Чарльз Рихтер: Дежурный по планете

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

По словам Чарльза Фрэнсиса Рихтера, наиболее примечательная особенность придуманной им шкалы для оценки силы землетрясения заключается в том, что она вообще работает.

Фото: Чарльз Рихтер — интересные факты

Создатель шкалы Рихтера мечтал стать астрономом

Сейсмограф Чарльз Фрэнсис Рихтер был потомком немецкого переселенца из Баден-Бадена, который бежал в США из охваченной революцией 1848 года страны вместе со своим четырёхлетним сыном Карлом — дедушкой учёного. Семья Рихтеров часто переезжала: из Нью-Йорка в Ричмонд, из Ричмонда на ферму в семи километрах от Гамильтона, штат Огайо, где в 1900 году и родился Чарльз, из Огайо в Лос-Анджелес. Дедушка Чарльз, как говорил Рихтер, сделал для него все, что мог — дарил и любовь, и заботу, и поддержку.

Рождённый физиком

Своего отца он почти не помнил, его мальчику заменил дед. Вероятно, благодаря деду, который возился с разными механизмами, Чарльз ещё в школе увлёкся математикой и физикой. Правда, его больше интересовало не то, как и почему работают механические устройства, а теоретическая физика, мир атомов и молекул, который, если подумать, удивительно похож на космос. Именно космос, Вселенная, звезды и звёздное вещество невероятно его привлекали. И, будучи школьником, Чарльз думал, что обязательно станет в будущем астрономом. Но все сложилось иначе.
После школы Рихтер поступил в Стэнфордский университет, где первоначально изучал физику и химию. Химия его страшно разочаровала. Он, как сам признавался, был юношей дерганым, нервным, а потому неловким, и стеклянные ёмкости постоянно бились в его руках, резали пальцы, так что он избегал лабораторной работы, как только мог. Тем не менее университет он окончил, получив степень бакалавра. Ему исполнилось 20 лет. Нужно было искать работу. Поэтому он вернулся в Лос-Анджелес и устроился в городской музей курьером, потом — на склад Калифорнийской компании по производству металлических изделий. Так он промучился три года. И тут, к его радости, в 1921 году Институт имени Эймоса Трупа в Пасадене был реорганизован в Калифорнийский технологический институт, знаменитый впоследствии Калтех (Caltech). Там читал лекции по атомной физике новоиспечённый нобелевский лауреат доктор Роберт Милликен. Разумеется, Чарльз тут же бросил ненавистную работу и поступил в Калтех, на этот раз — чтобы сосредоточиться на изучении физики.
Здесь была совершенно иная обстановка, чем в Стэнфорде. И другое отношение к студентам. О своих учителях в конце жизни он вспоминал с большой теплотой. С ними не возбранялось спорить и доказывать своё мнение, и относились они к нему, как к равному. Это было великое время. Макс Борн, Вернер Гейзенберг, Эрвин Шрёдингер создавали квантовую механику. Рождалась новая физика. И Рихтер тоже жаждал участвовать в этом процессе. Он был упорным, въедливым, скрупулёзным человеком. И пока что совершенно свободным, не обременённым семьёй. Из студентов он перешёл в разряд аспирантов, доктор Милликен предложил ему работу в Институте Карнеги в 1927 году, а за год до защиты докторской диссертации — в сейсмологической лаборатории Калтеха.
Чарльз пробовал возражать, уверяя, что ничего не смыслит в сейсмологии, на что Милликен безапелляционно заявил, что география и геология при ближайшем рассмотрении тоже ему очень понравятся.

