Прямоходящие мыслители. Путь человека от обитания на деревьях до постижения миро устройства Млодинов Леонард
Подобно мёртонцам-математикам, Парацельс стал переходной фигурой: он помог преобразовать свой предмет и заложил примитивный фундамент для тех, кто будет развивать эту практику вслед за ним. Масштабы влияния Парацельса и на старый, и на новый мир химии делаются ясны из его собственной жизни: он хоть и критиковал традиционную алхимию, сам же в ней и плескался. Всю свою жизнь он ставил эксперименты, нацеленные на создание золота, а однажды даже объявил, что получил и выпил эликсир жизни и дальше будет жить вечно.
Увы, в сентябре 1541 года, когда Парацельс находился в заведении под названием «Трактир Белая Лошадь» в венском Зальцбурге, Бог поймал его на блефе. Парацельс шел ночью по темной узкой улице к себе и либо неудачно упал, либо его избили головорезы, нанятые местными врачами, с которыми он ссорился, – выбирайте версию на свой вкус. Обе истории вели к одному концу: Парацельсову. Он скончался от увечий несколько дней спустя, в сорок семь лет. Говорят, при смерти выглядел гораздо дряхлее своих лет – из-за вечных загулов и пития. Проживи он еще полтора года, мог бы застать издание великой работы Коперника «De Revolutionibus Orbium Coelestium» («О вращениях небесных сфер»[241]), которую часто считают началом научной революции, а такое развитие дел Парацельс почти наверняка бы одобрил.
Через полтора века после смерти Парацельса начался период, как мы убедились, в котором первопроходцы Кеплер, Галилей и Ньютон, развивая начатое в трудах постарше, создали новый подход к астрономии и физике. Со временем качественные теории мироздания, управляемого метафизическими принципами, уступили место представлениям об измеримой, подчиняющейся неизменным законам Вселенной, которую можно оценивать количественно. А подход к знанию, основанный на книжном авторитете и метафизических доводах, заменила убежденность, что нам необходимо постигать законы природы путем наблюдения и эксперимента и формулировать эти законы на языке математики.
Как и в физике, интеллектуальная трудность, с которой столкнулось новое поколение химиков, не сводилась к разработке методов строгого рассуждения и экспериментирования – нужно было отринуть философию и представления прошлого. Чтобы набраться зрелости, новой химии требовалось и учесть уроки Парацельса, и низвести с трона тупиковые теории Аристотеля – только не теории движения, которыми занимались Ньютон и другие физики и математики, а теории материи.
Прежде чем сложить головоломку, необходимо разобраться с ее фрагментами, а в головоломке природы фрагменты – это химические элементы. Пока люди верили, что все состоит из земли, воздуха, огня и воды – или в пределах какой-нибудь подобной схемы, – их понимание материальных тел основывалось на выдумках, а способность создавать новые полезные вещества по-прежнему ограничивалась методом проб и ошибок, без возможности какого-либо настоящего понимания. Так сложилось, что в новой интеллектуальной атмосфере XVII века, покуда Галилей и Ньютон окончательно изгоняли Аристотеля из физики и заменяли его представления на теорию, основанную на наблюдении и эксперименте, один из тех, чья работа по оптике помогла вдохновить Ньютона, взялся изгонять Аристотеля из химии. Речь об ирландце Роберте Бойле, сыне первого графа Коркского[242].
Один путь посвятить себя жизни в науке – добыть университетскую должность. Другой – быть непристойно богатым. В отличие от университетских про-фессоров-первопроходцев физики, многие герои юной химии были людьми со средствами, кои во времена, когда лаборатории оставались редкостью, могли себе позволить создать свою собственную. Роберт Бойль [Бойл] был сыном графа не просто богатого, а, возможно, богатейшего во всей Великобритании.
Про мать Бойля известно немногое – помимо того, что она вышла замуж в семнадцать лет и за последующие двадцать три года выносила пятнадцать детей, после чего упала замертво от чахотки, что к тому времени в ее судьбе, вероятно, было облегчением. Роберт был ее четырнадцатым ребенком и седьмым сыном. Граф, похоже, больше любил делать детей, чем их растить, а потому вскоре после рождения их всех отправляли под опеку нянь, затем – в пансионы и колледжи или же за рубеж, учиться у частных преподавателей.
Самые нежные свои лета Бойль провел в Женеве. В четырнадцать он как-то раз проснулся среди ночи в жуткую грозу и поклялся, что, если выживает, посвятит себя Богу. Если бы люди выполняли или даже просто помнили все клятвы, данные в трудных обстоятельствах, мы бы жили в лучшем мире, но Бойль своей клятве остался верен. Была та гроза подлинной причиной или же нет, но Бойль сделался глубоко религиозен и, невзирая на богатство, жил аскетом.
Через год после той судьбоносной грозы он навещал Флоренцию – как раз когда неподалеку в изгнании умер Галилей. Бойль ухитрился добыть книгу Галилея о системе Коперника – его «Диалог о двух главных системах». То была счастливая случайность, однако случайность, в истории мысли примечательная: по прочтении книги Бойль, в те поры пятнадцатилетний, влюбился в науку[243].
Ни из каких исторических документов не ясно, почему Бойль выбрал химию, но со дня своего обращения он искал, как бы послужить Богу, и решил, что химия – способ что надо. Подобно Ньютону и Парацельсу, он хранил безбрачие и сделался одержим работой; как и Ньютон, верил, что усилия понять устройство природы ведут к постижению путей Господних. Однако, в отличие от физика Ньютона, химик Бойль считал науку важной еще и потому, что она может облегчать страдания людей и улучшать их жизнь.
Бойль в некотором смысле был ученым из-за своей филантропии. В 1656 году в двадцать девять лет он переехал в Оксфорд, и, хотя в университете официально химию пока не преподавали, Бойль на свои деньги обустроил лабораторию и отдался исследованиям – преимущественно, пусть и не исключительно, в химии.
Оксфорд во времена Английской гражданской войны был оплотом короны и укрытием многим сбежавшим из парламентского Лондона. Бойль, похоже, не склонялся ни к той, ни к другой позиции, но примкнул к еженедельному собранию беженцев, на котором обсуждались общие интересы в экспериментальной науке. В 1662 году, незадолго до восстановления монархии, Карл II пожаловал этой группе особый статус, и она стала Королевским обществом (или, точнее, Лондонским Королевским обществом по развитию знаний о природе), сыгравшим столь важную роль в карьере Ньютона.
Королевское общество вскоре стало местом, где многие величайшие умы того времени, включая Ньютона, Гука и Галлея, собирались для обсуждений, дебатов и взаимной критики, а также чтобы поддерживать друг друга и добиваться, чтобы идеи проникали во внешний мир. Девиз Общества Nullus in verba приблизительно означает «Не верь на слово», но в частности это означало «Не верь на слово Аристотелю», поскольку члены Общества понимали, что движение вперед требует превзойти мировоззрение Аристотеля.
Бойль принял скептицизм как личную мантру, что нашло отражение в названии его книги 1661 года, «Химик-скептик» – по большей части сплошь разоблачение Аристотеля. Бойль, как и его коллеги, осознал, что научная строгость в понимании влекшего его к себе предмета требовала отказа от значительной части наследия прошлого. Химия, может, и уходила корнями в мастерские бальзамировщиков, стеклодувов, красильщиков, металлургов, алхимиков, а также, со времен Парацельса, аптекарей, однако Бойль воспринимал ее как единое поле знание, достойное изучения ради него самого как необходимого для фундаментального понимания естественного мира, подобно изучению астрономии и физики, и дисциплина эта имеет право на такой же интеллектуально строгий подход.
В своей книге Бойль предложил множество примеров химических процессов, противоречивших Аристотелевым представлениям об элементах. Он в подробностях рассмотрел, например, горение дерева до золы. Если жечь бревно[244], сообщал Бойль, вода, выкипающая с концов, «совсем не элементарная вода», а дым – «совсем не воздух»: если его перегнать, останутся масло и соли. Утверждение, будто огонь преобразует бревно в вещества-«элементы» – землю, воздух и воду, – не выдерживает проверки практикой. При этом другие вещества, например, золото и серебро, разложить на составляющие, похоже, не удается, а значит их, вероятно, следует считать «элементами».
Величайший вклад Бойля – развенчание представления о воздухе как об «элементе». Он подкрепил свои выводы экспериментами, в которых ему помогал ворчливый юный ассистент, оксфордский выпускник и пылкий роялист Роберт Гук. Бедняга Гук[245]: позднее им пренебрег Ньютон, за эксперименты с Бойлем он тоже не слишком восхвален в веках, хотя, вероятно, собрал все оборудование и произвел почти всю работу сам.
