Испокон веков не было ничего страшнее для человека, чем сильная гроза с молниями и громом. Мрачная тёмная туча наваливалась на деревни и города, как дракон, ревела-гремела, пылала огнём, молниями, расщепляла дубы, сжигала дома, убивала людей. Все, кто мог, – прятались; все, кто верил в милосердие богов, – молились. Мыслимое ли дело – бросить вызов этому могучему и ужасному дракону? Но всегда находится среди людей тот, кто превосходит всех остальных силой, кто не боится сразиться с самым опасным врагом. Таких смелых и сильных людей в одних странах называют богатырями, в других – рыцарями.

– Неужели на самом деле нашлись богатыри… или рыцари, которые решили победить грозу и молнию? – удивилась Галатея, слушавшая вечернюю сказку, которую читала её мама, принцесса Дзинтара.

– Вечно ты перебиваешь! – укоризненно сказал Галатее старший брат Андрей. Впрочем, он был не настолько стар, чтобы не слушать мамины научные сказки.

– Да, нашлись! – с гордостью за человеческий род сказала Дзинтара. – Их было трое: русский Михайло, немец Георг и американец Бенджамен. Они не испугались грозового дракона, плюющегося молниями и рычащего громом, и решили узнать его слабые места и победить, чтобы он больше не причинял людям зла. А можно ли заставить это чудовище работать на человека?

– Дракона? Работать? – недоверчиво покачала головой Галатея.

– Жила-была электрическая лягушка… – начала очередную научно-сказочную историю Дзинтара.

– Мама! – воскликнула Галатея. – Ты же рассказывала об электрических драконах! Откуда взялись лягушки?

– Ну… – задумчиво сказала Дзинтара. – Электрические лягушки тоже существуют. Они оказались очень полезны для изучения электрических драконов, поэтому без них рассказ про электричество будет неполон. С точки зрения биолога, лягушка, в качестве объекта для исследования, намного лучше дракона. Меньше кусается. Но сначала мне нужно рассказать об одном маленьком мальчике…

– Этот мальчик, случайно, не был электрическим? – спросил Андрей.

– О да! Этот малыш был самым электрическим среди других детей! – с энтузиазмом подтвердила Дзинтара, и её собственные дети недоумённо переглянулись.

– Среди живописных итальянских Альп, недалеко от швейцарской границы, раскинулось знаменитое озеро Лаго-ди-Комо. На его берегах построено множество великолепных вилл и дворцов аристократов и богатых купцов, знаменитых актеров и музыкантов. Здесь отдыхали от летнего зноя ещё римские патриции.

Озеро Комо вписано крупными буквами и в историю науки, потому что в прибрежной деревушке Варенне Итальянская академия наук проводит знаменитые научные школы имени Энрико Ферми, на которые собираются физики со всего мира.

К принцессе Дзинтаре в гости приехала королева Никки с мужем Джерри. Королева заявила детям Дзинтары – Галатее и Андрею:

– У меня срочное дело к вашей маме, поэтому я её забираю, а вам оставляю Джерри в качестве няньки – в ближайшие вечера он вам будет рассказывать про электричество.

– Значит, он будет электрической нянькой! – сказала весело Галатея, которая давно была с Джерри на дружеской ноге.

– Я постараюсь не сильно искрить! – пообещал Джерри. – История, которую я хочу рассказать, меня всегда поражает. Я надеюсь, что и вам она понравится.

…Однажды к дому знаменитого итальянского учёного Алессандро Вольты подкатила карета, тяжело нагруженная сундуками и чемоданами. Рядом с кучером, который правил лошадьми, сидел молодой слуга. Он спрыгнул на землю и открыл дверцу кареты. Оттуда вышел элегантный господин, а за ним – его жена, дородная и пышно разодетая дама. Сварливым голосом она отдала распоряжение слуге насчёт чемоданов, а её муж устремился к хозяину дома, который не спеша гулял возле крыльца.

– Приветствую вас, сэр Хэмфри Дэви, – сказал Вольта. – Трудна ли была ваша дорога?

Гость представил Вольте супругу, а потом, после некоторого колебания, своего помощника Майкла – молодого человека, приехавшего вместе с кучером.

Немало часов провёл Дэви в лаборатории Вольты, где знакомился с приборами, созданными всемирно известным учёным. Майкл ходил следом и внимательно записывал пояснения Вольты, иногда задавая вопросы, которые своей глубиной удивляли хозяина.

– У вас толковый помощник! – сказал он гостю.

К этому времени Дэви уже прославился своими открытиями в области химии и электролиза, сделанного с помощью вольтова столба.

