— Вы, конечно, понимаете всю ответственность, которую берете на себя. Вероятно, вам нужно подумать?
Следующее, последнее заседание председатель Госстроя СССР назначил на утро.
— Итак, вы настаиваете на своем решении?
— Да, скалу взрывать не следует: она неопасна.
— Необходимо письменное заключение. Сколько на это потребуется дней?
Кириак Самсонович протянул председателю конверт с заключением. В нем был труд одной бессонной ночи и вывод теории, которую он начал создавать еще студентом. Взрыв был отменен.
А вскоре после этого, в 1970 году, в Боржоми произошло сильное, восьмибалльное землетрясение. К. С. Завриев выехал к своей «подопечной». Как он и предсказал, скала стояла прочно, даже старые трещины не стали шире.
«Вокруг одни бронтозавры...»
Начало века. Тбилиси: глинобитные дворики, пузатые купеческие особняки, которые сохранились до наших дней разве что на полотнах Пиросмани. И Санкт-Петербург: высокие дома, дворцовые ансамбли, огромные мосты, соединившие берега полноводной реки. Что должен чувствовать юноша, приехавший с Кавказа в город на Неве, чтобы стать строителем, инженером? Восторг, восхищение перед бессмертными творениями зодчих? Боль за родной город, где подземные силы заставляют дома прижиматься к земле? Да, пожалуй. Желание строить как лучшие мастера? Вряд ли. Нет.
«Все подвергай сомнению». Если бы этот принцип не выдвинули древние философы, его бы предложили современные инженеры.
У студента Петербургского института путей сообщения были руки рабочего, голова инженера и глаз художника. Студентом четвертого курса он уже работал на строительстве Дворцового моста и делал не учебные, а заказные проекты. Он пытался рассчитать новые конструкции, старые не удовлетворяли его эстетическому чувству: все эти здания, дворцы, мосты, которыми восхищался мир, казались ему недостаточно легкими, изящными. И он решил проверить видимую гармонию сооружений алгеброй строительной механики.
Дерзкая идея: архитектура — древнее искусство, инженеры в начале века умели великолепно строить. Но Завриев поставил под сомнение не их способности, а сами методы расчета, на которых покоилась вся мировая строительная практика.
Тогда господствовал метод допускаемых напряжений. Истинных напряжений, которые вызывает нагрузка, получить по нему было нельзя: рассчитанные по этому методу конструкции работали, как говорится, в четверть силы и получались массивными. Завриев прикинул: миллионы тонн камня, дерева и металла укладывались, по сути дела, напрасно! Настоящие могилы для строительных материалов. «Бронтозавры, вокруг одни бронтозавры», — говорил он, проделывая расчеты.
В таком положении повинен был и невысокий уровень строительной механики. Однако главная причина была в другом: фирмам выгодно было расходовать лишний материал — это увеличивало их доходы. И проектировщики тоже могли спать спокойно: они создавали надежные, хотя и тяжелые, конструкции. Но сравнивать было не с чем — лучших тогда в мировой практике не существовало.
Завриев предложил нечто новое: посмотреть, на что способна конструкция, если довести ее до разрушения. А уж потом вполне сознательно дать сооружению запас прочности. Он создал новый метод расчета — по разрушающим нагрузкам. Рассчитанные по-новому, сооружения становились легкими, изящными, рациональными.
Сегодня это азы строительной науки. А в 1913 году профессор, впоследствии академик С. П. Тимошенко, прочитавший записки своего студента, увидел в них начало революции в методах расчетов. Взволнованный вошел он в кабинет ректора господина Янковского и потребовал доложить студенческую работу на ученом совете.
— Но, господин Тимошенко, вам же известно: студентам строжайше запрещено выступать перед профессорами! Достаточно и того, что они пытаются поучать нас на своих сходках.
Ректор был непреклонен, и профессор решился на хитрость.
— Приглашаю вас, господа, присутствовать завтра на экзамене...
Коллеги, сидевшие в кабинете ректора, поклонились.
А на следующее утро состоялся самый странный в истории института экзамен. На нем отвечал лишь один студент, Завриев. И, странное дело, попался ему как раз тот самый вопрос, который он осветил в записке. Тимошенко и его коллеги засыпали Завриева вопросами. Потом было обсуждение. Фактически это был не экзамен — доклад. А вскоре статью Завриева опубликовали в научном журнале. И появилась она не в плохой компании: в том же номере был напечатан труд самого Тимошенко и статья Н. А. Рынина, энтузиаста межпланетных полетов.