В одной серии экспериментов они исследовали дыхание – пытались разобраться, как наши легкие взаимодействуют с поступающим в них воздухом. Они поняли, что происходит нечто очень важное. В конце концов, если там не протекает некое взаимодействие, тогда мы тратим на дыхание уйму времени впустую, просто чтоб легкие занять в паузах между сигарами. Разбираясь в этом, они ставили опыты на мышах и птицах. Увидели, что у животных, помещенных в закупоренный сосуд, дыхание постепенно затрудняется, а потом и вовсе прекращается.
Что показали эксперименты Бойля? Очевиднейший вывод: Роберту Бойлю не годится поручать приглядывать за вашим питомцем. Но помимо этого стало ясно, что, когда животные дышат, они либо поглощают некий компонент воздуха, который, если заканчивается, приводит к смерти, либо выделяют какой-то газ, который в достаточных концентрациях оказывается смертелен. Либо и то, и другое. Бойль считал, что верно первое, но, как бы то ни было, эти эксперименты показывали, что воздух – не «элемент», а состоит из разных компонентов.
Бойль разобрался и с ролью воздуха в горении, применив сильно усовершенствованную версию вакуумного насоса, изобретенного Гуком незадолго до этого. Бойль увидел, что, стоит откачать весь воздух из закупоренного сосуда с горящим предметом, огонь гаснет. Вывод: в горении, как и в дыхании, участвует некое неведомое вещество воздуха, необходимое для протекания этих процессов.
Попытка определить «элементы» – суть работы Бойля. Он знал, что Аристотель и его последователи заблуждаются, однако, с поправкой на ограничения доступных ресурсов, в замещении их представлений более точными он смог добиться лишь частичного успеха. И все же просто показать, что воздух состоит из разных газов, – столь же действенный удар по теориям Аристотеля, как и наблюдения холмов и кратеров на поверхности Луны, а также лун Юпитера Галилеем. Бойль своими трудами помог освободить нарождающуюся науку от опоры на привычную мудрость прошлого, заменив ее тщательным экспериментированием и наблюдением.
В химическом исследовании воздуха есть нечто глубоко значительное. Знания о селитре или же оксидах ртути про нас самих ничего нам не сообщает, а вот воздух дарует нам жизнь. И все же до Бойля воздух никто изучать не рвался. Исследование газов было задачей трудной и крайне ограниченной тогдашним состоянием техники. И ситуация не менялась вплоть до конца XVIII века, когда разработка нового лабораторного оборудования[246] – например, пневматической ванны – позволила собирать образующиеся в химических реакциях газы.
К сожалению, поскольку незримые газы часто поглощаются или выделяются в химических реакциях, без понимания газообразного состояния веществ химики вынуждены были проводить неполный и зачастую ошибочный анализ многих химических процессов – в особенности горения. Химии, чтобы окончательно превзойти себя средневековую, требовалось изменить это – и понять природу огня.
Через сто лет после Бойля кислород, газ, необходимый для горения, был наконец открыт. Ирония истории: в 1791 году у человека, открывшего кислород, разъяренная толпа сожгла дом. Гнев толпы навлекла поддержка этим человеком Американской и Французской революций. Из-за этих противоречий Джозеф Пристли (1733–1804) покинул родную Англию и перебрался в 1794 году в Америку[247].
Пристли был унитарианцем, знаменитым – и пылким – сторонником религиозной свободы. Он начал свою карьеру священником, но в 1761 году сделался учителем современного языка в одной из нонконформистских академий, игравших роль университетов для тех, кто отпал от Церкви Англии. Тамошние лекции коллеги-преподавателя вдохновили его написать историю новой науки об электричестве. Его исследования в этой теме подтолкнули его к оригинальным экспериментам.
Яркий контраст между жизнями и происхождениями Пристли и Бойля отражают контраст их времен. Бойль умер в начале Эпохи Просвещения – периода в истории западной мысли и культуры примерно между 1685 и 1815 годами. Пристли же, напротив, трудился на пике той эры.
Эпоха Просвещения – время мощных революций, и в обществе, и в науке. Само понятие[248], по словам Иммануила Канта, представляет «выход человечества из самонаведенной незрелости». Девиз Канта для просвещения прост: Sapere aude – «Дерзай знать». И, конечно, Просвещение прославилось признанием развития науки, пылом в ниспровержении старых догм и принципом, что разум должен свергнуть слепую веру и может принести практическую пользу обществу.
Не менее важно и то, что во дни Бойля (и Ньютона) наука была вотчиной лишь немногих избранных мыслителей. Однако XVIII век увидел начало промышленной эры, непрерывное расширение среднего класса и закат владычества аристократии. И потому во второй половине века наука стала заботить относительно большой образованный класс, более разнородную группу людей, включавшую и середняков, а многие из них учились ради улучшения экономических условий своей жизни. От такого расширения рядов практикующих химия особенно выиграла: люди вроде Пристли привнесли в нее дух изобретательности и предприимчивости.
Книга Пристли об электричестве увидела свет в 1767 году, но в тот же год он переключился с физики на химию, и в особенности на химию газов. Область интересов он сменил не потому, что его посетило какое-то великое озарение в новой науке, и не потому, что она показалась ему более важной областью исследования. Он просто поселился рядом с пивоварней, где в деревянных бочках, где бродило их содержимое, обильно и яростно бурлил некий газ, и это разожгло в Пристли любопытство. Он постепенно собрал значительный объем этого газа и в экспериментах, подобных Бойлевым, определил, что горящие деревянные щепки, помещенные в закупоренный сосуд с этим газом, гасли, а мыши довольно быстро умирали. Он также заметил, что при растворении этого газа в воде получается беспокойная жидкость с приятным вкусом. Ныне нам известно, что этот газ – диоксид углерода. Пристли нечаянно изобрел способ производства газированных напитков, но, увы, поскольку человек он был со скромными средствами, коммерциализировать свое изобретение не смог. Это сделал через несколько лет Йоханн Якоб Швеппе, чья компания по производству газированных напитков работает и поныне.
Вполне логично, что Пристли оказался в химии благодаря интересу к побочному продукту коммерческой деятельности: с приходом промышленной революции в конце XVIII века наука и производство начали подвигать друг друга ко все более впечатляющим достижениям. В предыдущем веке от науки получилось очень немного непосредственного практического прока, однако ближе к концу XVIII века успехи науки полностью преобразили повседневность. Прямые результаты союза науки и промышленности – паровой двигатель, использование энергии воды на фабриках, развитие механизированных инструментов, а позднее и появление железных дорог, телеграфа и телефона, электричества и электрических лампочек.
Пусть на ранних этапах, около 1760-х годов, промышленная революция и опиралась на замыслы изобретателей-кустарей, а не на открытие новых научных принципов, она тем не менее подпитала склонность богатых людей поддерживать науку как способ развивать производство. Один такой увлеченный наукой состоятельный покровитель – Уильям Петти, граф Шелбёрнский. В 1773 году он устроил Пристли библиотекарем и учителем своим детям, а еще оплатил организацию лаборатории и выделил ученому много свободного времени для исследований.
Пристли был изобретательным и дотошным экспериментатором. У себя в новой лаборатории он взялся ставить опыты над ртутной окалиной, то есть «ржавчиной» ртути. Химики того времени знали, что при нагревании до получения окалины ртуть что-то забирает из воздуха, но не знали, что. Любопытно, что при дальнейшем нагревании окалина опять превращалась в ртуть, по-видимому, выбрасывая в воздух то, что поглотила из него вначале.
Пристли обнаружил, что газ, выделяемый из ртутной окалины, имеет удивительные качества. «Это воздух превосходного свойства, – писал он. – Свеча горит в нем с поразительной силой пламени… Но, чтобы полностью доказать высокое качество этого воздуха, я поместил в него мышь; в количестве его таком, что, будь это обыкновенный воздух, мышь умерла бы примерно через четверть часа... она провела целый час, и изъята была вполне бодрой»[249]. Пристли и сам попробовал «превосходный» воздух – то был, разумеется, кислород: «В легких у меня я не ощутил разницы между ним и обычным воздухом; но мне почудилось, что в груди у меня ненадолго стало примечательно легко и свободно». Быть может, рассуждал он, таинственный газ станет популярным новым баловством среди богатых бездельников.
Пристли не заделался поставщиком кислорода богатеям. Он продолжил изучать этот газ. Поместил в сосуд с ним темную свернувшуюся кровь и обнаружил, что та сделалась ярко-красной. Еще он заметил, что, если оставить темную кровь в маленьком закупоренном пространстве, она впитывала этот газ и краснела, а животные, помещенные в этот же сосуд после покраснения крови, задыхались насмерть.
Пристли сделал из этих наблюдений вывод: наши легкие взаимодействуют с воздухом, чтобы оживить в нас кровь. Он поставил опыты над мятой и шпинатом и обнаружил, что растения могут восстанавливать способность воздуха поддерживать и дыхание, и горение – иными словами, он первым заметил результаты процесса, который мы ныне зовем фотосинтезом.
