УПРЯЖКУ ТЯНЕТ ФОТОН

Голография — лишь один из разделов оптики, в который ОКГ вдохнул новую жизнь. Еще более удивительная метаморфоза произошла с оптической связью. Люди применяли световые сигналы уже в глубокой древности. Вспомните о том, как афиняне узнали о победе над персами. Эту весть донесли световые сигналы. Оптический телефон появился за 15 лет до изобретения радио, но постепенно радио победило своего старшего соперника.

В наши дни оптическая связь берет реванш. Она, конечно, не в силах вытеснить радио. Но в некоторых случаях световая связь оказывается предпочтительнее. Особенно там, где надо передать большой объем информации.

Световая связь естественно продолжает наступление в область коротких волн, начатое радистами. Это наступление вызвано не только теснотой в эфире, но и тем, что для передачи телевидения пригодны лишь метровые и более короткие волны. Ведь для создания четкого телевизионного изображения необходимо передавать миллионы сигналов в секунду. А это возможно только, если для передачи каждого сигнала используется по крайней мере десяток периодов радиоволны. Но десятки миллионов периодов в секунду соответствуют метровым волнам.

Применение дециметровых и сантиметровых радиоволн позволяет передавать одновременно несколько телевизионных программ и множество телефонных разговоров. Но этот путь связан с преодолением многочисленных технических трудностей. Так не совершить ли, подумали радиофизики, сразу скачок от сантиметровых радиоволн к световым волнам? Ведь пропускная способность оптических линий связи, в которых обычные источники света заменены ОКГ, поистине безгранична. Цифры, которые при этом часто называют — тысячи телевизионных каналов и сотни тысяч телефонных разговоров одновременно, — намного превосходят современную потребность.

Первые опытные линии оптической связи нового типа уже работают и у нас и за рубежом. Они подтверждают самые оптимистические прогнозы. Такие линии могут быть проложены между высокими зданиями или вышками. Чтобы защититься от помех при густых снегопадах или ливневых дождях, они могут проходить и в специальных защитных трубах.

Световые лучи ОКГ позволяют легко достичь многого, совершенно недоступного радиоволнам. Но это не значит, что радио потеряло значение. Так же как газета и журнал не заменяют, а дополняют друг друга, световые волны дополняют радио в тех областях, где применение радиоволн встречается с трудностями. Например, радиолокаторы и радионавигационные системы превосходно справляются с точным определением больших расстояний. Здесь они вне конкуренции, будь то самолеты, удаленные на тысячи километров, или планеты, отстоящие на десятки миллионов километров. Но если нужно точно измерить, сколько метров отделяет шасси садящегося самолета от поверхности аэродрома, то радио уступает место свету.

Если высокочастотные радиоволны, прогревая тело человека, исцеляют его от невралгии или помогают лечить другие болезни, то луч ОКГ приживляет отслоившуюся от глазного дна сетчатку или делает бескровные разрезы при тонких хирургических операциях.

Если высокочастотные радиоволны закаляют стальные изделия, плавят металлы, варят стекло, сушат керамику и древесину, то лучи ОКГ сверлят драгоценные камни и сверхтвердые сплавы, помогают при точнейшем контроле размеров ответственных деталей, позволяют проводить спектральный анализ мельчайших образцов…

Впрочем, этот перечень столь длинен, что легко может наскучить.

Может быть, пора сказать несколько слов и о том, чего еще не удалось достичь при помощи ОКГ, но что, вероятно, станет реальным в недалеком будущем?

Ученые уверены в том, что мощные лучи ОКГ позволят им по-новому управлять химическими реакциями, а может быть, и сложными биологическими процессами. Ведутся поиски возможностей использования огромных электромагнитных полей, возникающих в лучах ОКГ для ускорения микрочастиц. Биологи уже вторглись лучами ОКГ внутрь живой клетки. Но все это только начало. Начало, потому что квантовая электроника лишь вступает во второе десятилетие, а оптическим квантовым генераторам только недавно исполнилось пять лет.

Но уже теперь ученые заметили удивительную общность между квантовыми генераторами и живыми организмами.

Живые организмы в какой-то мере идут наперекор суровому второму началу термодинамики. Началу, которое выражает стремление природы двигаться от упорядоченного состояния к неупорядоченному. Молекулы газа не могут собраться в одном углу сосуда. Они хаотически заполняют весь его объем. Живой организм строит свои клетки из простых мертвых продуктов. Но стоит жизни прекратиться, и начнется распад, непреодолимый распад, предписываемый вторым началом. Сложные упорядоченные органические молекулы легко распадаются на более простые молекулы неорганических веществ.

В оптических квантовых генераторах энергия хаотического белого света лампы-вспышки преобразуется в чрезвычайно упорядоченное одноцветное излучение. Такое же упорядоченное стабильное электромагнитное поле получается в молекулярном генераторе за счет хаотической тепловой энергии молекул. И в живых организмах и в квантовых генераторах царствует строгий порядок.

Что скрывается за этим сходством? Не поможет ли раскрытие истинной его причины проникновению в тайну жизни?

Новая область науки переживает пору детства. Можно лишь смутно предвидеть, что она принесет в период возмужания.

Еще недавно мы поражались тому, что люди заставили работать на себя атомное ядро. Теперь упряжку тянет и квант света — фотон. И уже в первых шагах квантовых усилителей и генераторов угадывается их многообещающее будущее.

…Химический завод, на котором сырье прямо из трубопроводов попадает в реактор, где под жгучими лучами ОКГ идет сложный синтез. Из реактора вытекает пластмасса, окончательно полимеризирующаяся в прозрачных формах непрерывного действия под лучами других лазеров. Вот с пульта управления подается команда. Гаснут одни ОКГ и зажигаются другие, дающие лучи другого цвета иной частоты, и из того же сырья образуется совершенно новый продукт…

…Механический завод, где лучи лазеров ведут точнейшую обработку самых твердых материалов, придавая изделиям любую нужную конфигурацию. Завод управляется математической машиной, все элементы которой работают на лучах света, обмениваясь ими через тончайшие нитисветоводы, заменяющие электрические провода. Быстродействие машины и объем ее памяти в тысячу раз превосходят существующие, а размеры много меньше…

…Автоматические телефонные станции, в которых нет ни одного реле. Там работает только свет и вместо толстых многожильных кабелей лежат тонкие жгуты светопроводов. И эти станции включены в глобальную систему связи, использующую серию спутников, радиоволны и лучи света, идущие по трубам. Такая система обеспечит не только все потребности связи на Земле, но и связь с покорителями соседних планет…

Вырисовываются еще десятки самых неожиданных применений чудесного прибора. Мы можем спокойно дать волю фантазии. Ученых этим не удивишь и не испугаешь. Они уверены, что сухие формулы и лабораторные установки способны породить и более поразительные реальности.

Задумываясь о судьбе оптических квантовых генераторов, хочется надеяться, что ученые не пойдут по сумасбродному пути инженера Гарина, героя романа А. Толстого. Советские ученые рады, что их американские коллеги предпочитают расшифровывать слово «мазер» в фразу «военные применения кажутся крайне отдаленными». Пусть областями их применения останутся наука, промышленность и связь на Земле и в космосе.