее имя Гуго Гернсбахер. Уроженец Люксембурга, эмигрировал в США в 1904 году. Занимался изобретательством и бизнесом, но в историю вошел как «отец» американской фантастики. Писал фантастические произведения, при посредственной литературной ценности, наполненные множеством идей. Достаточно сказать, что в заглавном романе он предсказал принцип радара лет за двадцать до его действительного осуществления. Главная его заслуга в фантастике – это литературная и организаторская деятельность по продвижению научной фантастики. Он придумал и сам термин «научная фантастика».
Ральф 124C 41+ это имя главного героя. Он живет в 27 веке. Ральф изобретатель и ученый. Помимо прочих приключений, ему приходится пуститься в погоню за похитителем своей девушки на межпланетном корабле. Такие корабли в 27 веке доступны как во времена Гернсбека автомобили, их даже регистрируют как автомобили.
Во времена Ральфа на межпланетных кораблях устанавливают антигравитаторы, использующие гироскопы. Видимо, Гернсбек был не только отцом научной фантастики, но и торсионщиков.
На корабле, естественно, царит невесомость. Солнце накаляет одну сторону корабля до высокой температуры, вакуум охлаждает до абсолютного нуля с другой, так что в корабле…приятная средняя температура. Воздух регенерируется. Управление осуществляется все теми же гироскопами. Ральф догоняет похитителя со скоростью 80 тысяч миль в час. Герой взял корабль похитителя на абордаж(при помощи электромагнита и соединительной трубы) и вырубил его из «радиоперфоратора». В мире Ральфа также есть марсиане, один из них является антагонистом.
Итак, рубеж 19-20-го веков это время, когда реалистичный космический двигатель – ракетный, делал только первые шаги и не интересовал фантастов. Они искали принципиально новые движители и находили – антигравитация, электрические, ядерные. Это было объяснимо, изучение электромагнитных волн приносило успехи каждый год, по улицам уже давно двигались электрические трамваи и даже электромобили. Скоро окажется, что оптимизм был избыточным, но тут подоспеет очень реалистичный межпланетный двигатель – ракета. О чем и пойдет речь в следующей статье.
P.S. Из четырех романов я пролистал два, прочитал «от доски до доски» два, причем один скорее из культурно-исторического интереса. И только Уэллса тянет перечитывать, хотя технических идей там меньше всего, это, скорее, социальная фантастика. Талант.