Хотя Пристли многое узнал о свойствах кислорода, и часто говорят, что именно он открыл этот газ, его значения в процессах горения Пристли не понял. Напротив, он присоединился к расхожей, но затейливой теории того времени, что предметы горят не потому, что соединяются с чем-то в воздухе, а потому что выделяют нечто под названием «флогистон».
Пристли провел знаменательные эксперименты, но не смог понять, что же они знаменуют. Объяснить подлинное значение экспериментов Пристли выпало на долю француза по имени Антуан Лавуазье (1743–1794)[250] – это он понял, что дыхание и горение суть процессы, при которых из воздуха поглощается нечто (кислород), а не высвобождается флогистон.
Что область знания, начавшаяся алхимией, дорастет до математической строгости Ньютоновой физики, казалось зряшной мечтой, однако многие химики XVIII века в нее верили. Бытовало даже суждение, что силы притяжения между атомами, составляющими вещества, в сути своей гравитационные по природе, и ими можно объяснять химические свойства. (Ныне мы знаем, что они были правы, вот только силы эти – электромагнитные.) Подобные соображения выдвинул Ньютон, утверждавший, что «действующие силы природы способны заставлять частицы тел [то есть атомы] объединяться очень сильным притяжением. Дело экспериментальной философии выяснить их»[251]. Такова была одна из забот химии – вопрос о том, насколько буквально взгляды Ньютона в физике можно распространять на другие науки.
Лавуазье был одним из тех химиков, на кого Ньютонова революция повлияла очень сильно. Он воспринимал химию в ее тогдашнем виде как «основанную на самой малости фактов… состоящую из совершенно бессвязных мыслей и неподтвержденных предположений... не тронутую логикой науки»[252]. И все же он пытался подтолкнуть химию к строгой количественной методологии экспериментальной физики, а не к чистым математическим системам физики теоретической. То был мудрый выбор, если учесть знания и технические возможности того времени. Позднее теоретическая физика смогла объяснить химию своими уравнениями, однако этого не случилось вплоть до возникновения квантовой теории или, что еще полезнее, высокоскоростных компьютеров.
Подход Лавуазье к химии отражал его любовь и к химии, и к физике. Он мог бы, в принципе, предпочесть вторую первой, однако вырос в семье состоятельного парижского поверенного, где тщательно оберегали общественное положение и привилегии, и потому счел физику слишком язвительной и противоречивой. Хотя родственники Лавуазье поддерживали его устремления, они хотели видеть его и общественно преуспевающим, и прилежным, а также предпочитали осторожность и сдержанность – качества, ему не очень-то свойственные.
Истинность любви Лавуазье к науке была, похоже, очевидна для всех, кто его знал. У него были сумасшедшие замыслы и великие планы. Еще подростком он пытался разобраться в воздействии диеты на здоровье, подолгу потребляя исключительно молоко, и предложил запереть его в темной комнате на полтора месяца – чтобы усилить свою способность распознавать небольшие различия в яркости света. (Его, похоже, отговорил кто-то из друзей.) Та же страсть к научному исследованию осталась с ним на всю жизнь и проявлялась в невероятной способности, присущей многим пионерам науки, во имя понимания по многу часов заниматься однообразной работой.
Лавуазье повезло: деньги для него никогда не были преградой – ему еще не исполнилось тридцати, а он уже получил авансом часть своего наследства, эквивалентного десяти с лишним миллионам долларов в современных деньгах. Он вложил их с прибылью, приобретя долю в учреждении под названием Генеральный откуп. Дольщики этой компании собирали кое-какие налоги, которые монархия решила отдать на откуп частным лицам.
Вложение Лавуазье требовало от него участия – и налагало ответственность следить за внедрением табачных акцизов. В обмен на старания откупщик получал, в современных деньгах, примерно два с половиной миллиона долларов ежегодно в виде своей доли дохода. Лавуазье применил заработанное на постройку лучшей частной лаборатории в мире, по слухам, набитой таким количество стекла, что, по-видимому, Лавуазье нравилось любоваться своей коллекцией мензурок в той же мере, в какой применять их. На гуманитарные цели деньги он тоже пускал.
Лавуазье прослышал про эксперименты Пристли осенью 1774 года от самого Пристли, который оказался в Париже, путешествуя с лордом Шелбёрном в качестве научного гида. Эти трое вместе с другими знаменитостями парижской науки вместе поужинали, а затем потолковали о цеховых делах.
Когда Пристли рассказал Лавуазье о своей работе, тот мгновенно понял, что эксперименты Пристли с горением имеют нечто общее с опытами, которые сам он ставил, изучая ржавление, и его это удивило и обрадовало. Но еще ему показалось, что Пристли не очень понимает теоретические принципы химии или даже следствия своих собственных экспериментов. Работа Пристли, писал Лавуазье, есть «ткань, сотканная из экспериментов, едва ли проникнутых каким-либо пониманием»[253].
Преуспеть и в теоретической, и в экспериментальной науке – дело, разумеется, нешуточное, и я знаю лишь нескольких больших ученых, кто мог бы на такое претендовать. Во мне самом довольно рано опознали начинающего теоретика, и потому в колледже от меня требовалось пройти всего один лабораторный курс по физике. В рамках этого курса мне полагалось спроектировать и собрать радиоприемник с нуля, и этот проект занял целый семестр. Получившийся у меня приемник работал только в условиях «вверх тормашками и потрясти», но и в этом положении он ловил всего одну станцию – какую-то бостонскую, игравшую какофонию авангардной музыки. И потому я, как и большинство моих друзей, и теоретиков, и экспериментаторов, благодарен за разделение труда в физике.
Лавуазье был мастером и теоретической, и практической сторон своей науки. Отмахнувшись от Пристли как от интеллекта слабее своего, воодушевившись возможностями исследовать параллели между процессами ржавления и горения, он повторил работу Пристли с ртутью и ее оксидом, начав на следующий же день поутру. Лавуазье усовершенствовал эксперименты Пристли, все тщательно измерил и взвесил. И дал объяснение открытиям Пристли, какие сам Пристли и представить себе не мог: когда ртуть горит и образует окалину, она соединяется с газом, кой есть фундаментальный элемент природы и, как показали замеры, набирает в массе столько же, сколько впитывает газа.
Точные измерения, произведенные Лавуазье, показали и еще кое-что: когда происходит обратное, то есть когда окалина при нагревании вновь преобразуется в ртуть, она делается легче, судя по всему, отдавая тот же газ, какой поглотила до этого, и теряет массу, в точности равную массе, приросшей в процессе образования окалины из ртути. Хотя Пристли считают первооткрывателем газа, поглощаемого и выделяемого в этих экспериментах, именно Лавуазье объяснил суть этого процесса – и назвал газ «кислородом»[254].
Позднее Лавуазье облек свои наблюдения в форму одного из знаменитейших законов науки – в закон сохранения массы: общая масса продуктов химической реакции всегда равна массе исходных реагентов[255]. То была, вероятно, величайшая веха на пути от алхимии к современной химии: определение химического преобразования как перегруппировки составляющих компонентов веществ.
Участие Лавуазье в Откупе финансировало его важную научную работу. Но оно же, как оказалось, стало причиной его конца: он попался на глаза революционерам, свергнувшим французскую монархию. Во все времена и всюду сборщикам налогов рады примерно так же, как чахоточному больному с тяжким кашлем. Но откупщиков ненавидели особенно люто, поскольку многие налоги, в сборе которых их обвиняли, народ, в особенности – бедняки, считал неразумными и несправедливыми.
Сам Лавуазье, согласно любым источникам, выполнял свои обязанности честно и справедливо, однако Французская революция не славилась разборчивостью. А Лавуазье дал им массу поводов для нелюбви.
Наибольшая его провинность – мощная каменная стена, строительство которой он предложил, и она обошлась в несколько сот миллионов долларов в нынешних деньгах. Войти в город и покинуть его можно было лишь через ворота в этой стене, а их стерегли вооруженные стражники, ведшие учет всего товара, проходившего через ворота, и записи, по которым потом пересчитывались налоги. Таким образом Лавуазье привнес свою склонность к дотошным замерам из лаборатории в налоговое дело – к неудовольствию публики.
С началом Революции в 1789 году стена откупщиков первой приняла на себя удар повстанцев. Лавуазье вместе с другими откупщиками арестовали в 1793-м, в Эпоху Террора, и приговорили к смерти. Он попросил отсрочки своей казни – чтобы успеть довести исследования до конца. Судья якобы сказал ему: «Республике не нужны ученые»[256]. Может, и не нужны, однако химии – еще как, и, к счастью, за свои пятьдесят лет жизни Лавуазье все же успел преобразить эту дисциплину.