Графики дьявола

Рихтер взялся за изучение сейсмологии. Он буквально прочесал все статьи и книги, написанные на эту тему. Причём читал и перечитывал он эту гору материалов с точки зрения физика. В то время в сейсмологии даже не было единой терминологии. Милликен оказался прав: сейсмология так пришлась Рихтеру по душе, что после защиты диссертации к квантовой физике он так и не вернулся.
Возможно, свою сыграло роль и то, что жил Рихтер в самой сейсмоопасной зоне США. Землетрясения были для Калифорнии обыденным явлением. Потери от самого страшного, случившегося в Сан-Франциско в 1906 году, составили 400 тысяч тогдашних долларов (в пересчёте на наши дни, примерно 11,2 миллиарда), погибло более 300 человек, а от города остались одни развалины. Его толчки тогда ощутили люди от Орегона до Невады. И хотя город был довольно быстро отстроен заново, многие промышленные и торговые предприятия предпочли перебраться в более спокойный Лос-Анджелес. Однако и Лос-Анджелес также стоял в нехорошем месте — совсем рядом с разломом Сан-Андреас.
Сейсмологическая лаборатория, куда устроился на работу Рихтер, не занималась предотвращением сейсмических угроз, в её задачи входило создать понятную систему фиксации и определения их силы конкретно для Южной Калифорнии. Конечно, сейсмографы начала XX века далеко ушли от сейсмоскопа, изобретённого китайцем Чжан Хэном. Тот выглядел, как металлический сосуд с маятником внутри, восемью драконами по сторонам света и восемью жабами под ними, а работал так: направление, где произошли толчки, определялось по тому, какой из драконов уронил свой бронзовый шарик в рот соответствующей жабы. Сейсмографы уже имели вполне современный вид и были снабжены самописцами, вычерчивающими на бумаге ломаную линию. Но, чтобы правило интерпретировать их показания, нужно было создать сам принцип чтения. Рихтер попробовал применить опыт японского сейсмолога Кийо Вадати и построить график максимального движения грунта в зависимости от расстояния до эпицентра применительно к Калифорнии. Однако разница между самыми малыми и самыми большими величинами оказалась чудовищной.
Над этой задачей Рихтер работал под началом более опытного учёного — Бено Гутенберга. Тот предложил использовать для создания шкалы измерения магнитуды землетрясений логарифмические графики. Удивительно, но это сработало, хотя, как потом признавался сам Рихтер, могло ничего и не получиться. Логарифмические графики он называл изобретением дьявола.

Спасение в знании

Работа над созданием шкалы магнитуды землетрясения была завершена к 1935 году, причём Гутенберг напрочь отказался от упоминания своего имени. И в историю эта шкала вошла как шкала Рихтера. В чём были её отличия от всех предыдущих систем, которыми пользовались сейсмологи до этого? Даже самая передовая, изобретённая священником Джузеппе Меркалли шкала «измеряла» силу толчков не по силе волн, которые исходили от эпицентра землетрясения, а по внешним проявлениям, поведению людей и масштабу разрушений.
Ничего подобного в шкале Рихтера не было. Она выглядела как график и учитывала только прохождение поверхностных волн. Поскольку Рихтер составлял шкалу для сейсмографа Вуда-Андерсо-на, он не мог ввести понятие глубинных волн, да и максимальная величина соответствовала только 6,8 баллам. Для Южной Калифорнии с малым по глубине залеганием эпицентра землетрясений' и малыми или средними величинами магнитуд это было вполне приемлемо. Но потом шкала была усовершенствована и приспособлена и под большие магнитуды и более глубокое расположение очагов землетрясений. Разрабатывали эти шкалы уже другие учёные и в более близкое к нам время.

Учёный и человек

Рихтер не ограничился изобретением пригодной для измерения магнитуды землетрясений шкалы. Он также написал для студентов, изучающих сейсмологию, два учебника, которые не устарели и по сей день, хотя появилось много новых данных. С 1937 года он читал лекции в родном Калтехе, а в 1952 году получил звание профессора сейсмологии. Интересовало его не только то, как можно максимально точно измерять магнитуду, но и как можно уменьшить последствия разрушений, поэтому он боролся за введение строительного законодательства для сейс-моопасных районов, даже проводил в Лос-Анджелесе информационные кампании, объясняя популярно, как в таких местах нужно строить здания. Городское правительство к этим объяснениям прислушалось и даже демонтировало с фасадов домов опасные элементы. Прислушались к его советам и власти других городов. Во время землетрясения в Сан-Фернандо это спасло жизнь многим людям.
Рихтер вёл активный образ жизни, любил рыбалку, если было время, отправлялся «на природу» с палаткой или на нудистский пляж, до последних лет катался на велосипеде, дожил до весьма почтенного возраста и умер в 1985 году.

Журнал: Загадки истории №25, июнь 2019 года
Рубрика: Гениальные изобретатели
Автор: Михаил Ромашко

Метки: Загадки истории, физика, землетрясение, Рихтер, шкала, сейсмология, логарифм, график




Исторический сайт Багира Гуру, история, официальный архив; 2010 —