Заглянем в будущее - Семенов Николай Николаевич (читать хорошую книгу .txt) 📗
Но оказывается, что полупроводниковые свойства чувствительны ко всему на свете. Мельчайшие дефекты, ничтожнейшие примеси могут существенно изменить свойства материала. Так что страницы научных и технических журналов остаются заполненными исследованиями, посвященными давно известным материалам.
Основной целью в поисках лучших полупроводников является миниатюризация. Радиоприемники и магнитофоны уменьшились на глазах даже самого юного нашего читателя. Уже находятся в продаже карманные электронные вычислительные машины, правда обладающие пока что небольшими возможностями.
По мере усовершенствования полупроводниковой техники ЭВМ появятся во всех библиотеках, а затем и во всех квартирах наряду с телевизором и холодильником. Кстати, о телевизорах. Работа в области создания крупных кристаллов полупроводников приведет к сверхплоским безвакуумным телевизорам, которые можно будет вешать на стене, как картину.
В недалеком будущем появятся индивидуальные радиостанции, позволяющие связаться с любым знакомым, где бы он ни был — в Индии или в Австралии. Осуществление этой задачи не за горами. За границей уже сейчас продаются «токи-воки» (talky-walky), что в переводе на русский язык означает примерно «гуляй-болтай». «Токи-воки» — это два маленьких передатчика-приемника, настроенных на одну волну. В лесу вы можете с приятелем искать грибы и не бояться потерять друг друга. А в ГУМе при наличии «токи-воки» вы будете знать, что ваша подруга находится в отделе готового платья в то время, когда вы выбираете себе подходящую удочку.
Мы живем в пору бурного научно-технического прогресса. Конечно, как справедливо было замечено в одном научно-фантастическом романе, «не всякий прогресс прогрессивен».
Страна, которая уверенно шествует к коммунистическому обществу, планирует научно-технический прогресс, отбрасывает в сторону то, что человеку не надо, подчиняет технику его интересам, памятуя, что главная цель коммунизма — это создание условий для полнокровной радостной жизни людей, населяющих планету.
Не надо об этом забывать, планируя деятельность в области создания новых материалов.
Как уже говорилось, современная физика может предсказать предельные свойства тел. Не может быть тела более прочного, чем бездефектный кристалл алмаза. Намагниченность определяется числом атомов в единице объема и будет максимальной в том случае, если «магнитные стрелки» всех атомов будут смотреть в одну сторону. Электрическое сопротивление проводника может быть практически доведено до нуля, если понизить температуру.
Наука не только указывает дороги, которыми надо следовать для достижения важных целей. Она помогает распознать и тупики. Можно привести примеры невозможного, противоречащего законам науки. Не будет создана тонкая нитка, с помощью которой можно было бы вытащить застрявший в грязи грузовик. Не будет изобретена тончайшая ткань, предохраняющая тело от холода…
Итак, природа сама ставит пределы возможного и невозможного, но они нисколько не мешают нам создавать великолепно устраивающий нас мир. Так что нет причин огорчаться этим пределам. А если будут найдены новые атомы? — спросит читатель, не признающий пределы дерзания человеческой мысли.
Не получается. Таблица Менделеева заполнена, и все стабильные атомы с временами жизни, достаточными для того, чтобы их использовать в производстве, уже открыты. Появление нового стабильного атома означало бы крушение закона Менделеева и уравнений квантовой механики. Такого не будет.
Но ведь будут найдены новые молекулы?!
Без сомнения, и тут читатель имеет право фантазировать безудержно. В его распоряжении вся сотня атомов таблицы Менделеева, и никто не вправе поставить под сомнение возможность получения самой удивительной атомной конструкции.
А как же законы валентности?
Действительно, как правило, те простые законы валентности, которые все мы изучали в школе, работают безотказно. Углерод может быть сцеплен с двумя, тремя и четырьмя атомами; кислород — с одним или двумя; водород — только с одним атомом и т. д. Но в последние годы химики синтезировали огромное число занятнейших «уродов», которые напоминают нам, что правила валентности весьма условны. Молекула может быть построена как угодно, лишь бы образующие ее электроны и ядра заняли такую конфигурацию, которая соответствует достаточно глубокой ложбинке на склоне горы (прошу вернуться назад и прочитать еще раз метаспортивное отступление).
Химики были совершенно ошарашены открытием ферроцена. Оказалось, что валентные черточки можно проводить не только от атома к атому, но от «центра» одной группы атомов к «центру» другой группы атомов.
Большим событием было открытие семейства молекул, части которых скреплены без участия валентных связей. Эти молекулы носят название катенанов, и они в точности напоминают обыкновенную цепочку: колечки из валентносвязанных атомов продеты друг в друга. Наверное, в дальнейшем на этом же принципе будут созданы двухмерные и трехмерные сетки.
Пока что эти вещества получены в субмикроскопических количествах, и кольца построены из атомов углерода. Но в принципе возможны катенаны, содержащие атомы азота, кислорода, серы, фосфора… Если бы удалось решить задачу создания таких материалов в промышленном масштабе, то мы получили бы в свое распоряжение ткани любых цветов, обладающие предельной крепостью и совершенной гибкостью; ткани, которые абсолютно не мнутся и которые невозможно порвать. Как видите, есть о чем мечтать, не изменяя законам природы.
Сенсацией явилось получение соединений благородных газов. По правилам валентности им не полагалось бы образовывать какие-либо вещества. Поскольку по таблице Менделеева эти атомы (аргон, неон) обладают нулевой валентностью, они не должны вступать в связь с атомами другого сорта. По этой причине их и называют благородными, или инертными.
В соответствии со сказанным можно придумывать молекулы, в которых углерод выступает как бы пятивалентным, фосфор — восьмивалентным, а сера соединяется с тремя соседями. Законам природы это не противоречит. А правилам валентности?..
Ну что ж, простимся с ними, как со строгими законами, но не лишим их нашего превеликого уважения, так как все же подавляющее большинство химических соединений подчиняется этим правилам с полной покорностью.
— Ага, — восторжествует наш оппонент, — значит, будут новые, построенные самым неожиданным образом молекулы! Почему же нельзя допустить создание веществ со свойствами, выходящими за рамки сегодняшней фантазии ученого-скептика?
По той причине, что, как бы причудливо ни были бы построены новые молекулы, силы взаимодействия между ними будут подчиняться известным нам законам. А свойства материалов — суть следствия межмолекулярных и межатомных сил. Так что никакие атомные конструкции не приведут нас к кевориту и к излучателям телепатических «пси»-лучей.
Но не надо расстраиваться. Синтез новых молекул принесет нам немало замечательных открытий, ничуть не менее романтических, чем полюбившаяся многим журналистам антигравитационная материя.
— Это вы просто хотите подсахарить пилюлю, — хмуро заявляет оппонент. — Сами же только что сказали, что законы взаимодействия атомов не изменить.
Сказал. Некоторая доля скепсиса небесполезна. Нет сомнения в том, что будут получены очень нужные человечеству новые вещества. Но в то же время, зная предельные свойства веществ, нужно направлять деятельность синтетиков (так называют ученых, изготовляющих новые вещества) в определенное русло, нужно планировать науку.
Число уже синтезированных веществ исчисляется миллионами. Продолжать эту работу можно до бесконечности. Но нельзя закрывать глаза и на то, что большую часть новых веществ, полученных химиками, можно вместить в крошечные пробирки, и они мирно покоятся на полках шкафов.