Джерри начал свой новый электрический рассказ необычно:

– Летом 1865 года посреди Атлантического океана плыл огромный пассажирский корабль «Грейт Истерн». Мощный корпус разрезал пологие серо-зелёные волны на белые ломти, огромные дымовые трубы рисовали чёрный шлейф на облаках низкого неба. Чайки сопровождали корабль, громко и сердито обсуждая его странность – на пассажирском корабле не было пассажиров, поэтому никто (возмутительно!) не заботился о том, чтобы покормить голодных птиц.

У этого корабля была удивительная, во многом драматическая судьба. Это был самый большой корабль XIX века – настоящий плавучий город. Он мог перевозить четыре тысячи пассажиров из Англии в Австралию без дозаправки. Он был в пять раз больше обычных кораблей того времени, весил 32 тысячи тонн и мог взять с собой ещё 15 тысяч тонн угля. Длина корабля составляла 211 метров. Экипаж насчитывал 418 человек, среди которых было множество кочегаров, – ведь топки корабля пожирали 380 тонн угля в день.

У корабля было две паровые машины. Одна крутила огромные – 17 метров в диаметре – гребные колёса по бокам корабля, другая машина вращала задний винт диаметром более 7 метров. Ещё на корабле было шесть мачт с парусами.

– Зачем? – удивилась Галатея. – Ведь у него было целых два двигателя!

– А вдруг двигатели сломаются? Тогда корабль мог доплыть до берега на парусах, – объяснил Андрей. Джерри кивнул:

– Верно. Корабль считался самым надёжным для своего времени, конструктор постарался предусмотреть все возможные неприятности. Ещё одной страховочной мерой был двойной стальной корпус.

Как только неугомонные люди научились проталкивать голос по металлическому проводу, учёные сразу стали мечтать научиться разговаривать на расстоянии без всяких проволок. Для этого нужно было сначала заставить летать электричество по воздуху, а потом прицепить к электричеству звук.

– Звучит как фантастика… – сказал Андрей.

Джерри кивнул:

– В те времена это выглядело чистым безумием. В один прекрасный солнечный денёк 1895 года итальянский министр почты и телеграфа получил письмо. В нём некий изобретатель Маркони сообщал, что он научился посылать электрические сигналы телеграфа не по проводам, а по воздуху – пока только на три километра, но если министр поможет с деньгами, то обычный телеграф можно сделать полностью беспроводным. Министр, напевая весёлую песенку, написал на письме: «Отправить в сумасшедший дом» – и, довольный своим чувством юмора, немедленно забыл о смешном изобретателе Маркони.

– Мне кажется, что это всемирный закон: изобретение или открытие чего-то нового всегда сначала отвергается, – пробормотал Андрей.

– Верно, но история утверждает, что рано или поздно это новое непременно побеждает.

Дзинтара, которая вернулась из поездки, была рада вернуться и к чтению вечерних сказок. Она позвала детей, открыла книгу и начала таинственным голосом:

– В истории развития электрической цивилизации есть один выдающийся исследователь, окутанный облаком легенд.

Он родился в ночь с 9 на 10 июля 1856 года во время ужасной грозы, которая разрывала тьму ночи мощными электрическими разрядами. Акушерка стала причитать, что молнии при рождении ребенка являются плохой приметой, и заявила:

– Это будет дитя темноты!

– Он будет ребёнком света! – возразила акушерке мать.

Мальчик Никола вырос, но, когда ему исполнилось 17 лет, он тяжело заболел.

…В 1873 году эпидемия холеры свирепствовала в сербских селениях, отправляя на кладбище каждого десятого жителя. Дом православного священника Милутина в Госпиче тоже был погружён в скорбь. Сын Никола не вставал с кровати уже 9 месяцев. Врачи отказались от него как от безнадёжного больного. В один из приступов болезни, который мог стать смертельным, отец зашёл в комнату Николы, и, несмотря на отчаяние, сказал ему:

– Ты выздоровеешь! – хотя и сам не верил в это.

Никола посмотрел на отца. Он вырос в семье священника, и мать его была дочерью священника. Естественно, что любящие отец и мать с детства уготовили для Николы, единственного мальчика в семье, судьбу священнослужителя. Эта перспектива давила на юношу как чёрная туча. После окончания школы перед ним стоял тяжёлый выбор – ослушаться отца с матерью или покорится родительской воле.

Химик Менделеев после открытия своей знаменитой таблицы стал популярен – настолько, что это его стало раздражать. Вот и на этом званом обеде к нему пристали какие-то барышни вместе с журналистами:

– А правда, что вы сделали своё открытие во сне? Проснулись и записали уже готовую таблицу?

