Чудо магнитного притяжения

Простая вещь компас, а все-таки поведение стрелки, всегда упорно тянущейся к Северному полюсу, производит впечатление чуда. Альберт Эйнштейн писал об этом в своей «Творческой биографии»: «Чудо такого рода я испытал ребенком 4, или 5 лет, когда мой отец показал мне компас. То, что эта стрелка ведет себя так определенно, никак не подходило к тому роду явлений, которые могли найти себе место в моем неосознанном мире понятий (действие через прикосновение). Я помню еще и сейчас — или мне кажется, что помню) — что этот случай произвел на меня глубокое и длительное впечатление. За вещами должно быть еще что-то, глубоко скрытое…»

Кто изобрел компас — неизвестно. Разные народы приписывают себе эту честь. Говорили, что в древние времена у китайцев уже существовали повозки, снабженные «указателем юга», прибором, который не давал заблудиться странникам. Может быть, это и были первые компасы?

В Европе этот прибор появился в XII веке. Во всяком случае, о нем есть упоминания в хрониках, относящихся примерно к этому времени. Но знали тогда о свойствах магнита мало. И применяли компасы редко. Ориентировались в основном ло солнцу или ночью по Полярной звезде (если иметь в виду мореплавателей нашего Северного полушария). Было это не слишком удобно. Во-первых, требовалась ясная погода, во-вторых — неподвижная палуба. Впрочем, и нужда пока была невелика. Эпоха Великих путешествий еще не наступила.

Все переменилось, когда наступил XV век. На корабле Колумба компас уже был. Матросы и офицеры верили ему безусловно. И именно по его указаниям Адмирал Моря-Океана направлял небольшую эскадру на запад.

Но как только из виду скрылись берега последнего из известных в то время островов, обстановка на судах Колумба стала накаляться. Матросы, набранные из портовых тюрем насильно, и их более профессиональные коллеги волновались, а сказать попросту — трусили. Это не должно нас с вами удивлять. Ведь на то, чтобы отправиться в XV веке в неизвестное «Море Мрака», именно так назывался Атлантический океан, требовалось мужества наверняка не меньше, чем для полета на космическом корабле на Луну, Там и техника обладала меньшей надежностью, и жизнь была не так комфортна, как на борту пилотируемых космических кораблей. Да и знаем мы о нашем естественном спутнике куда больше, чем знали во времена Колумба о Мировом океане. Зато рассказов о всяких ужасах и о поджидающих там чудовищах было предостаточно. Сегодня, отправляясь в заатмосферный полет, космонавты ни на минуту не теряют связи с Землей. Нужно ли говорить, что во времена Колумба радио не существовало. Единственная отрада, единственная вещь, обещающая возможность возвратиться, — был компас. Немудрено, что, когда адмирал подходил к рулевому и взглядывал на стрелку, плавающую в котелке на куске пробки, за ним следила не одна пара глаз…

Через несколько дней плавания Колумб почувствовал что-то неладное. Моряки давно знали о том, что стрелка в принципе указывает не совсем точно на север. Угол ошибки (склонение), был постоянен при каботажных плаваниях, всем известен и на него спокойно вводили поправку, сверяя показания компаса с точным направлением на путеводную Полярную звезду. Но стал Великий Адмирал примечать, что угол склонения почему-то постепенно уменьшается. Вот уже стрелка точно направилась на Полярную звезду и даже собирается перейти на другую сторону… Это катастрофа! Матросы зароптали, требуя немедленно повернуть обратно. Назревал бунт.

И тогда во время ночной вахты Колумб тайком от всех повернул шкалу компаса — картушку так, чтобы вернуть привычное склонение, а угол преднамеренной ошибки записал шифром в журнал.

Наутро он вызвал на флагман, преданных ему офицеров, зарядил пистолеты и вышел со свитой на бак, где объявил команде, что в этой части моря Полярная звезда кажется смещенной со своего обычного места, а компас, конечно, показывает правильное направление. После посещения Индии, куда сейчас плывут они разбогатеют и по верному компасу счастливо возвратятся в родную Кастилию.

И что вы думаете? Матросы поверили своему адмиралу. Другой надежды у них не было. Кроме того, очень уж внушительно выглядели пистолеты за поясом у Колумба. А весь экипаж знал, что он отлично стрелял. Да и поверить в то, что звезда сошла со своего места, было куда легче, чем разувериться, в компасе. Так Колумб, открыл сначала магнитное склонение, а уж потом — Америку.