Известно, как важен в науке первый шаг. У Завриева он был удачным, даже чересчур: первая серьезная публикация еще на студенческой скамье, золотая медаль по окончании института, поощрительная командировка в Германию (которая не состоялась из-за войны), наконец, предложение остаться при кафедре — его он принял. Казалось, что впереди обеспеченная жизнь, профессорская карьера. Однако ни преподавание, ни «чистая» наука Завриева не привлекали. Он знал: созданный им метод — это рычаг, которым можно перевернуть всю строительную практику. Но в царской России между наукой и строительством зияла пропасть. К тому же «нет пророка в своем отечестве»: строительные фирмы ориентировались на Запад.
Завриев покинул институт; он строит мосты в Бессарабии, затем возвращается в родной Тбилиси. Теперь он практик: восстанавливает мосты, заводы. Так что же, забыты юношеские мечты? С грустью смотрит он на родные кавказские земли: каждый клочок здесь дорог, способен дать большие урожаи, а люди застраивают Кавказ низкими, приземистыми домами. «Живем как на шкуре беспокойного зверя», — думает Завриев.
В 1920 году он пережил землетрясение в Гори. Если бы только знать те силы, что вызывают трясение земли, тогда дома можно было бы рассчитывать на подземный удар! Если бы, если бы...
Завриев обращается к мировому опыту землетрясений. Перед ним встает один из сложнейших вопросов, который издавна волнует человечество.
Строить все равно надо
На Земле нет мест, абсолютно неуязвимых для подземной стихии. Так, летопись сообщает, что 1 октября 1445 года «потрясся град Москва, Кремль и Посад и храм поколебашеся». А один из героев Шекспира, описывая лондонское землетрясение 1580 года, замечает: «Земля до основанья содрогалась, как жалкий трус».
И все-таки на равнинах землетрясение — явление редкое. Иное положение в районах сейсмических поясов — по обе стороны Тихого океана и в молодых горах на юге Азии, — здесь подземные толчки случаются особенно часто. Тут и бед и каверз — всего сполна.
13 апреля 1950 года в США, в Пьюджет-Саунде, произошло очень сильное землетрясение. А год спустя Американское сейсмологическое общество проводило свое заседание в соседнем с Пьюджет-Саундом Сиэтле, который тогда тоже пострадал. В США число 13 считается роковым, под этим номером в стране, как правило, не найдешь ни квартир, ни этажей, ни самолетных рейсов. «13 апреля, — решили репортеры, — может случиться всякое». И они, как говорится, в лоб спросили ученых: будет ли в этот день в Сиэтле землетрясение? Сейсмологи рассмеялись и, обвинив журналистов в суеверии, поместили в газете официальное заявление: «В этот день в Сиэтле никакого землетрясения не будет».
Однако 13 апреля в 15 часов 8 минут, когда Американское сейсмологическое общество собралось на новое заседание, раздался оглушительный подземный толчок. Правда, не такой сильный, как год назад, но зато какова точность! Как говорится, комментарии излишни...
Это, правда, не значит, что прогноз землетрясений всегда бывает неудачным. Бывают и удачные. Так удалось предсказать повторные толчки после землетрясения 1966 года в Ташкенте, сотрясение земли на Дальнем Востоке — это только по Советскому Союзу. Аналогичные успехи есть и за границей. Но успехи пока нигде не стали правилом.
Между тем сейсмически опасные зоны охватывают огромные густо заселенные районы. Только в Советском Союзе они занимают пятую часть территории страны, там проживает около 50 миллионов человек, расположены сотни городов, среди них девять столиц союзных республик. Не может быть и речи о том, чтобы даже замедлить в них строительство. Строить надо. Но как?
В 1906 году Сан-Франциско пострадал от сильнейшего землетрясения. А вскоре после этого через пролив Золотые Ворота начали возводить самый длинный в мире мост. Фирмы, осуществлявшие строительство, вовсе не действовали «рассудку вопреки, наперекор стихиям»: они застраховали свое гигантское детище, и за бесчинство стихий теперь отвечала страховая компания. Вот эта компания как раз и решила приостановить стройку вплоть до выяснения степени риска.
Для беспокойства имелись веские основания, так как вход в бухту у Сан-Франциско пересекает в недрах земли гигантская, закрытая, но активная трещина — разлом Сан-Андреас. В 1857 году Сан-Андреас разрушил форт вблизи Лос-Анджелеса, в 1906 году сместил участок границы между США и Мексикой. Заметим, кстати, что Сан-Андреас не утихомирился и до сих пор; по данным топографической съемки, он расширяется примерно со скоростью пять сантиметров в год. Более того, согласно некоторым прогнозам Калифорния вообще может отколоться от материка.
