Но есть проблема: если мы хотим провести такую реакцию на Земле, то для сближения атомов нам необходимо огромное давление и сверхвысокая температура. В настоящее время наиболее эффективным методом получить и то и другое является размещение слоя дейтерия вокруг ядерной бомбы. Но ядерное оружие никак не назовешь удобным или практичным методом энергоснабжения! Поэтому в мире сейчас осуществляется целый ряд крупных исследовательских проектов, нацеленных на решение проблемы получения давления и температур, необходимых для управляемого термоядерного синтеза, а также проблемы удержания полученной в результате высокоэнергетической плазмы. Поскольку плазма прожигает любой материал, она должна находиться внутри идеально настроенного магнитного поля, которое не позволяет ей соприкасаться со стенками физического контейнера. Хотя над такими проектами работают уже давно, еще ни разу не удалось получить больше энергии, чем было затрачено. (По этой причине о термоядерном синтезе иногда в шутку говорят, что до овладения им всегда остается 30 лет.)
Кельвин ошибся, потому что ничего не знал о термоядерном синтезе, но были и такие, кого ввели в заблуждение неверные данные. В 1989 г. два физика, Мартин Флейшман и Стэнли Понс, объявили, что им удалось осуществить холодный ядерный синтез без нагрева исходных материалов до невероятно высоких температур, просто пропуская электрический ток через раствор лития в оксиде дейтерия. Поскольку оксид дейтерия – одна из форм воды (называемая также тяжелой водой), запасы которой потенциально не ограничены, это произвело бы революцию в обществе. Заявление физиков, естественно, вызвало большой резонанс, и лаборатории по всему миру поспешили повторить эксперимент. Некоторые из них, как казалось, преуспели – например, лаборатории в Москве и Техасе, – но большинство потерпело неудачу.
На лекции в Научно-исследовательском атомном центре в Харуэлле, Великобритания, через несколько дней после сделанного для прессы заявления кто-то спросил Флейшмана, соответствовали ли начальные установки их эксперимента контрольным условиям. В данном случае таким контрольным условием должен был быть эксперимент с обычной водой, в молекулах которой водород не содержит нейтрона. Неожиданно Флейшман отказался отвечать на вопрос, и это вызвало подозрения (ну чем не темные данные?). Если не было параллельного эксперимента с использованием обычной воды, то отсутствовали и данные, необходимые для того, чтобы понять, какой именно механизм лежал в основе полученных Понсом и Флейшманом результатов. Позже появились и другие критические замечания в отношении их первоначального эксперимента, а затем и некоторые лаборатории, предположительно повторившие его, отозвали свои результаты. В настоящее время большинство ученых согласно с тем, что холодный синтез невозможно практически реализовать, хотя есть и такие, кто не перестал питать надежды. В конце концов, это стало бы новой эпохой для человечества.
Отсутствие данных также ввело в заблуждение химика Лайнуса Полинга, лауреата Нобелевской премии по химии и Нобелевской премии мира. Будучи, возможно, одним из величайших ученых всех времен, Полинг внес огромный вклад, расширив спектр химических и биохимических тем и опубликовав более тысячи статей. Он был одним из многих, кто пытался определить структуру ДНК в середине ХХ в. Изучая изображения, полученные с помощью электронного микроскопа, он предположил, что структура, вероятно, имеет спиральную форму. Для Полинга такое предположение не было чем-то невозможным – за годы своей основательной и скрупулезной работы он уже не раз убедительно доказывал, что спиральные структуры существуют у других молекул. Хотя у него не было рентгеновских изображений или точных данных о размерах и углах связи между атомами, он предположил, что ДНК представляет собой структуру из трех нитей. Хотя расчеты показали, что позиции, которые он отвел атомам, не вполне соответствовали имеющимся данным, Полинг чувствовал, что это просто вопрос выяснения деталей. Будучи хорошо осведомленным о результатах других команд исследователей, работающих над этой проблемой, в частности группы ученых из Кавендишской лаборатории в Кембридже, Англия, он был полон решимости первым опубликовать свою теорию. Так, 31 декабря 1952 г. Лайнус Полинг и его коллега Роберт Кори представили в журнале Proceedings of the National Academy of Science статью «Предполагаемая структура нуклеиновых кислот».
