— Правильно, оказывается не всё так плохо. Дробные вместе с целыми называются рациональными. Видишь, с помощью четырёх действий арифметики мы получили три вида чисел, натуральные, целые, рациональные. Какое действие ещё осталось?

— Извлечение квадратного корня.

— Таня, ты понимаешь, что это за действие?

— Да.

— Чему будет равен квадратный корень из девяти?

— Трём.

— Действительно понимаешь. Чему будет равен квадратный корень из трёх?

— Не знаю. Какая-то дробь?

— Невозможно подобрать такую дробь, чтобы умноженная сама на себя она дала в результате ровно тройку. То есть, квадратный корень из трёх вообще нельзя точно вычислить, только приближённо. Такие числа называются иррациональными.

— Что делать, если на уроке, ну, на контрольной или у доски, я забуду это слово?

— Придумай своё, ты же понимаешь смысл таких чисел. Давай, придумывай. Инн, ты тоже можешь придумывать, — обратился я ко второй девочке, которая внимательно нас слушала.

Интересно, что первой откликнулась троечница: Приблизительные числа.

И почти тут же и отличница: Неточные числа.

— Обе молодцы, или правильно молодицы? — похвалил я девочек.

— Только учитель не засчитает такой ответ, — засомневалась Таня.

— Почему же не засчитает, он увидит, что смысл ты понимаешь правильно, ну, может быть, поставит и не пятёрку, но и точно не двойку.

— Тогда почему во всех науках приняты точные названия, если можно придумать любые подходящие по смыслу? — задала вопрос Инка.

— Думаю, что главным образом для удобства общения учёных между собой.

Обе девочки замолчали, обдумывая сказанное мной. Я же размышлял о том, стоит ли рассказывать о мнимых и комплексных числах, или Таньке пока хватит. Решил всё-таки поговорить о другом: Таня, помнишь, что такое числовая ось?

— Да, прямая линия, на которой отложены числа, 0, 1, 2, 3 и так далее.

— Дробные тоже на ней отложены?

— Да.

— Представь, что между соседними точками на числовой оси "расстояние" одна миллионная. Можно между ними ещё одну точку втиснуть?

— Одну миллиардную? — неуверенно спросила девочка.

— Да, а между миллиардными долями можно втиснуть триллионные, и так до бесконечности. Получается, что все целые и дробные числа, которые вместе назвали рациональныеми, полностью занимают числовую ось?

— Да.

— Однако, между ними втиснуты ещё и иррациональные, то есть, эта прямая поделена на отрезки бесконечно малой длины. Хотя... — я на секунду задумался, — если некоторые следствия формулы Планка верны, то существует отрезок наименьшей возможной длины, и числа меньше него являются чистой математической абстракцией, не имеющей никакого физического смысла...

— Тань, всё, дальше Глеба можно не слушать. Помнишь, я тебе говорила, что он может начать нести заумь? Это как раз оно, — Инка повернулась ко мне. — Ильин, какой же беспорядок творится в твоей голове.

— В моей как раз порядок, в отличие от некоторых.

— Это ты на меня что ли намекаешь? — девочка легонько пихнула меня в плечо кулачком.

— Глеб, почему Людмила Васильевна сказала, что ты пишешь сочинения суконным языком? — вмешалась в шутливую перебранку Таня, задав мне вопрос не по теме.

Надо же, Танька запомнила, что мне когда-то сказала одна из учителей, с чего бы это? Лично я не стал бы запоминать всякую ерунду, кто кому что сказал.

— Я стараюсь писать так, чтобы по возможности не допускать двоякого толкования. Например, вместо "цвет утренней зари" пишу просто красный, а Людмила Васильевна, наверное, считает, что это недостаточно красочно.

