Нейтрино — одна из самых удивительных элементарных частиц. Она по имеет электрического заряда и движется со скоростью в точности, равной скорости света.
Другими словами, нейтрино, как говорят физики, не имеет массы покоя. Но пожалуй, главная особенность нейтрино состоит в том, что эта частица чрезвычайно слабо взаимодействует с веществом. Длина свободного пробега нейтрино, т. е. среднее расстояние, которое оно способно пройти в веществе, но испытывая взаимодействий с другими частицами, исчисляется миллионами миллиардов километров. Полярная звезда находится от нас на расстоянии около 500 световых лет, но если бы мы сплошь заполнили все пространство между этой звездой и Землей чугуном, то нейтрино пронизало бы эту чугунную плиту словно пустое пространство!
Чтобы в полной море оцепить проникающую способность нейтрино, достаточно напомнить, что луч света можно задержать листком бумаги. Металлический лист или даже металлическая сетка поглощает радиоволны, а сравнительно тонкая свинцовая плита — рентгеновские лучи.
Для того же, чтобы полностью преградить путь нейтрино, необходимо создать свинцовую защиту толщиной около 10 триллионов километров!
Согласно теоретической модели внутреннего строения Солнца и звезд, принятой в современной науке, источником внутризвездной энергии являются реакции термоядерного синтеза гелия из водорода. Как следует из теории термоядерных процессов, в ходе таких реакций должны в большом количестве рождаться нейтрино. Энергия солнечных нейтрино и их поток непосредственно зависят от характера этих реакций. Пронизывая толщу солнечного вещества, нейтрино вылетают в космическое пространство, и определенная их часть достигает Земли. О процессах, протекающих в самых сокровенных недрах: Солнца, эти частицы могут сообщить нам буквально через несколько минут.
Число нейтрино, летящих к Земле от Солнца, можно примерно рассчитать. Поскольку Солнце в целом находится в состоянии теплового равновесия, то энергия, которая рождается в его недрах в течение некоторого времени, должна приблизительно за то же самое время излучаться с солнечной поверхности в окружающее пространство.
Следовательно, по интенсивности солнечного излучения можно вычислить скорость термоядерных реакций, протекающих в недрах Солнца, а отсюда и среднее число нейтрино, покидающих Солнце за определенное время.
Таким образом, если бы нам удалось «изловить» солнечные нейтрино, оценить интенсивность их потока, измерить их энергию, мы могли бы, в буквальном смысле слова, заглянуть в недра дневного светила и проверить справедливость наших предположений о термоядерной природе его энергии.
Первые наблюдения подобного рода уже проводились и принесли весьма интересные результаты. К их обсуждению мы еще вернемся в одной из последующих глав.
В настоящее время в Советском Союзе осуществляется строительство уникальной нейтринной лаборатории, которая будет оборудована чувствительными детекторами для регистрации нейтрино.
Все шире используются в науке наших дней массовые исследования. Перед современным естествознанием возник ряд крупномасштабных проблем, изучение которых требует анализа огромного количества наблюдательных данных. В связи с этим возникла необходимость продолжения некоторых международных научных предприятий в масштабах всей планеты с участием многих государств мира.
Одним из наиболее показательных мероприятий подобного рода явился Международный геофизический год, который ознаменовал собой начало нового этапа в современном естествознании и в истории научного сотрудничества ученых разных стран. Международный геофизический год начался 1 июля 1957 г. и продолжался в течение двух е половиной лет. Наблюдения проводились на морях и океанах, на полярных станциях и высокогорных ледниках, в далекой Антарктиде и верхних слоях земной атмосферы. Было специально открыто более двух тысяч новых научных станций и обсерваторий. В разнообразных исследованиях по согласованной программе приняли участие ученые около 70 стран.
В результате были получены совершенно новые, очень важные данные о Земле, явлениях земного магнетизма и воздействии солнечной энергии на нашу планету и околоземное пространство. Было положено начало новой научной дисциплине — солнечно-земной физике.