Химик тяжёло вздохнул в ответ – ну что сделаешь с этими легкомысленными людьми? – и ответил:

– Я над ней, может быть, двадцать лет размышлял, а вы думаете – раз и готово…

Навязчивые посетители давно ушли, а пожилой учёный погрузился в воспоминания, машинально поглаживая густую седоватую бороду. Он вспоминал своё детство в Тобольске и долгую поездку в Санкт-Петербург, где получил университетское образование. Но этого молодому хваткому сибиряку было мало, и он, начав карьеру с должности школьного учителя в Симферополе и Одессе, написал диссертацию и стал в 23 года приват-доцентом Санкт-Петербургского университета. А потом были годы исследований – в России и в Европе, обустройство лаборатории с изготовлением нужных Менделееву точнейших приборов, множество экспериментов и тысячи прочитанных книг и статей.

План исследований у молодого учёного был глобален: связать химические свойства элементов с их физическими свойствами, в первую очередь с массой, объёмом и силой взаимодействия атомов. Годы и годы ушли на рассматривание и анализ карточек, на которых были записаны свойства известных элементов. Никакой сон не помог бы, если бы не было этих долгих лет…

Сегодня рядом с принцессой Дзинтарой на мягком диване удобно расположилась королева Никки – и с удовольствием слушала традиционную вечернюю сказку.

– Мама, в название сказки, которое ты прочитала, закралась какая-то ошибка, – сказал Андрей. – Ядерные процессы не зависят от температуры. Например, распад урановых ядер при любой температуре будет одинаков.

– В подавляющем большинстве случаев ты прав, – кивнула головой Дзинтара. – Но не во всех. Случай, когда температура значительно влияет на ядерный процесс, открыл молодой выпускник Мюнхенского университета, которому его научный руководитель поручил исследовать температурную зависимость поглощения гамма-излучения.

– Ой, а можно попроще? – сказала Галатея, скривив недовольную рожицу.

– Дело в том, что ядра химических элементов встречаются не только в виде различных изотопов, но и в виде различных изомеров.

– Ядра изотопов одного химического элемента совпадают по числу протонов, но различаются по количеству нейтронов. А что такое изомеры? – спросил Андрей.

– Они совпадают по числу, как протонов, так и нейтронов, но всё-таки отличаются друг от друга возбуждённостью и периодом полураспада.

Видели, как летят вниз капли, срываясь с неплотно закрытого водопроводного крана? Они летят и деформируются в полёте, колеблются. Так же колеблются и ядра, которые представляют собой капли ядерной материи. Такие возбуждённые ядра часто образуются при ядерных реакциях.

– Профессор, профессор! – с такими криками двое молодых людей ворвались в кабинет и отвлекли почтенного профессора от его занятий.

– Корнелис, Гиллес, что у вас стряслось? – с неудовольствием спросил профессор Хейке Камерлинг-Оннес своих ассистентов, суматошное поведение которых не сулило хороших новостей.

– Лучше вам самому посмотреть! – сказал старший из них.

Пока они втроём шли в лабораторию, ассистенты наперебой объясняли профессору, что они ставили очередной плановый опыт по измерению электросопротивления при низких температурах, но тут случилось неожиданное…

– Постой, мама, – сказала Галатея. – Что такое электросопротивление? И о каких низких температурах идёт речь? Температуре замерзания воды?

– После изобретения батареи Вольты немецкий учёный Георг Ом провёл множество экспериментов с измерениями тока в электрической цепи с включением разных металлов и установил, что одна и та же батарея рождает в цепи различный ток – в зависимости от величины, которую можно назвать сопротивлением проводников, из которых состоит электроцепь.

– То есть Ом нашёл металлы, которые сопротивлялись прохождению тока? – уточнила Галатея.

Однажды промозглой петроградской осенью в мастерскую к известному художнику Борису Кустодиеву зашли два молодых человека.

– Извините, что принимаю вас лёжа, – сказал художник. – Больная спина, приходится рисовать в кровати.

– Мы пришли заказать наш портрет, – смело сказал один, постарше, держащий в руке трубку. – Почему вы рисуете только известных людей? Нарисуйте нас. Мы молоды, но непременно станем знаменитыми в будущем!

Кустодиев рисовал не только лица – он рисовал характеры. И молодые люди ему понравились – именно своим характером.

– Хорошо, – сказал он. – Чем вы будете расплачиваться за портрет?

Времена были революционные, голодные – и, когда портрет был готов, молодые люди принесли в качестве платы мешок пшена и петуха.