Инку я проводил до самого дома, по дороге говорили в основном о предстоящих каникулах. Ещё она спросила, не обидно ли мне, что у неё оценки выше, хотя в большинстве предметов я разбираюсь лучше. Ответил, что нет, не обидно, по большому счёту мне на оценки наплевать, главное, чтобы я по-настоящему понимал, что в учебниках написано.

Вопросы по лазеру, о котором, я думаю, Иван Иванович пока не подозревает, смог передать учителю только в пятницу, значит, до конца учебного года он на них ответы получить не успеет, встретимся теперь уже только на радиокружке.

8-й класс я закончил на все пятёрки, кроме литературы и немецкого языка, учитель немецкого сказал, что я не стараюсь, а русичка, что у меня топорный литературный язык. Ну, что я мог ей ответить, сказал, что пишу как умею, ходят разговоры, что в этом году она уйдёт на пенсию. У Инки, кстати, ровно на две пятёрки больше, чем у меня. Вполне возможно, что она закончит школу с золотой медалью.

Мама моим оценкам порадовалась: Сам знаешь, как у нас с деньгами, когда я в прошлом году решала куда тебе идти учиться, в ремесленное училище, где полное гособеспечение, или в старшие классы школы, за которые нужно платить, то твои учителя в один голос советовали школу. Рада, что не ошиблась, учителя в этой школе говорят то же самое.

Глава 5.

Конец мая, июнь, в Чу хорошее время, ещё нет июльской сорокаградусной жары, пошла всякая зелень, клубника, ближе к концу июня начнут поспевать яблоки-скороспелки — у нас это белый налив и бело-розовая столовка. Работы в саду гораздо меньше, чем весной, не нужно вскапывать огород, делать посадки. Машкино удобрение будет использоваться только осенью, сейчас навоз только отлёживается. Из всех огородных работ остаётся лишь эпизодическая прополка да сбор раннего урожая, а в этих делах и от Шурика есть толк.

Запрошенные мною сведения Иван Иванович смог получить только за неделю до моего дня рождения. Да, родился я в один из самых тяжёлых для моей страны дней — 22 июня 1941 года. Когда мать говорила, что с моим рождением пришла война, это вовсе не было фигурой речи.

Полученный от учителя физики двойной тетрадный листок я не удержался и начал читать ещё по дороге домой. Ну, что, ответы на оба моих вопроса оказались обнадёживающими. Время нахождения атома в возбуждённом состоянии было не нулевым, а находилось, по некоторым оценкам, от долей микросекунды до долей миллисекунды. И совсем замечательным было явление вынужденного излучения — если фотон определённой энергии ударял в атом, перешедший в возбуждённое состояние, приняв ровно такую же порцию энергии, то он тут же излучал такой же фотон, как и ударивший в него.

Ещё не успев осмыслить полученную информацию до конца, я понял, что решение есть. То есть, сделать то, о чём в книге вскользь упомянуто, как о лазере, можно! Пока не знаю как, но чувствую, что можно. Есть ряд проблем, но ни одна из них не выглядит неразрешимой.

Как выглядит обычный процесс излучения света той же лампой накаливания: она нагревается, вот первый атом перешёл в возбуждённое состояние и через, например, одну миллисекунду излучил фотон. Если ни один другой атом в возбуждённое состояние ещё не перешёл, то этот фотон спокойно улетит по своим делам, а раз он первый, то так и произойдёт. Нужно как-то заставить его задержаться, чтобы другие атомы тоже успели перейти в возбуждённое состояние, тогда есть шанс, что этот фотон попадёт в один из возбуждённых атомов и выбьет из него свой фотон.

Вопрос — как это сделать, как притормозить то, что движется со скоростью света? Вообще-то, триста тысяч километров в секунду — это скорость света в вакууме, а в разных прозрачных веществах она бывает разная, так может быть, среду, в которой рождается свет, сделать слоистой? Чтобы фотон тормозился в "медленных" слоях, пока атомы в "быстрых" переходят в возбуждённое состояние.