Ко времени казни Лавуазье идентифицировал тридцать пять простых веществ. Ошибся лишь в десяти из них. Он создал стандартную систему именования сложных веществ в соответствии с простыми, входящими в их состав, и так заменил путаный и невнятный язык химии, существовавший до него. Я много говорил о важности математики как языка физики, но дисциплинированный язык столь же важен и в химии. До Лавуазье, к примеру, одно и то же вещество носило два разных имени – окалина гидраргирума и окалина быстрого серебра. В терминологии Лавуазье это вещество стало окисью ртути.
До изобретения современного вида химических уравнений вроде «2Hg + O2 2HgO», описывающего образование оксида ртути, Лавуазье не добрался, однако основу такой записи заложил. Его открытия произвели революцию в химии и сильно оживили промышленность, коя в свою очередь начала снабжать будущих химиков новыми веществами – и новыми вопросами.
В 1789 году Лавуазье опубликовал «Начальный курс химии», в котором объединил свои соображения. Ныне его считают первым современным учебником, который прояснил понятие простого вещества как не разлагаемого на составляющие, отверг теорию четырех элементов и существование флогистона, сформулировал закон сохранения массы и представил новую рациональную номенклатуру[257]. В пределах одного поколения книга стала классикой, по ней учились и ею вдохновлялись многочисленные позднейшие ученые. Сам Лавуазье к тому времени уже был казнен, а тело его сброшено в общую могилу.
Всю жизнь Лавуазье прослужил науке, но отчаянно желал и славы – и жалел, что сам так и не выделил ни одного нового химического элемента (хотя пытался приписать и себе заслугу в открытии кислорода). Наконец в 1900 году, век спустя после того как родина Лавуазье объявила о ненужности ученых, она же поставила ему в Париже памятник. Знаменитости, присутствовавшие на открытии, говорили, что Лавуазье «заслужил человеческое уважение» и был «великим благодетелем человечества», потому что «установил фундаментальные законы химических превращений»[258]. Один оратор объявил, что монумент запечатлел Лавуазье «в блеске его мощи и ума».
Памятник Лавуазье с головой Кондорсе
Похоже на то, чего Лавуазье алкал при жизни, однако церемония ему бы вряд ли понравилась. Как оказалось, лицо статуи – не великого французского химика, а философа и математика маркиза де Кондорсе, служившего секретарем Академии наук в последние годы Лавуазье. Скульптор Луи-Эрнест Барриас (1841–1905)[259] скопировал голову со скульптуры, выполненной другим художником, и неправильно опознал ее хозяина. Это открытие французов, похоже, не смутило, и бронзовое заблуждение осталось быть – мемориалом гильотинированному человеку с чужой головой[260]. Но статуя простояла примерно столько же, сколько прожил Лавуазье. Как и ее прототип, она пала жертвой политики войны – нацисты пустили металл на пули[261]. Ну хоть взгляды Лавуазье выдержали проверку временем. Они перелицевали химию.
Часто говорят о «поступи науки», однако наука не своими ногами ходит – вперед ее двигают люди, а прогресс наш – скорее эстафета, нежели марш. Более того, эстафета эта довольно странная, поскольку тот, кто хватает палочку, частенько срывается с места в направлении, какого предыдущий бегун не ожидал – и не одобрил бы. В точности так случилось со следующим великим визионером химии, получившим эстафету после блестящего забега Лавуазье.
Лавуазье прояснил значение простых веществ в химических реакциях и поддерживал количественный подход в описании их. Ныне мы знаем: чтобы по-настоящему разуметь химию и в особенности количественно оценивать химические реакции, необходимо понимать атом. Но Лавуазье презрел понятие атома. Не потому что был зашорен или недальновиден. Скорее, он противился идее мыслить в понятиях атомов исключительно из практических соображений.
Ученые строили догадки об атомах со времен Древней Греции, хотя иногда именовали их иначе – «корпускулами», «частицами материи» и др. И все же, поскольку атомы так малы, за почти двадцать столетий никто не задумывался над тем, как связать их с физически возможными наблюдениями и измерениями.
Чтобы примерно понять, насколько мал атом, вообразите, что мировой океан состоит из шариков размером с марбл. Теперь представьте, что все они уменьшились до размеров атома. Сколько места они теперь будут занимать? Меньше чайной ложки. И как тут надеяться увидеть взаимодействия чего-то настолько маленького?
Оказывается, надеяться можно запросто: это чудесное достижение – наблюдать за такими взаимодействиями – стало первым прорывом школьного учителя-квакера Джона Дальтона [Долтона] (1766–1844)[262]. Многие великие ученые в истории науки были людьми яркими, но Дальтон, сын бедного ткача, – не таков. Он был методичен во всем – от своих ученых занятий до ежедневных чаепитий в пять пополудни и последующих ужинов в девять, мясом с картошкой.
Дальтон известен своей книгой «Новая система химической философии» – подробнейшим трехчастным трактатом, который, что еще более ошеломительно, ученый экспериментально наполнил и написал исключительно в свое свободное время. Первая часть, изданная в 1810 году, когда ему было за сорок, – исполинский труд на 916 страниц. Из них лишь одна глава, страниц пять в лучшем случае, представляет эпохальную мысль, благодаря которой Дальтон известен нам и поныне: способ рассчитывать относительные массы атомов на основе измерений, которые можно произвести лабораторно. Такова интрига и сила научных идей – пять страниц могут отменить ошибочные представления двух тысячелетий.
Эта мысль, как часто бывает, пришла к Дальтону кружным путем, и, хотя дело было уже в XIX веке, она была вдохновлена человеком, рожденным в середине века XVII-го, – Ньютон дотянулся и до Дальтона.
Дальтону нравилось гулять, а в младые годы он жил в Камберленде, самой сырой части Англии, и там увлекся метеорологией. А еще он был юным гением и еще подростком изучал «Принципы» Ньютона. Это сочетание интересов оказалось поразительно плодотворным: оно привело Дальтона к изучению физических свойств газов – например, сырого воздуа камберлендской глубинки. Увлекшись Ньютоновой теорией корпускул, повторявшей, по сути, античные представления греков об атомах, но усовершенствованной Ньютоновыми представлениями о силе и движении, Дальтон постепенно заподозрил, что разная растворимость газов связана с различием в размерах их частиц, а это, в свою очередь, привело его к размышлениям о массах атомов.
Подход Дальтона основывался на представлении о том, что, если рассматривать только чистые вещества, они должны состоять из своих компонентов в точных и одинаковых пропорциях. К примеру, существует два разных оксида меди. Если изучить эти оксиды по отдельности, выяснится, что на каждый грамм поглощенного кислорода при получении одного оксида уходит четыре грамма меди, а на получение другого – восемь. Это означает, что во втором виде оксида с каждым атомом кислорода соединяется вдвое больше атомов меди.
Теперь допустим для простоты, что в первом случае каждый атом кислорода соединяется с одним атомом меди, а во втором – с двумя. Раз в первом случае оксид получается из четырех граммов меди на грамм кислорода, можно заключить, что атом меди в четыре раза больше по массе, чем атом кислорода. Это заключение, как выяснилось, верно, и такое рассуждение Дальтон применил для расчета относительных атомных масс всех известных элементов.
Поскольку Дальтон рассчитывал относительные массы, ему нужно было от чего-то отталкиваться, и он принял легчайший известный тогда элемент водород за единицу и массы всех остальных химических элементов рассчитывал в пропорции к нему.
К сожалению, его допущение, что все элементы соединяются друг с другом в простейших возможных пропорциях, оправдывалось не всегда. К примеру, согласно этому допущению формула воды – HO, а не более затейливая известная нам ныне H2O. Следовательно, когда он рассчитывал относительную массу атома кислорода к водороду, результат получился вполовину меньший, чем должен быть. Дальтон вполне понимал эту степень неопределенности и в отношении воды признавал и формулу HO2, и H2O как допустимые возможности. Рассчитать относительные массы было бы гораздо труднее, если б у обычных веществ были формулы вроде H37O22, но так, к счастью, дело не обстоит.
Дальтон знал, что оценки его приблизительны, и им необходима опора на данные о множестве веществ – тогда удастся выявить нестыковки, а они в свою очередь проявят ошибки в найденных формулах. Эта трудность мучила химиков еще лет пятьдесят, но то, что на прояснение деталей ушло время, не уменьшает значимости этой работы для химии, ибо Дальтонова версия атомизма наконец оказалась практически осмысленной: ее можно было увязать с лабораторными показателями. Более того, основываясь на работе Лавуазье, Дальтон применил свои соображения для разработки первого количественного языка химии – нового способа понимать проводимые химиками эксперименты в понятиях обмена атомами между молекулами. В современной версии, к примеру, описывая получение воды из кислорода и водорода, химик (или школьник) напишет: 2H2 + O2 2H2O.