Два других исследователя, Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон из Кавендишской лаборатории, ранее уже предполагали, что структура представляет собой тройную спираль, но отвергли эту гипотезу на основе данных, предоставленных химиком и рентгеновским кристаллографом Розалинд Франклин. Когда Крик написал Полингу, указывая на некоторые проблемы в модели тройной спирали, Полинг сделал именно то, что подразумевает ранее описанный научный процесс: он попытался изменить свою теорию, чтобы соответствовать данным. Тем временем Крик и Уотсон искали альтернативные модели, и новые данные от Джерри Донохью, специалиста по водородным связям, позволили им найти такую альтернативу, которая соответствовала всем данным, – ту самую двойную спираль.
Какое-то время Полинг еще сопротивлялся и не хотел признавать свою неправоту, заявляя, что с нетерпением ждет возможности увидеть, какая из моделей окажется верной. Но когда в апреле 1953 г. он побывал в Кембридже, изучил структуру, предложенную Криком и Уотсоном, и посмотрел рентгеновские снимки, то мужественно признал, что его коллеги, похоже, действительно решили проблему.
Сама природа науки такова, что даже самые способные и выдающиеся ученые могут ошибаться, особенно если у них недостает данных. Например, лорд Кельвин, упомянутый ранее, хотя и был блестящим ученым, сделал немало ошибочных предложений. Когда Вильгельм Рентген объявил об открытии X-лучей, первое, что сделал лорд Кельвин, – обвинил его в обмане. Он также заявлял, что ни воздушный шар, ни аэроплан никогда не принесут практической пользы. А Альберт Майкельсон (тот самый, который вместе с Морли убедительно доказал специальную теорию относительности Эйнштейна) в 1894 г., незадолго до открытия квантовой механики и теории относительности, написал: «Кажется, большинство основополагающих принципов [физики] твердо установлено».
Сэр Фред Хойл – еще один выдающийся ученый, который создал теорию, опровергнутую при сравнении ее прогнозов с реальными данными. Хойл добился значительных успехов в понимании Вселенной, в частности, в вопросе происхождения тяжелых элементов. В науке господствовала теория о том, что элементы сформировались в самом начале существования Вселенной, но неожиданно расчеты показали, что некоторые этапы процесса объединения более легких элементов в более тяжелые слишком нестабильны. Хойл предложил альтернативное объяснение: тяжелые элементы могут быть синтезированы в звездах путем ядерного синтеза – процесса, который мы уже обсуждали выше. По словам Хойла, синтезированные в ядрах древних звезд, эти элементы разносятся по Вселенной в результате взрывов сверхновых. Именно так материя постепенно аккумулируется, образуя планеты, луны и нас с вами. Эта теория выдержала испытание временем, сделав Хойла одним из самых авторитетных британских физиков середины XX в. Но не все идеи Хойла были настолько успешными.
После того, как данные о расстоянии между Землей и звездами показали, что Вселенная расширяется, бельгийский физик Жорж Леметр логично предположил, что, возможно, Вселенная возникла миллиарды лет назад как крошечная сверхплотная и горячая точка. Поскольку понятие тестируемости является ключевым для науки, а проверить эту теорию, похоже, не представляется возможным, она не привлекла большого внимания. Но затем Хойл предложил альтернативу Большому взрыву Леметра (попутно и введя этот термин). Что, если Вселенная находится в состоянии непрерывного творения и новая материя появляется постоянно? Эта космологическая модель известна как теория стационарной Вселенной. Существование двух конкурирующих теорий всегда стимулирует поиск данных, поскольку хотя бы одна из них должна быть ошибочной. В этом случае постепенно накапливались доказательства в пользу теории Большого взрыва. Но Хойл не сдавался: он продолжал разрабатывать различные варианты стационарной гипотезы, чтобы сохранить свою теорию в игре до тех пор, пока доказательства против нее не стали очевидными.