Прикинуть, даст ли результат такой подход, удалось только дома на бумаге. Вывод неутешительный, исходя из скорости света и времени нахождения атомов в возбуждённом состоянии, ничего не выйдет. Проведя полдня в размышлениях, обдумывая самые невероятные предположения, никакого положительного результата я не достиг. Единственный второстепенный вывод, к которому пока пришёл, среда, порождающая лазерный луч, должна быть по возможности прозрачной для основной частоты фотонов. Ну, и возник побочный вопрос, почему скорость фотонов в прозрачной среде меньше, чем в вакууме, что они в этой среде делают?

Ни в этот день, ни в ближайшую неделю, вплоть до моего дня рождения, никакого правдоподобного решения мне в голову не пришло. 22 июня мама поздравила меня с пятнадцатилетием и подарила перочинный нож с четырьмя инструментами.

— Глеб, на этот день рождения ты получил подарок и от государства, хотя, скорее, это подарок мне, плата за обучение в старших классах отменена.

— А в ВУЗах?

— В ВУЗах тоже, так что, если захочешь, можешь после школы идти в институт.

— Спасибо, мама. Насчёт института я подумаю, впереди ещё целых два года.

Приглашать друзей на день рождения у нас было не принято, да и ходить в гости по этому поводу тоже. Мама испекла сладкий пирог с клубникой, эта ягода росла у нас мелкой, зато долго плодоносила. После праздничного стола я вспомнил Генку Епишина и его мечту сделать гиперболоид, нарисовал в тетрадке по алгебре схему гиперболоида с его большим и малым зеркалами, всё равно эта тетрадь мне больше не понадобится.

Рассеяно глядел на траекторию лучей от сжигаемых пирамидок к большому зеркалу, их сбор в фокусе малого зеркала и отражение параллельных лучей вовне. Здесь до меня дошло, каким дураком я был, зеркало, вот простой способ заставить фотоны задержаться в массе излучающего свет вещества! Обыкновенная сфера с внутренней зеркальной поверхностью, окружающая излучающее вещество.

Порядок действий просматривался довольно простым, подача энергии, переход атомов в возбуждённое состояние, излучение первых фотонов, которые никуда не улетают, а пронизывают активное вещество, порождая всё новые и новые фотоны с одной и той же частотой. Процесс должен будет носить лавинообразный характер. Затем в зеркале открывается маленькая заслонка, и фотоны плотным пучком вылетают в образовавшееся отверстие.

Находясь в радостно-возбуждённом состоянии, я приступил к расчётам. Необходимо было хотя бы качественно оценить, как быстро должна быть подана энергия на активное вещество, каков должен быть размер отражающей сферы, каково время перехода из возбуждённого в стабильное состояние. Нужно также учесть что идеальных зеркал не бывает, и при каждом отражении часть света будет потеряна.

Потратив остаток этого и два следующих дня на расчёты, исписав две тетради, я понял, что в принципе такая схема должна сработать. Остались некоторые детали. Подавив желание срочно поделиться достигнутым результатом с учителем, я приступил к их рассмотрению.

Во-первых, сфера это неправильная форма для отражающих зеркал, отражённый от её стенок свет будет вылетать в открывшееся отверстие под самыми разными углами, а не параллельным пучком. Немного подумав, я решил, а зачем нужна обязательно сфера, два параллельных зеркала вполне подойдут, да и вариант с параболоидом тоже имеет право на существование.

Во-вторых, способ быстрой подачи энергии на излучающее вещество. Для газов это может быть электрический разряд или сверхбыстрый нагрев, хоть я и не знаю как его осуществить.

В-третьих, старая проблема, найти вещество, которое излучает в узком диапазоне, в идеале одну длину волны.

Записав промежуточные результаты и выводы в тетрадь, я со спокойной душой отправился спать, последний в этом году день работы радиокружка будет послезавтра.