Новый язык химии революционизировал способность химиков понимать наблюдаемое и измеряемое в химических реакциях и рассуждать о них, и представления Дальтона сделались с тех пор центральными в химической теории. Работа Дальтона принесла ему мировую славу, и, хотя он скрывался от публичных почестей, все же принимал их, включая и членство в Королевском обществе, коим его наделили невзирая на его яростные возражения. Когда в 1844 году он умер, погребение, которое, он надеялся, будет скромным, происходило в присутствии более сорока тысяч скорбящих.
Усилиями Дальтона человеческое мышление о природе вещества перешло от теорий, восходящих к древнему наследию мистики, к началам понимания материи на уровне далеко за пределами наших чувств. Но если атом каждого элемента имеет определенную массу, как это свойство связано с наблюдаемыми химическими и физическими особенностями веществ? Это следующий этап эстафеты и, разумеется, последний глубинный вопрос о химии, на который можно ответить, не выходя за пределы Ньютоновой науки. Будут и дальнейшие прозрения, но с ними придется подождать до квантовой революции в физике.
Стивен Хокинг, прожив не один десяток лет парализованным болезнью, которая должна была бы угробить его за считанные годы, однажды сказал мне, что считает упрямство своей величайшей добродетелью, – и, вероятно, он прав. Хоть это качество иногда затрудняет работу с ним, он знает, что именно его упрямство поддерживает в нем жизнь и дает силу продолжать исследования.
Готовые теории науки могут показаться самоочевидными – когда они уже сформулированы, но в борьбе за их создание обычно можно победить лишь потрясающей настойчивостью. Психологи называют это качество «выдержкой», свойством, связанным с упорством и упрямством, но и со страстью тоже, а такие качества мы на страницах этой книги уже встречали. «Склонность стремиться к достижению долгосрочных целей с устойчивым во времени интересом и усилием»[263] – таково определение выдержки, и психологи, что не удивительно, обнаружили: она связана с успехом во всем – от супружеской жизни до службы в армейских подразделениях особого назначения. Быть может, поэтому персонажи, с которыми мы успели познакомиться, – своевольные, даже высокомерные. Таковы многие новаторы. Им приходится.
Наш следующий пионер науки, Дмитрий Иванович Менделеев (1834–1907)[264], русский химик, который, говорят, был склонен к истерикам и припадкам ярости (и стриг волосы и бороду не чаще раза в год), вполне вписывается в пантеон упрямых ослов. Такова была сила его личности, что супруга Менделеева постепенно поняла: стоит жить подальше от него, в их загородном доме, – кроме тех случаев, когда он заявлялся туда, и тогда она брала детей и перебиралась в их городское жилье.
Менделеев, как и Хокинг, – выживший. Ближе к двадцати годам он попал в больницу с туберкулезом, но не просто выжил – он нашел поблизости лабораторию и, пока выздоравливал, проводил там целые дни за экспериментами. Он выучился на преподавателя, но по окончании Главного Педагогического института, по настоянию врача, отправился в Крым. Шел 1855 год, и Менделеев, прибыв в Симферополь и дожидаясь приема у великого Пирогова, устроился в местную гимназию, но та из-за войны почти не работала. Вернувшись с юга, Менделеев стал приват-доцентом Петербургского университета, а потом и профессором.
Дмитрий Иванович Менделеев
То, что Менделеев стал химиком и вообще получил образование, – заслуга его матери. Он родился в небогатой семье в Западной Сибири, младшим из четырнадцати или семнадцати детей – сведения разнятся. В школе учился неважно, но любил самопальные эксперименты. Мать Менделеева верила в силу его ума и, когда ему исполнилось пятнадцать и умер его отец, она отправилась с ним в путь – подобрать сыну университет.
То было странствие в тысячу четыреста миль, на перекладных, но в итоге Менделеев начал учебу в Главном Педагогическом институте в Петербурге, с небольшой стипендией – директор института был старым другом его покойного отца. Мать тоже вскоре скончалась, а Менделеев посвятил ее памяти научный труд, процитировав ее последние слова, которые он назвал «священными»: «избегать […] самообольщения, настаивать в труде, а не в словах, и терпеливо искать божескую или научную правду»[265]. Менделеев, как и многие великие ученые до него, прожил по этому завету всю жизнь.
В некотором смысле Менделееву повезло родиться тогда, когда он родился. Практически все великие открытия и изобретения возникли из сочетания интеллектуального прозрения и счастливых обстоятельств. Волею судеб научная работа Эйнштейна началась вскоре после того, как была сформулирована современная теория электромагнетизма, предполагавшая, что скорость света постоянна, а именно эта мысль стала сутью теории относительности. Стиву Джобсу [Добзу] тоже повезло – его карьера стартовала, когда техническое развитие достигло точки, в которой можно было разработать удобный персональный компьютер. С другой стороны, армяноамериканскому изобретателю и предпринимателю Лютеру Симиджяну принадлежит множество патентов, однако лучшая мысль пришла ему в голову с опережением лет в десять: в 1960 году он придумал автоматическую банковскую машину, которую назвал банкографом[266]. Убедил Банк Нью-Йорка установить несколько штук, но клиенты боялись класть через эти машины деньги, и пользовались ими только проститутки и аферисты, избегавшие личного общения с банковскими служащими. Через десятилетие ситуация изменилась, банкоматы прижились, но в другом техническом воплощении.
В случае Менделеева время оказалось на его стороне. Он достиг зрелости, когда химия была готова к рывку – представление о том, что химические элементы можно организовать в семейства, в 1860-х витало в воздухе по всей Европе. Классификация фтора, хлора и брома как «галогенов» Йенсом Якобом Берцелиусом в 1842 году, к примеру, не прошла незамеченной; эти элементы словно родственники: все три – чрезвычайно едкие газы, усмиряемые соединением с натрием, в результате которого образуются безобидные кристаллы, похожие на поваренную соль. (Поваренная соль – хлорид натрия.) Нетрудно было усмотреть общее и среди щелочных металлов лития, натрия и калия. Все три – блестящие, мягкие и очень активные. Члены семейства щелочных металлов до того похожи друг на друга, что, если заменить в поваренной соли натрий на калий, получится настолько похожее вещество, что его можно применять как заменитель поваренной соли.
Химики, вдохновленные схемой Карла Линнея, предложенной для биологических организмов, пытались разработать понятную систему родства и в своей дисциплине и объяснить с ее помощью взаимоотношения между элементами. Но не все элементы группировались очевидным манером, неизвестно было и то, как они соотносятся друг с другом и какие свойства атомов отвечают за фамильное сходство. Эти вопросы занимали мыслителей по всей Европе. В общее дело включился даже некий сахаровар – ну или, по крайней мере, работавший в сахароварне химик. Но хотя несколько ученых и стучали в дверь ответа, лишь один – Менделеев – в эту дверь вломился.
Вам может показаться, что, раз мысль об упорядочивании элементов «витала в воздухе», значит, человек, которому такая систематизация удается, достоин искреннего признания, однако есть вероятность, что в величайшие гении этого человека вы не запишете; Менделеев меж тем – именно величайший гений. Так что же ставит его в один ряд с исполинами вроде Бойля, Дальтона и Лавуазье?
«Периодическая таблица», составленная Менделеевым, – не химическая версия полевого путеводителя по птицам, а, скорее, ответ химиков законам Ньютона – или, во всяком случае, самое близкое к волшебству достижение, на какое химики могли надеяться. Это не просто список семейств элементов – это настоящая спиритическая доска, позволяющая химикам понимать и предсказывать свойства любого элемента, включая и еще не известные.
Оглядываясь на это открытие, легко приписать прорыв Менделеева его способности задавать правильные вопросы вовремя, или его трудовой этике, страсти, упрямству и крайней самоуверенности. Но, как это часто бывает с открытиями и нововведениями – и зачастую в нашей с вами жизни, – помимо интеллектуальных свойств имеет значение счастливая случайность или, по крайней мере, сторонние обстоятельства, позволившие этим качествам добиться успеха. В случае с Менделеевым эту роль сыграло его решение написать учебник по химии.
В 1866 году, после того, как Менделеева назначили профессором химии в Петербургском университете, в тридцать два года он решил составить учебник. Санкт-Петербург основал за полтора века до этого Петр Великий, и город к середине XIX века сделался одним из интеллектуальных центров Европы. Университет Петербурга был лучшим в России, но Россия отставала от остальной Европы, и Менделеев, изучив российскую химическую литературу, пришел к выводу, что приличного современного учебника, пригодного для преподавания, не имеется. И он взялся писать его. На эту работу ушли годы, но учебник в итоге был переведен на все основные мировые языки и применялся в университетах по всему свету многие десятилетия после его издания. Он был оригинальным, богатым на прибаутки, рассуждения и чудачества. То был труд любви, и стремление Менделеева написать наилучший учебник подтолкнуло его сосредоточиться на вопросах, которые и привели к его великому открытию.