Мы с вами со школьных лет знаем, что географические и магнитные полюса Земли не совпадают. В Северном полушарии расстояние между ними — больше полутора тысяч километров, И находится Северный магнитный полюс где-то в океане, между Гренландией и Северо-Американским материком.

Интересно, что Гильберт, который ввел само понятие магнитного полюса Земли, считал его точно совпадающим с географическим.. А склонение приписывал тому обстоятельству, что океаны окружены материками, в состав которых входят магнитные породы разной намагниченности. При этом лейб-врач английской королевы не очень-то и ошибался, придавая природным магнитным материалам такое большое значение. Они действительна создают локальные аномалии магнитного поля, причем часто значительные. Например, в некоторых местах Курской магнитной аномалии угол магнитного склонения меняется от плюс 180° до минус 180°. И величина магнитного поля намного превосходит обычную.

Однако еще неожиданнее звучит сравнительно недавнее открытие геофизиков: оказалось, что магнитные полюса нашей планеты — довольно непоседливые точки на ее поверхности. Например, 570 миллионов лет тому назад магнитный полюс Северного полушария находился почти на экваторе. А если углубиться еще дальше, в геологическую историю Земли, то можно отыскать периоды, когда оба магнитных полюса вообще менялись местами. Именно в связи с подвижностью полюсов точные магнитные карты в наше время приходится обновлять каждые пять — десять лет.

Надо сказать, что упрямое стремление намагниченной стрелки занимать всегда одно и то же положение в прошлом производило впечатление на всех несведущих людей. На Востоке при помощи намагниченного куска железа было распространено гадание. Впрочем, не менее популярно оно и сейчас.

Несколько лет назад с группой коллег-литераторов мне довелось побывать в Японии. Это была интересная поездка, заполненная незабываемыми встречами с деятелями культуры и науки, знакомством с техническими и научными достижениями японцев. Но мне бы хотелось рассказать лишь об одном, в общем-то незначительном, эпизоде, имеющем, как мне кажется, прямое отношение к теме книги.

Вечерами, когда в 14-миллионном Токио солнце скрывается за крышами небоскребов, а на зданиях офисов и универмагов загораются первые рекламы, лихорадочный ритм жизни столицы спадает. Некоторое время мимо вас по тротуару еще проносятся запоздалые служащие. Но уже все чаще возле подземных переходов можно видеть пожилых японцев, сменивших европейские костюмы на темные кимоно, а жаркие ботинки — на свободные гета. Они уже — не спешат… Вот встретились двое знакомых: согнувшись под прямым углом, долго обмениваются любезностями среди обтекающей их толпы. Никто не возмущается, это ведь так понятно: вечером на Гинзе встретились люди, давно не видевшие друг друга. Они желают один другому счастья…

К десяти толпа на широких, тротуарах сильно редеет, и сквозь нее становятся видны у стен сгорбленные фигуры за крохотными столиками, освещенными переносными лампочками от карманных фонариков. Это гадальщики — астрологи и хироманты, непременный атрибут японских городов, да и не только японских. Сообщите им дату своего рождения, протяните ладонь, и за 500 иен они вам расскажут все, что было, что будет и чем сердце успокоится^[5].

Когда-то, работая над книгой по истории астрономии, я занимался различными гороскопами, так то должно быть понятно мое любопытство, при встрече с этими символами на улицах современного города. А не изменился ли восточный зодиак с тех далеких времен? И как по нему гадают сегодня?

К сожалению, по-японски я знал только одно слово «аригато»спасибо", а мой школьный английский оставлял желать лучшего, Правда, я говорил немного по-немецки. В один из вечеров, я наткнулся на гадальщика-астролога, вполне прилично изъясняющегося на немецком языке. «Позолотив ручку», я сел за легкий столик возле нагретой дневным солнцем стены какого-то универмага.