Следующий день потратил на приведение в порядок всех расчётов, сделал парочку эскизов придуманного устройства, заодно дал ему название "фотонный излучатель". Слово "лазер" использовать побоялся, во-первых, неизвестно что оно значит, во-вторых, если в книге правда, и его кто-то в будущем придумает, то как я объясню откуда его взял.

Иван Иванович был на месте, в кабинете физики, но по случаю конца июня один, никто, кроме меня, на занятие радиокружка не пришёл.

— Рассказывай, Ильин, отчего ты так заинтересовался природой света? — сразу после моего "здрасте" задал он мне свой вопрос.

— Хотел сделать гиперболоид.

— И как? — ничуть не смутился учитель.

— Сделал. То есть, не сделал, но знаю, как его сделать.

— Ну-ну, рассказывай.

Я и рассказал. Свои рассуждения, требования к активному веществу с монохромным светоизлучением и определённым диапазоном времени нахождения атома в возбуждённом состоянии, использование зеркал для "торможения" излучённых фотонов, про лавинное нарастание их количества, и открывание "форточки" для испускания луча.

— Ты учёл, что зеркало отражает не 100% падающего на него света?

— Да, отсюда и требования к скорости подачи энергии.

— Твоя механически открываемая заслонка не выдерживает никакой критики. Я думаю, что можно просто оставить небольшое отверстие в зеркале, какую там долю от общей площади оно составит, одну тысячную? Убеждён, что это ни на что существенно не повлияет. То, что ты предложил, представляет собой двухуровневую квантовую систему.

— А трёхуровневая бывает?

— Почему бы и нет, только я не очень хорошо в этом предмете разбираюсь, — пожал плечами физик. — С самого начала учёбы в университете планировал идти учителем в школу, "лишним" знаниям особого внимания не уделял. Можешь оставить мне свои чертежи и расчёты?

— Конечно, — я ещё подумывал поговорить об оптоволоконной линии, про которую прочёл в той книге, но сейчас решил отложить этот разговор на потом.

— Глеб, надеюсь, ты понимаешь, что сделать твой "фотонный излучатель" в школьной лаборатории совершенно нереально?

— Понимаю.

— Хорошо, заходи за своими бумагами через недельку ко мне домой. Знаешь, где я живу?

— Нет.

— Торцовая квартира в бараке около школы, дальняя от неё. Впрочем, пойдём, я покажу, всё равно никто кроме тебя не пришёл.

Встреча с учителем физики через неделю ничего существенного не принесла, он вернул мне мою записку и сказал, что никаких значимых ошибок в моих расчётах не нашёл, но считает, что "фотонный излучатель" реализовать вряд ли возможно, если бы это было не так, его бы давно сделали. Однако, за содержание моих листочков похвалил — твой труд вполне тянет на нормальную курсовую студенческую работу. Сообщил также, что уезжает в отпуск, вернётся в двадцатых числах августа.

В остальном лето проходило как обычно, мы с Серёгой ходили купаться на речку, несколько раз в июле к нам присоединялась Инка, одна или с прилепившейся к ней Танькой Погодиной. В августе Инка уехала с родителями к родственникам в Алма-Ату, Погодина без неё приходить к нам не стала. Дома я подремонтировал Машкин сарайчик, и перенёс туалет в огороде на новое место, в общем, ничего интересного не происходило.

Единственная новость, о которой мне сообщил Серёга, что с малолетки вернулся Витька Жердин, его отпустили досрочно за примерное поведение, по крайней мере, он сам так сказал. Странно, что Серый узнал об этом раньше меня, дом Жердиных находится на моей улице, всего через четыре дома от моего. Иногда, проходя мимо них, я слышал звуки скандала, это напившийся вдрызг Витькин отчим, "воспитывал" свою жену и малолетнюю дочь. Может теперь, когда Витька вернулся, а он, между прочим, на полтора года старше меня, это безобразие прекратится?