Первая запинка на пути Менделеева к идеальному учебнику – как организовать материал. Менделеев решил поделить элементы и их соединения на группы, или семейства, согласно их свойствам. Выполнив сравнительно простую задачу – описав галогены и щелочные металлы, – он задался вопросом, о какой совокупности элементов писать дальше. В случайном порядке? Или, может, сформулировать принцип, в согласии с которым установить порядок?
Менделеев сражался с этой задачей, вглядываясь в глубины обширного химического знания в поисках подсказок, как могут соотноситься друг с другом различные группы элементов. Однажды в субботу он настолько ушел в работу, что провел без сна всю ночь и утро. Так ничего и не добился, но что-то подтолкнуло его записать названия элементов из групп кислорода, азота и галогенов, итого двенадцать элементов, на обороте конверта – в порядке увеличения их атомных масс.
И тут вдруг он заметил поразительную закономерность: список начинался с азота, кислорода и фтора – легчайших членов своих групп, а затем продолжился вторыми по массе, тоже по порядку, и так далее. Список, иными словами, сложился повторяющимся, или «периодическим», узором. И лишь два элемента этой закономерности не поддерживали.
Менделеев сделал свое открытие еще отчетливее, разместив группы элементов в ряд, а ряды друг над другом, и получилась таблица. (Ныне мы записываем группы колонками.) Правда ли есть в этом что-то? А если эти двенадцать элементов и впрямь образуют осмысленную последовательность, впишутся ли в эту схему остальные известные в то время пятьдесят один?
Менделеев с друзьями любил раскладывать карточные пасьянсы – располагать игральные карты в определенном порядке. Из карт получалась таблица, которая, как он впоследствии вспоминал, выглядит очень похоже на ту, из двенадцати элементов, которую он в тот день изобразил. Решив записать названия и атомные массы всех известных элементов на карты и попытаться составить из них таблицу, он разложил, по его словам, «химический пасьянс». Принялся перекладывать карты так и эдак, пытаясь разместить их в осмысленном порядке.
В подходе Менделеева был серьезный изъян. Во-первых, было неясно, к каким группам некоторые элементы принадлежат. Свойства других к тому времени оставались непонятыми. Были и разногласия в отношении атомных масс одних элементов, а массы, присвоенные другим элементам, – попросту ошибочны. А во-вторых, что важнее, были и элементы, которые еще предстояло открыть, и из-за этого предположенная закономерность давала сбой.
Все эти трудности усложняли Менделееву задачу, но было и еще кое-что – нечто более тонкое: не хватало оснований считать, что схема, основанная на атомных массах, – непременно рабочая, поскольку никто в то время не понимал, какой аспект химических свойств связан с атомной массой. (Теперь-то мы знаем, что это число протонов и нейтронов в атомном ядре, и что масса, приходящаяся на нейтрон, никак на химические свойства вещества, состоящего из тех или иных атомов, не влияет.) И вот тут-то упрямство Менделеева поддержало его страсть достичь цели: он продолжил сражаться, основываясь исключительно на интуиции и вере.
Работа Менделеева куда буквальнее многих других показывает: научный процесс – решение головоломок. Но она еще и иллюстрирует важное отличие: в отличие от головоломки, купленной в магазине, кусочки мозаики, которую складывал Менделеев, не стыковались друг с дружкой. Частично в науке и полностью – в новаторстве временами бывает важно не обращать внимание на особенности дела, вроде бы подсказывающие, что ваш подход никак не может быть состоятельным, и верить, что какой-нибудь обходной путь все же найдется, или что эти особенности не будут иметь значения. Менделеев, благодаря поразительной одаренности и чрезвычайной настойчивости, собрал свою картинку, переделав одни части мозаики и выдумав с нуля другие.
Представлять достижение Менделеева в героическом свете задним-то числом просто – видимо, так оно и выглядит в моем описании. Пусть ваши взгляды отдают безумием, если они действенны – мы сотворим из вас героя. Но тут есть и оборотная сторона: за века накопилось множество безумных схем, оказавшихся в итоге ошибочными. Работающих систем гораздо меньше, чем неработающих. Ошибочные быстро забываются, а часы, дни и годы работы тех, кто в них верил, потрачены, как оказывается, впустую. И часто мы зовем поборников этих систем неудачниками и чокнутыми. Но героизм – это готовность рисковать, и потому героизм исследования, успешного или провального, – в риске, который берем на себя мы, ученые и новаторы, а это долгие часы и дни, месяцы или даже годы яростной интеллектуальной борьбы, коя может привести к плодотворному завершению и результату, а может и нет.
Менделееву уж точно пришлось покорпеть. Элементы не встали на свои места так, как ему хотелось, но он отказался смириться с недееспособностью своей системы. Напротив, он стоял на своем и заключил, что те, кто мерил атомные массы, ошиблись, – и он смело вычеркнул известные величины и вписал то значение, с которым элемент занимал правильное место в его системе.
Самый дерзкий его вывод возник в отношении пустых ячеек в таблице – элементов с отвечающими этому месту в системе свойствами не было известно. Менделеев не только не отказался от своих соображений и не попытался изменить организующий принцип, он упрямо настаивал, что пустые ячейки – это пока не открытые элементы. Он даже предсказал свойства этих новых элементов – атомную массу, физические свойства, с какими другими элементами они могут взаимодействовать и какие сложные вещества образовывать – исключительно на основании того, в какой части таблицы эта пустая ячейка возникла.
К примеру, существовал зазор рядом с алюминием. Менделеев вписал туда неведомый элемент экаалюминий и предсказал, что, когда химики откроют экаалюминий, это будет блестящий металл, хорошо проводящий тепло, с низкой температурой плавления и массой одного кубического сантиметра ровно 5,9 граммов. Через несколько лет французский химик по имени Поль-Эмиль Лекок де Буабодран открыл в образце руды элемент, в точности совпадавший с описанием, за исключением массы кубического сантиметра – 4,7 граммов. Менделеев тут же послал Лекоку письмо, в котором сообщил, что образец был явно неочищенный. Лекок повторил анализ с новым образцом и добился тщательной очистки. На сей раз все сошлось с предсказанием Менделеева – 5,9 граммов на кубический сантиметр. Лекок назвал элемент галлием, в честь латинского названия Франции – Галлия.
Менделеев обнародовал свою таблицу в 1869 году, сначала в «Журнале Русского химического общества»[267], а затем – в почтенном немецком издании[268], под названием «Периодическая закономерность химических элементов». Помимо галлия, таблица включала в себя еще несколько на ту пору неизвестных элементов – ныне это скандий, германий и технеций. Технеций радиоактивен и до того редок, что его открыли лишь в 1937 году, синтезировав в циклотроне, разновидности ускорителя элементарных частиц, через тридцать лет после смерти Менделеева.
Оригинальная периодическая таблица Менделеева, опубликованная в 1869 году, и ее современный вид
Нобелевскую премию по химии впервые дали в 1901 году, за шесть лет до кончины Менделеева. Он не получил Нобелевскую премию, и это величайший промах Нобелевского комитета, поскольку Периодическая система – главный организующий принцип современной химии, открытие, сделавшее возможным наше освоение науки о веществе, это венец двухтысячелетней работы, начатой в лабораториях бальзамировщиков и алхимиков.
Но все же Менделеев стал членом еще более элитарного клуба. В 1955 году ученые в Беркли выделили всего десяток с чем-то атомов нового элемента, тоже в циклотроне, и в 1963 году назвали его менделевием, в честь автора великого открытия. Нобелевскую премию вручили более чем восьми сотням людей, но лишь шестнадцать ученых увековечены в Периодической таблице. И Менделеев – один из них, со своим личным местом в своей же таблице, под номером 101, совсем рядом с эйнштейнием и коперницием.
Глава 9
Одушевленный мир
Хотя ученые еще с античных времен считали, что материальные предметы собраны из базовых составляющих, никто не подозревал, что это верно и для живых существ. И потому все, должно быть, страшно удивились, когда в 1664 году наш старый приятель Роберт Гук заточил перочинный ножик до состояния «острый как бритва», срезал тоненький кусочек с пробки, всмотрелся в него посредством самодельного микроскопа и стал первым человеком, увидевшим нечто, названное им «клетками»[269]. Это название он выбрал, потому что они ему напомнили кельи[270], в которых жили монахи в монастырях.
Можно считать клетки атомами жизни, но они сложнее атомов и – что, вероятно, еще сильнее потрясло их первооткрывателей – живые сами по себе. Клетка – кипучая живая фабрика, потребляющая энергию и сырье и производящая из них разнообразные продукты, преимущественно белки, решающие практически все важнейшие биологические задачи. Чтобы выполнять функции клетки, необходимы обширные знания, и, хотя у клеток нет мозгов, они «знают» много чего – как создавать белки и другие материалы, необходимые нам для роста и деятельности, а что важнее всего – они знают, как воспроизводить себя самих.