Успех Международного геофизического года показал целесообразность и эффективность подобных коллективных крупномасштабных исследований и положил начало серии международных научных проектов.
Так, благодаря постоянному совершенствованию методов научного исследования окружающего нас мира появляется возможность добывать все новые и новые факты, позволяющие судить о все более сокровенных его свойствах.
Здесь еще раз очень важно подчеркнуть тесную взаимосвязь и взаимозависимость процесса научного познания и процесса общественного развития. Развитие науки ведет к открытию неизвестных ранее закономерностей, новые знания способствуют ускорению научно-технического прогресса, что, в свою очередь, создает возможности для использования более совершенной исследовательской аппаратуры, позволяющей открывать неизвестные ранее факты.
Так, исследования строения Солнца и звезд способствовали изучению строения вещества, выяснению свойств элементарных частиц, а эти исследования, в свою очередь, сделали возможными нейтринные наблюдения Вселенной.
Проверяет практика
Таким образом, наука представляет собой не только систему, генерирующую знания, но и систему, функционирование которой обеспечивает все большее приближение к истине, все более высокую степень достоверности получаемых результатов, их соответствия реальности.
Подтверждается это соответствие практикой в широком смысле этого слова — как практикой самой науки, так и ее практическими приложениями.
Так, развитие новых, более совершенных и точных методов исследования позволяет проверить — подтвердить или уточнить (или опровергнуть) полученные рапсе данные. Например, полеты космических аппаратов на Луну, Марс и Венеру убедительно продемонстрировали достоверность данных наземной астрономии. Сообщили ряд ценнейших новых сведений об этих небесных телах и многое уточнив, они в общем и целом подтвердили те основные представления, которыми располагали астрономы.
В некоторых случаях результаты астрономических исследований могут быть проверены путем приложения в земных условиях тех знаний, которые добыты при изучении космоса. Так, теоретическая картина атомных и термоядерных реакций, разработанная в процессе изучения звезд и основанная на выводах специальной теории относительности Эйнштейна, прошла практическую проверку в атомных реакторах и лабораторных установках термоядерной физики.
Еще одним убедительным практическим подтверждением специальной теории относительности может служить то обстоятельство, что ее формулы лежат в основе расчетов многих устройств и установок современной ядерной физики. Если бы эти формулы были не верны, то подобные устройства просто не работали бы.
Вообще можно было бы перечислить множество чисто практических свершений, прежде всего в технике и технологии, которые являются непосредственным результатом тех или иных достижений науки. Подобных практических приложений, подтверждающих своим осуществлением справедливость соответствующих научных разработок, особенно много в наше время, когда Коммунистическая партия Советского Союза в качестве одной на первоочередных задач поставила перед советскими учеными задачу всемерного укрепления связи науки с производством. Иногда ученые сами дают рекомендации относительно возможных применений полученных ими результатов. В других случаях та или иная область народного хозяйства или техники ставит перед наукой прямые задачи. Особенно показательно в этом смысле воздействие на научные исследования современной космонавтики.
Каждый космический полет, особенно в тех случаях, когда ставятся новые задачи, — сложнейшая комплексная проблема, для решения которой необходимо использовать существующие высшие достижения многих областей современной науки. Специально для нужд космонавтики советскими учеными и инженерами был осуществлен ряд совершенно новых уникальных научных разработок, без которых различные космические операции просто не могли бы осуществиться. И тот факт, что они осуществились, — еще одно свидетельство в пользу достоверности науки.
Более того, научные исследования, выполненные по заказам космонавтики, затем находят себе широкое практическое применение в технике, на производстве и в других областях человеческой деятельности. Можно, например, упомянуть о разработке средств дальней космической радиосвязи, малогабаритных радиотехнических устройств, микроминиатюрных электронных блоков, новых измерительных приборов и другой уникальной аппаратуры, а также способов передачи телевизионных снимков на большие расстояния.
