Уравнение Шредингера занимает ровно одну строчку. А отразило в себе, как капля воды Солнце, весь грандиозный опыт старой и новой физики.
Впрочем, оно явилось не только итогом научного прошлого. Оно стало мощным интуитивным рывком в будущее. Именно математическая интуиция предвосхитила явление электронного спина — фундаментальнейшую характеристику химической связи. Именно квантово-механические расчеты позволили химикам, как сквозь магический кристалл, заглянуть внутрь валентного штриха, проникнуть в быстрый и легкий мир призрачных электронных архитектур.
Спору нет, высоко вознеслось своими строгими и изящными формами современное здание квантовой химии над архаичными постройками химии лукрецианской. Но имеет ли это теоретическое здание «выходы» в практику? Или же химия производящая вынуждена в бесцельном ожидании томиться у его парадного подъезда?
«Знание — орудие, а не цель». Так говорил великий писатель и философ Лев Толстой. А если с этим мерилом подойти к квантовой химии?
Век девятнадцатый нередко называют веком пара и электричества. Но как назвать XX век? Атомным? Космическим? Веком полимеров? Или электронных машин? А может, веком сверхчистых веществ?
Любое из этих определений столь же правомерно, сколь и ошибочно. Правомерно потому, что именно в наш неугомонный век началось бурное развитие новейших технических областей, неузнаваемо преобразивших лицо планеты. И, ей-же-ей, нетрудно понять специалиста, когда он из самых чистых побуждений наделяет эпоху именем милого его сердцу направления. Быть может, даже чуточку переоценивая его значение и перспективы. И тем самым невольно умаляя роль чуждой сферы деятельности. В этом-то, пожалуй, и коренится ограниченность любого однозначного эпитета, которым награждают нынешний мир науки и техники. Он слишком многогранен, этот мир, чтобы любое лаконичное определение не грешило однобокостью.
И слишком беспокоен в своих дерзаниях, чтобы довольствоваться уже достигнутым и оставаться завтра таким же, как сегодня!
Но каким бы разносторонним ни был прогресс, которым гордятся ученые и инженеры XX века, на любом самом передовом участке размежеванной нивы знаний уже пожинаются или зреют гибридные плоды химии, физики и математики.
Лазеры. Полупроводники. Полимеры. Жароупорные покрытия. Медикаменты. Материалы для ядерной и ракетной техники. Надо ли перечислять дальше? Воистину необъятен диапазон, где приложимы идеи квантовой химии!
Энергетика. Вопрос вопросов технического прогресса. Перед глазами встают долговязые металлические мачты, шагающие с зажатыми под мышками проводами из конца в конец страны. Приземистые плотины ГЭС, в чреве которых клокочет вода, размолотая лопастями турбин. Нацеленные в небо жерла труб с зыбкими хоботами дыма, рвущегося из огнедышащих топок теплоэлектроцентралей. Массивная железобетонная броня атомных станций. Многометровые громады сооружений из камня и металла.
А если все иначе? Без труб и котлов, без плотин и турбин. Без угля, без воды, без урана. Просто открыл саквояж, распаковал палатку, поставил на солнцепек, и готово — включай ток. Вари уху на электроплитке, слушай радиопередачи, брейся электробритвой, заряжай аккумулятор впрок, чтобы и вечером было светло. И все от одного источника — полупроводниковых фотоэлементов, из которых сделана палатка. Фантазия? Мечта? Пожалуй. Но если и так, то не очень далекая от реальности.
Совсем недавно у полупроводниковых преобразователей солнечной энергии в электрическую коэффициент полезного действия не превышал жалких долей процента. А сегодня он подпрыгнул до 7–10 процентов. И это, понятно, не предел. Ученые упорно изыскивают фотохимические катализаторы, которые позволят эксплуатировать даровые солнечные лучи с кпд 30–40 процентов. Но развитие науки о фото- и термоэлектрических процессах немыслимо без квантово-механического понимания явлений электронных.
Человек идет за Солнцем. Почему? Зачем? Как?
На первый взгляд кажется, будто нет особой нужды ловить солнечные зайчики. В самом деле: чем хуже солнечных лошадиные силы того же пара? А разве человек не запряг к тому же и атом? То ли будет впереди! На очереди — термоядерные электростанции. Уж тогда-то энергии будет хоть отбавляй.
Верно. Хоть отбавляй. Но надолго ли?