Важнейший и исключительный продукт клетки – копия ее самой. Благодаря этой способности мы, люди, возникаем как единственная клетка и последовательным сорока с лишним кратным удвоением наконец обрастаем тридцатью триллионами клеток[271], а это в сто раз больше, чем звезд в галактике Млечный Путь. Невероятное чудо: сумма деятельности наших клеток, взаимодействия целой галактики существ, не способных к мышлению, составляет целое, которое есть мы. Не менее поразительно и то, что мы смогли разобраться, как это все работает, – подобно компьютерам, которым это никто не поручал, мы проанализировали собственное устройство. Таково чудо биологии.
Чудо это оказывается еще величественнее, если вспомнить, что мир биологии для нас по большей части незрим. Отчасти из-за миниатюрности клеток, отчасти из-за ошеломительного многообразия жизни. Если исключить бактерии и считать лишь живые организмы с клетками, у которых есть ядра, выйдет, по оценкам ученых, что на нашей планете – примерно десять миллионов биологических видов[272], из которых мы открыли и классифицировали около 1 %. Одних только муравьев 22 000 видов, а на каждого человека на Земле приходится от одного до десяти миллионов штук этих насекомых.
Всем нам знакома мешанина дворовых насекомых, но в одной лишь горсти плодородной почвы содержится больше видов существ, чем мы могли бы счесть, – сотни или даже тысячи беспозвоночных видов, несколько тысяч микроскопических круглых червей и десятки тысяч видов бактерий. Присутствие жизни на Земле столь вездесуще, что мы постоянно поглощаем организмы, которые, вероятно, предпочли бы не есть. Попробуйте приобрести арахисовое масло, в котором не содержится фрагментов насекомых, – не выйдет. Правительство понимает, что производство арахисового масла без содержания насекомых непрактично, и потому правилами допускается до десяти фрагментов насекомых на тридцать один грамм продукта[273]. Меж тем порция брокколи может содержать шестьдесят тлей и/или клещей, а в банке молотой корицы – четыре сотни фрагментов насекомых[274].
Неаппетитно это все, однако полезно помнить: даже наши тела – не без посторонних, поскольку любой из нас есть целая экосистема живых организмов. Ученые определили, к примеру, сорок четыре рода (групп видов) микроскопических организмов, обитающих на вашем предплечье и не менее 160 видов бактерий, населяющих человеческий кишечник[275]. Между пальцами на ногах? Сорок видов грибов. Вообще, если дать себе труд пересчитать их все, выяснится, что в наших телах клеток микробов гораздо больше, чем человеческих.
Каждая часть нашего тела – отдельная среда обитания, а существа, населяющие ваш кишечник или пространство между пальцами на ногах, имеют больше общего с организмами, населяющими симметричные части моего тела, нежели с живностью на вашем предплечье. В Университете Северной Каролины есть даже научный центр под названием «Проект биологического многообразия жизни в пупе», который занимается изучением жизни, существующей в этом темном, заповедном краю. А есть еще проклятые кожные клещи. Родственники лесных клещей, пауков и скорпионов, эти твари менее трети миллиметра размером и живут они у вас на лице – в волосяных луковицах и железах, связанных с ними, в основном, рядом с носом, ресницами и бровями, и сосут ваши сочные клетки. Но не тревожьтесь, от них обыкновенно нет никаких болезнетворных последствий, а если вы оптимист, можете надеяться, что относитесь к той половине взрослого населения, на которой они не живут.
С учетом сложности жизни, многообразия ее размеров, форм и сред обитания, а также нашей естественной склонности не верить, что мы «всего лишь» результат действия физических законов, неудивительно, что биология как наука отстала в развитии от физики и химии. Подобно другим дисциплинам, биологии для движения вперед пришлось преодолеть свойственную человеку привычку считать себя особенным и убежденность, что миром правят боги и/или волшебство. И, как и в других науках, это означало преодоление богоцентрического мировоззрения Католической церкви и человекоцентрического – Аристотеля.
Аристотель сам был увлеченным биологом[276] – почти четверть сохранившихся его рукописей относится к этой дисциплине. Аристотелева физика считает нашу планету физическим центром Вселенной, а его биология имеет более личное свойство и воспевает человека – в особенности мужчину.
Аристотель считал, что божественный разум создал всех живых существ, отличающихся от неодушевленных тем, что у них есть особое качество, или суть, коя покидает организм или же прекращает быть, когда живое умирает. Среди всех образчиков жизни, полагал Аристотель, люди – высшая точка. В этом отношении Аристотель был настолько непримирим, что, описывая особенность того или иного вида, отличающуюся от соответствующей особенности человека, называл ее уродством. Аналогично он рассматривал женщину как изуродованного или же ущербного мужчину.
Распад этой традиционной, но ошибочной системы верований дал рождение современной биологии. Одна из первых давних побед над этими убеждениями – отказ от принципа Аристотелевой биологии под названием «самозарождение», согласно которому живые существа якобы возникают из неживой материи – из пыли, например. Примерно в то же время, доказав, что даже простейшие формы жизни имеют те же органы, что и мы, а растения и животные, как и мы, состоят из клеток, новые методы микроскопического наблюдения поставили под сомнение старый способ мышления. Но биология не могла по-настоящему вызреть как наука, пока не был открыт ее главный организующий принцип.
У физики, изучающей взаимодействие между предметами, есть законы движения; у химии, науки о взаимодействиях между веществами, есть периодический закон. Биология разбирается в том, как функционируют и взаимодействуют друг с другом биологические виды, и для достижения успехов ей нужно было понять, почему у биологических видов именно такие свойства, – требовалось объяснение, отличное от традиционного «потому что Боженька их такими сделал». Это понимание пришло вместе с Дарвиновой теорией эволюции, основанной на естественном отборе.
Наблюдатели за жизнью существовали задолго до возникновения биологии. В морские и сухопутные организмы вглядывались земледельцы, рыбари, врачи и философы. Но биология – это больше, чем подробности из каталогов растений или справочников по птицам: наука не сидит себе в углу, описывая мир, – она вскакивает с места и выкрикивает объяснения, что именно она видит. Но объяснить – гораздо сложнее, чем описать. И потому, до развития научного метода, биология, как и другие науки, полнилась объяснениями и соображениями с виду разумными, но – ошибочными.
Возьмем, к примеру, лягушек в древнем Египте. Каждую весну после разлития Нила по прилежащим полям оставался плодородный ил, и земли, укрытые им, стараниями земледельцев кормили народ. Илистая почва приносила и еще один урожай, невозможный на землях посуше – лягушек. Шумные создания появлялись столь внезапно, и было их так много, что, казалось, они возникают прямо из ила – и именно в такое их происхождение верили древние египтяне.
Египетская теория – не плод небрежного мышления. Пристальные наблюдатели почти всю историю человечества приходили к точно такому же выводу. Мясники замечали, что черви «возникали» на мясе, землепашцы обнаруживали, что мыши «появлялись» в корзинах, где хранилась пшеница. В XVII веке химик Ян Баптиста ван Гельмонт [Хельмонт] даже предложил рецепт создания мышей из подручных материалов: поместите несколько зерен пшеницы в горшок, добавьте грязное исподнее и подождите три недели. Рецепт, как сообщается, часто оказывался действенным.
Теория в основании предложенного ван Гельмонтом метода – самозарождение, то есть убежденность, что простые живые организмы могут самопроизвольно возникать из определенных неодушевленных субстратов. Со времен древнего Египта, а, возможно, и прежде, люди считали, что во всех живых существах есть некая жизненная сила или энергия[277]. Постепенно побочным продуктом подобных взглядов стала уверенность, что жизненной энергией можно как-то пропитать неодушевленную материю и так сотворить новую жизнь, а когда это мировоззрение Аристотель преобразовал в складную теорию, она приобрела особый вес. Но так же, как некоторые ключевые наблюдения и эксперименты XVII века привели к концу Аристотелеву физику, вышло и с подъемом науки, нанесшим мощный удар по воззрениям Аристотеля на биологию. Один из наиболее памятных ударов – опыт самозарождения, проведенный итальянским врачом Франческо Реди в 1668 году. То был один из первых подлинно научных биологических экспериментов.
Реди избрал простой метод. Он добыл несколько широкогорлых горшков и поместил в них образцы свежего змеиного мяса, рыбы и телятины. Затем оставил некоторые горшки открытыми, а другие затянул чем-то вроде марли или бумаги. Реди предположил, что, если самозарождение действительно произойдет, мухи и личинки должны появиться на мясе во всех трех случаях. Но если личинки возникают, как и предполагал Реди, из крошечных незримых яиц, отложенных мухами, они должны появиться лишь на мясе в незакрытых емкостях, а в тех, что запечатаны, – нет. Он также предсказал, что личинки появятся на марле, которой накрыты оставшиеся емкости: голодные мухи постараются подобраться к мясу как можно ближе. В точности так и вышло.
