В ближайшие несколько лет, вероятно, станет реальностью использование еще одного источника информации о событиях, происходящих в космосе, — гравитационных волн. Теория относительности утверждает, что гравитационные волны должны существовать, однако реально их еще пока никто не регистрировал. Дело в том, что изучение гравитационных волн — процесс с очень низкой эффективностью, и трудно себе представить лабораторные установки, мощность которых была бы достаточной для излучения даже очень слабых, едва уловимых гравитационных воли. Мощные генераторы гравитационных волн должны быть в космосе — эти волны появляются, в частности, при взрывах сверхновых звезд и иных космических событиях подобного масштаба. Но такие источники находятся далеко, и расчеты показывают, что гравитационное излучение, добравшееся до Земли, лишь на 10-18 — 10-19 сантиметра могут раскачать «гравитационную антенну» (гравитационная антенна — большое тело, которое под действием упавшей на него гравитационной волны начинает сравнительно медленно, с частотой в несколько килогерц, колебаться).
Регистрация механических колебаний со столь малой амплитудой может показаться нерешаемой задачей — нужно замерить размах колебаний, который в сто тысяч раз меньше атомного ядра. И здесь мы видим еще один пример типичной реакции физики на неразрешимую задачу: в Московском государственном университете создана установка, которая уже надежно регистрирует механические колебания с амплитудой около 10-17 сантиметра. Одновременно университетские физики совместно с Институтом кристаллографии ведут работу по совершенствованию гравитационных антенн; и можно надеяться, что еще одна неразрешимая задача — прием гравитационного излучения из вселенной — будет решена.
Астрофизика, физика высоких энергий, как и ряд других направлений физики, — передовые силы науки в ее наступлении на неизвестность. Эти области научных исследований закладывают фундамент наших знаний о мире, и именно поэтому их называют фундаментальными, базовыми. Главная задача фундаментальной физики — как можно более глубокое познание природы вещей, зачастую без каких-либо конкретных расчетов на практическую полезность добытой информации, без выдачи авансов технике, промышленности. Истина, глубокое понимание природы физических процессов, их закономерностей — вот бесценный продукт, добываемый фундаментальной физикой.
И в то же время опыт учит, что не бывает фундаментальных знаний, добытых без пользы, что на их основе всегда вырастают новые области прикладной физики, а затем и новые области техники, технологии, дающие человеку существенные блага, делающие его более сильным. Вспомним, например, исследования атомного ядра, которыми поначалу занимались несколько десятков ученых, пожелавших узнать, что из чего состоит. Знания, полученные в этих исследованиях, открыли человечеству принципиально новый путь к столь огромному богатству, как энергия. До становления ядерной физики человек, как и его далекий предок, был просто собирателем, он удовлетворял свои энергетические аппетиты только тем, что отпускала ему, разумеется в ограниченном количестве, природа. И лишь сейчас открываются возможности активного добывания энергии, пока используя ядерные реакции деления, а вскоре и термоядерные реакции синтеза, что должно навсегда исключить из нашего лексикона такие словосочетания, как «энергетический кризис» или «энергетический голод».
А вот другой пример. Фундаментальные исследования в области физики твердого тела сделали реальностью современную полупроводниковую микроэлектронику. На возможность создания полупроводниковых приборов изобретатели натолкнулись довольно давно. Еще в 30-е годы нижегородский радиоинженер О. Лосев создал первые полупроводниковые усилители и генераторы. О его работах был широко оповещен мир, у крупнейших радиотехнических лабораторий появилась возможность развивать полупроводниковую технику. Однако процесс этот задержался почти на два десятилетия, так как в то время не было еще фундамента для становления полупроводниковой электроники. Это стало возможным лишь после того, как были детально изучены и глубоко поняты тонкие и сложные физические процессы в твердом теле.