Он был очень серьезен, этот пророк в белых мятых джинсах и такой же мятой рубашке, в больших очках и с неожиданно юной физиономией. Он внимательно, выслушал и записал на бумажке год, месяц и число моего появления на свет. Раскрыл папку, в которой лежали таблицы. Достал микрокалькулятор и углубился в расчеты. Потом на свет появилась дощечка из металлизированной пластмассы с начертанными на ней линиями, клетками и знаками восточного зодиака. Следом за дощечкой предсказатель извлек из сумки маленький ковшик, выточенный из черного камня. Он поставил на дощечку ковшик, и тот сразу, как живой, повернулся на круглом своем донце в определенную сторону. «Э! — подумал я. — Да это ведь старый знакомый, магнит…» Я вынул из кармана ключ и приложил, по очереди к ковшику и к доске. Тот и другой предмет притягивали. Мой астролог улыбнулся. Наверное, подумал, что недоверчивый иностранец хочет проверить качество его «оккультной техники».

Затем он честно исписал два тоненьких листка какими-то расчетами и иероглифами, прежде чем поднял на меня глаза и стал прорицать…

Электрическая лампочка над складным столом и гороскоп за 500 иен. Микрокалькулятор и магнитный ковшик тысячелетней давности на службе оккультного бизнеса. И бессмысленные предсказания, для того чтобы заработать деньги для продолжения учебы — астролог оказался студентом.

В поисках выхода из замкнутого круга социальных противоречий люди капиталистического мира бегут в потусторонний мир «просвещенного богомыслия», пытаясь поставить на службу ему не только наукообразные толкования, но и природные феномены вкупе с современной техникой.

В чем же причина магнетизма нашей планеты? Этот вопрос с давних пор не давал покоя ученым. И каждый раз, когда знания о внутреннем строении Земли пополнялись новыми открытиями, предположениями и гипотезами, их тут же примеряли к решению «геомагнитной загадки». Когда геофизики остановились на предположении, что земное ядро все-таки состоит из тяжелых металлов или окислов металлов, находящихся в жидком состоянии, снова воскресла гипотеза: не намагничивается ли земной шар электрическими токами, которые текут в его жидком металлическом ядре? Американский физик Эльзассер считал, что природа «устроила» идеальные условия для возникновения электродвижущей силы в земном ядре. Температура там в зависимости от глубины может быть разной. Различны могут быть и контакты между металлами. Вот вам и причина для возникновения термотоков, которые возникают именно при контактах разнородных металлов, находящихся при различных температурах. В конце концов, струи расплавленного металла и токи в них должны создать могучие потоки, охватывающие земную ось, и породить мощное магнитное поле. Но как раз на этом этапе рассуждения в стройную гипотезу вмешались скептики. Они предлагали подтвердить выводы расчетами. Для этого следовало в точности знать движение жидкой оболочки ядра, его состав и сопротивление. В общем, гипотеза Эльзассера носила лишь качественный характер, не поддаваясь никаким расчетам. Правда, зря она не пропала. Новый подход к решению проблемы предложил советский физик Я.И. Френкель, К тому времени почти все геофизики соглашались с тем, что внешняя оболочка ядра, так же как и само ядро, обладает отличной электропроводимостью. Поэтому движение жидкости внешнего слоя и не совпадающее с ним вращение внутренней части ядра должны напоминать движение проводника в магнитном поле, как это происходит в обыкновенной динамо-машине.

В чем же принцип работы электрического генератора? Прежде всего любой генератор состоит из двух главных частей — неподвижного статора и подвижного ротора. Магниты статора создают начальное магнитное поле. Когда витки провода, намотанного на ротор, пересекают силовые линии магнитного поля, в проводе появляется небольшой электрический ток. Он создает свое магнитное поле, которое усиливает поле статора. А усилившееся поле в свою очередь увеличивает ток ротора. С каждым оборотом, как лавина, скатывающаяся с горы, магнитное поле генератора нарастает, пока не достигнет своего заданного и заранее рассчитанного инженерами значения. С этого момента генератор включается в нормальный режим.

А не так ли работает и ядро Земли? Ведь слабое изначальное магнитное поле наша планета может себе создать хотя бы за счет вращения. А дальше это поле уже усиливается по принципу динамо-машины.

Это предположение получило название «динамотеории» и в дальнейшем разрабатывалось и уточнялось многими исследователями. Сегодня, пожалуй, можно сказать, что"динамотеория"не единственно возможная гипотеза, но по уровню современных знаний о внутреннем строении Земли она вполне удачна.

В наши дни геомагнитные исследования приобрели новый размах. За последние десять — пятнадцать лет ученые накопили столько сведений, сколько не могли собрать за все прошедшее время. И есть основания надеяться, что ответ па вопрос: «Почему Земля магнит?» — теперь уже не за горами.