Кустодиев, смеясь, взял плату – и сказал:

– Только не подведите, вы пообещали стать знаменитыми. Нельзя же чтобы на моих портретах были безвестные и скучные люди.

– Не подведём! – заверили его молодые люди.

Дзинтара с задумчивым удивлением в голосе сказала:

– Люди – неугомонные торопыги. В середине XIX века они ещё не научились передавать по проводам голос, а уже пробовали с помощью электричества передавать картинки. В 1843 году шотландский физик Александр Бейн разработал и запатентовал электрический телеграф, который посылал изображения по проводам, – это был прообраз современных факс-машин. В течение второй половины XIX века было предложено несколько конструкций телеграфных аппаратов, которые могли кодировать и пересылать изображения. Естественно, что изобретатели сразу стали мечтать о передаче не просто изображения, а движущегося изображения. Для этого надо было быстро превращать картинку в серию точек, информацию о которых можно было бы передать по проводам.

Здесь исключительно полезным оказалось изобретение немецкого студента Пауля Нипкова, который в рождественскую ночь 1883 года долго смотрел на масляную лампу. Он смотрел-смотрел на колеблющийся огонёк в лампе, да и изобрёл диск со спиральным расположением дырочек. Если вращать такой диск перед горящей лампой и регистрировать освещённость дырочек, то можно превратить изображение лампы в последовательность ярких и тёмных точек. Информацию о яркости и координатах таких точек можно передать по телеграфу и снова собрать воедино в картину горящей лампы. Нипков взял патент на своё устройство, но оно, к сожалению, никому не понадобилось…

Электрические токи текут по контурам из металлических проводов, многократно разветвляются и снова сливаются, выполняя самые различные функции в электромеханических и электронных устройствах. Командовать беспокойной толпой электронов, которые суматошно толкутся в электрических сетях и электронных схемах, помогают инженерам два исключительно полезных устройства – диод и триод.

Диод – это такой строгий командир, который сидит на конкретном проводе и пропускает ток только в одном направлении и не позволяет ему течь в другом.

– Но ведь есть сети переменного тока, которые разработал Тесла. Как же он там работает – этот «ефрейтор Диод»? – удивился Андрей.

– Диод работает как раз там, где нужно из переменного тока получить постоянный или близкий к нему ток. Диод пропускает по цепи только ток одного направления – и получается, что ток в цепи с диодом всегда течёт в одну сторону и меняет только свою силу по величине. Для многих устройств, работающих на постоянном токе, этого уже достаточно, чтобы функционировать. Если для каких-то нежных устройств нужен ток, постоянный не только по направлению, но и по силе, то к току применяют дополнительные меры по его выглаживанию.

Триод имеет более сложную задачу – он разрешает слабому току управлять сильными токами. Это очень полезная функция для многих электрических устройств, например радиоприёмников. Летит в пространстве слабенькая электромагнитная волна, попадает на радиоантенну и порождает в ней очень слабый электрический ток. Этот ничтожный ток, переданный на управляющий провод триода, командует течением сильного тока, который колеблет мембрану динамика. В результате действия триода мы слышим человеческую речь или музыку, полученные по радиоволне. Триод-командира можно сравнить со слабым человеком, который открывает и закрывает заслонку на плотине, регулируя сильный поток воды.

В гости к Дзинтаре приехал Майкл – сын Никки и Джерри. Принцесса попросила его:

– Расскажи нам что-нибудь про современную электронику, мы как раз прочитали сказку про полупроводниковый транзистор.

– Хотите, расскажу про создание первых компьютеров? – спросил Майкл и, получив в ответ энергичные кивки, начал свой рассказ: – Астрономы, которые рассчитывают траектории движения комет и орбиты планет, сталкиваются с необходимостью проведения множества громоздких математических расчётов. Военным, инженерам и бухгалтерам тоже приходится делать много вычислений. Чтобы облегчить их работу, уже в XIX веке стали серийно выпускать механические арифмометры – устройства, которые могли выполнять простые вычислительные операции: сложение и вычитание, умножение и деление. Появилась профессия – вычислитель. Это был человек, который целый день крутил ручку механического арифмометра и выписывал получающиеся числа.

История показывает, что на смену механическим системам, как правило, приходят электрические и электронные – как это было с телевизорами, пишущими машинками, автомобилями и т. д. Любому грамотному инженеру ещё в начале XX века было понятно, что электронные вычислители тоже должны будут когда-нибудь сменить механические арифмометры. Где же зародились эти первые электронные вычислители, которые стали называть компьютерами? В столичных или знаменитых университетах Америки или Европы? Нет, это произошло в небольшом провинциальном университете – и это доказывает истину, что нет провинциальной науки, есть только провинциальное мышление.

В студёный январский день 1903 года в городе Симе в семье уральского землемера и учительницы родился мальчик Игорь. В этот день снег скрипел под ногами особенно сильно, а из печных труб поднимались в небо толстые белые столбы дыма. Горящие дрова в те времена были главным способом согреть дом и приготовить еду. А если надо было ехать в соседние большие города – в Челябинск или Уфу, – то вагоны с людьми тащил за собой пыхтящий тёмными клубами дыма паровоз, в топке которого горел уголь или те же дрова.

Город Сим был похож на многие рабочие города Урала: он сгрудился покосившимися домишками вокруг Симского железоделательного завода. Почти в каждой семье кто-нибудь трудился на этом заводе – и у Игоря там работал дед.

Места вокруг Сима были глухие, лесные, с ягодами да грибами. Местные мальчишки ходили в лес, купались в заводском пруду – и мальчик Игорь ничем сначала не отличался от своих сверстников.

И никто не знал, что этот мальчик придумает новый, атомный способ получения энергии для согревания домов, приготовления пищи и движения поездов.

Термоядерная реакция знакома каждому землянину, который любит погреться в солнечных лучах.

– Всем известно, что наше Солнце – это большой термоядерный реактор! – сказала Галатея.

– Да, Солнце и остальные звёзды светят миллиарды лет благодаря медленному термоядерному горению водорода и гелия в центре звёзд, – подтвердила Дзинтара.

– Как может там гореть гелий? Да и водород тоже – ведь там нет кислорода? – заинтересовалась Галатея.

– Термин «горение» в данном случае подразумевает совсем не тот огонь, который возникает в костре или камине. Вот пример термоядерной реакции: берём четыре ядра атома водорода, или четыре протона, и пытаемся сблизить их так, чтобы они соединились в одно ядро атома гелия. Если нам удастся это трудное дело, то в ходе слияния этих протонов выделится много энергии в виде гамма-квантов и позитронов – античастиц электрона.

– А почему это дело трудное? И если мы тратим силы на это сближение, то откуда потом возникает энергия? – спросила Галатея.

– Та задаешь отличные вопросы! – похвалила Дзинтара дочь. – Почему трудно сблизить протоны? Потому что они заряжены положительно, и при их сближении, согласно закону Кулона, они начинают отталкиваться друг от друга электрическими силами.

– Но ведь можно сближать не протоны, а атомы водорода, которые нейтральны! – нашёл выход Андрей.

Дзинтара устроилась поудобнее, посмотрела в высокое окно на звёзды, которые уже мерцали на небе, и сказала:

– Всем известно, что звёзды излучают электромагнитные волны: видимый свет, а также невидимое излучение – от длинных радиоволн до коротких гамма-квантов. Эти сигналы звёзд несут в себе массу важнейшей информации, но, падая на землю, эта звёздная информация уходит, в буквальном смысле, в песок. Лишь в нескольких специальных местах на Земле, в обсерваториях, астрономы ловят излучение звёзд и учатся его расшифровывать.

– Учатся? То есть они ещё не всё расшифровали? – насторожила розовые ушки Галатея.

– Конечно, нет. В этих радиопосланиях, световых письмах и рентгеновских импульсах содержится множество непонятных символов и знаков. Может, там зашифрована информация, которая спасёт наш мир или хотя бы сделает его счастливее, но пока мы сумели прочитать далеко не все страницы космических световых мерцаний и радиосигналов.

– Это хорошо! – сказала довольная Галатея.

– Но мало кто знает, что в космическом пространстве летают не только электромагнитные послания – там движутся ещё и электрические сигналы.

– Что-то вроде космического телеграфа? – спросил Андрей.

Лето 1963 года. Жарко. Двое мальчиков отправились купаться на речку Бирюсу. Поплавали, поплескались, потом стали нырять, соревнуясь, кто глубже. Вдруг один из них вынырнул с круглыми глазами, отфыркался и закричал:

– Там что-то космическое! Инопланетное! Лежит!

– Ладно тебе заливать! – с ревностью сказал другой. – Откуда на дне нашей речки взяться чему-то космическому?

– С неба, балда! – ответил первый мальчик и снова нырнул.

Тут и второй не выдержал и плюхнулся следом. Совместными усилиями они подтащили к берегу удивительный серебристый шар метрового размера. Он был нетяжёлым в воде, но ближе к берегу ворочать его стало трудно.

Этот шар был настолько чужд этой речке с тихими деревушками, рощами зелёных деревьев и лугами, по которым бродили редкие коровы, звякая колокольцами, что второй мальчишка признал:

– Точно – с неба!