Эксперимент Реди восприняли неоднозначно. Некоторые сочли, что он опровергает самозарождение. Другие решили не обращать внимания на полученные результаты или искать ошибки в эксперименте. Многие, вероятно, попали во вторую категорию просто из предубеждения и приверженности своим взглядам. У всей этой истории к тому же были и теологические последствия: некоторым думалось, что самозарождение оставляет за Богом роль создателя жизни. Но были и научные причины сомневаться в выводах Реди: распространять этот эксперимент за пределы изучаемых им существ, например, быть может, и не следовало бы. Возможно, Реди лишь показал, что самозарождение не применимо к мухам.
Следует отдать должное Реди: сам он не был зашорен и даже выявил примеры, в которых, как он подозревал, все же имело место самозарождение. Так или иначе этот вопрос обсуждали и далее две сотни лет, пока в конце XIX века Луи Пастер окончательно не отправил эту теорию на покой – тщательными экспериментами, показывающими, что даже микроорганизмы не самозарождаются. И все же, хоть и не окончательная, работа Реди – роскошный пример биологического эксперимента. Великолепие его в том, что провести его мог кто угодно, но никто не додумался.
Люди часто считают великих ученых обладателями феноменального ума, а в обществе, особенно в деловой среде, мы стараемся избегать людей, не ладящих с окружающими. Но ведь именно эти иные люди зачастую видят то, что не заметно другим. Реди был человеком сложным – ученым, но и суеверным (он мазался маслом, чтобы оградить себя от болезней): физик и натуралист, но одновременно поэт, сочинивший классические стихи в похвалу тосканским винам[278]. В отношении самозарождения лишь Реди оказался в достаточной мере чудиком, чтобы выйти за пределы привычного, и он еще до эры научного мышления соображал и действовал как ученый. Он не только усомнился в ложной теории, а еще и насмеялся над Аристотелем и недвусмысленно предложил новый подход к ответам на вопросы биологии.
Эксперимент Реди был в значительной мере ответом на микроскопические исследования, показавшие, что крошечные создания до того сложны, что у них даже есть органы воспроизводства, – убеждение, что «низшие животные» слишком просты и не могут сами размножаться, было главным доводом Аристотеля в пользу самозарождения.
Микроскоп, вообще-то, изобрели за несколько десятилетий до этого – более или менее одновременно с телескопом, хотя никто доподлинно не знает, кто и когда. Но мы точно знаем, что поначалу оба прибора назывались одним и тем же словом perspicillum[279], и Галилей применял один и тот же инструмент – свой телескоп – для наблюдений и вовне, и внутрь. «В эту трубку, – сказал он гостю в 1609 году, – я видел мух размером с ягнят»[280].
Микроскоп, как и телескоп, позволил выявить в царстве природы новые подробности, какие древние не могли ни представить себе, ни учесть в своих теориях, и в конечном счете помог ученым открыться новому мышлению в изучаемой области науки и подтолкнуть интеллектуальное развитие, приведшее к вершине его – к Дарвину. Но, как и телескоп, микроскоп поначалу восприняли в штыки. Средневековые книжники отмахивались от «оптических иллюзий» и не доверяли никакому прибору, встававшему между ними и воспринимаемым предметом. У телескопа хоть был Галилей, быстро ответивший на критику и принявший инструмент в работу, а микроскопу до появления первых энтузиастов пришлось ждать полвека.
Одним из главных энтузиастов[281] оказался Роберт Гук, производивший исследования с применением микроскопа по приказу Королевского общества и таким образом внесший вклад в зарождение биологии – в точности так же, как он помог химии и физике. В 1663 году Королевское общество поставило Гуку задание предъявлять не менее одного нового наблюдения на каждом заседании. Вопреки слабости глаз, из-за которой затяжная работа с линзой была и трудна, и болезненна, он с задачей справился и, применив усовершенствованные инструменты, которые сам и спроектировал, произвел целую серию выдающихся наблюдений.
В 1665 году тридцатиоднолетний Гук опубликовал книгу под названием «Микрография», то есть «Малые рисунки». Работа получилась некой смесью трудов и соображений Гука в нескольких сферах изучения, однако произвела немалый шум, показав в пятидесяти семи поразительных иллюстрациях, выполненных самим Гуком, странный новый микромир. Эти картинки впервые явили человеческому восприятию анатомию блохи, тело вши, глаз мухи и жало пчелы, увеличенные до размеров целой страницы, а некоторые даже на складных вклейках. То, что даже простые существа имеют части тела и органы, как у нас, было не просто поразительным откровением миру, который никогда прежде не видел насекомых через увеличительное стекло, – это было прямое противоречие Аристотелеву мировоззрению, откровение, подобное Галилееву открытию холмов и долин на Луне – в точности как на Земле.
В год издания «Микрографии» Великая чума, убившая каждого седьмого лондонца, достигла апогея. На следующий год Лондон охватил Великий пожар. Но вопреки всему этому хаосу и страданиям люди читали книгу Гука, и она стала бестселлером. Знаменитый Сэмюэл Пипс, автор дневника о жизни лондонцев, чиновник морского ведомства и позднее – член Парламента, до того увлекся, что сидел до двух часов ночи и не мог оторваться, а затем назвал ее «самой поразительной книгой из всех, какие ему доводилось читать»[282].
«Микрография» Гука
Гук увлек новое поколение ученых, однако вызвал насмешки скептиков, которым оказалось трудно принять гротескные изображения, основанные на наблюдениях посредством прибора, которому они не доверяли. Худшее случилось, когда Гук, посещая сатирическую постановку, написанную английским драматургом Томасом Шедуэллом, пережил унижение, осознав, что на сцене прямо перед ним высмеивают в основном его же эксперименты[283]. Их взяли из его драгоценной книги.
Однако среди не сомневавшихся в выводах Гука был ученый-любитель по имени Антон ван Левенгук (1632–1723)[284]. Он родился в голландском Делфте. Его отец плел корзины, в которых по всему свету доставляли знаменитый сине-голубой делфтский фарфор, мать Левенгука происходила из семьи, занятой другим традиционно делфтским делом – пивоварением. В шестнадцать лет юный Антон поступил на работу кассиром и бухгалтером к торговцу тканями, а в 1654 году открыл собственное предприятие – торговлю тканями, лентами и пуговицами. Вскоре он добавит к этим занятиям еще одно, никак с исходными не связанное: станет хранителем городской ратуши Делфта.
Левенгук в колледже не учился и латыни, языка науки того времени, не знал. И хотя дожил до девяноста с лишним лет, из Нидерландов выезжал лишь дважды – один раз навещал Антверпен в Бельгии, и один раз – Англию. Но книги Левенгук читал, и бестселлер Гука вдохновил его не на шутку. Эта книга изменила его жизнь.
Введение к «Микрографии» объясняет, как соорудить простейший микроскоп, и торговец тканями Левенгук, вероятно, имел какой-то опыт в вытачивании линз, поскольку они требовались для оценки образцов льна. Но по прочтении «Микрографии» он сделался фанатичным изготовителем этих волшебных стекол и посвящал многие часы созданию микроскопов и наблюдениям с их помощью.
В первых работах Левенгук попросту повторил эксперименты Гука, но вскоре превзошел его. Микроскопы Гука были для своего времени технически совершенными, и он поразил Королевское общество двадцати-пятидесятикратной увеличительной силой своих инструментов. Можно лишь вообразить всеобщее изумление, когда секретарь Общества Генри Ольденбург получил в 1673 году письмо, сообщившее, что необразованный хранитель ратуши и торговец тканями из Нидерландов «разработал микроскопы, намного превосходящие любые виденные доселе»[285]. Сорокаоднолетний Левенгук достиг в десять раз большего увеличения, чем удавалось Гуку.
Мощность микроскопам Левенгука придавала его искусность, а не хитроумный дизайн. Устроены они были просто, с одной-единственной линзой, выточенной из избранных кусков стекла или даже песчинок и оправленные в пластины, выполненные из золота или серебра, которые Левенгук в некоторых случаях извлекал из руды собственноручно. Как бы то ни было, голландский умелец ни с кем не делился своими секретами и в целом очень скрывал свои методы, поскольку, подобно Ньютону, желал избегнуть «возражений или осуждения от других». За свою долгую жизнь он произвел более пяти сотен линз, но никто по сей день не знает, как именно он их сделал.
Когда молва о достижениях Левенгука распространилась широко, английский и голландский флоты пуляли друг по другу из пушек – шли англо-голландские войны, но положение войны со страной, откуда происходил Левенгук, не остановило Ольденбурга: он призвал Левенгука сообщать об открытиях – и голландец не отказал. В своем первом письме Левенгук, смущенный вниманием знаменитого Королевского общества, извинился, что не объявил о недостатках своих трудов. Он писал, что его работа – «исключительно плод личного самостоятельного порыва и любопытства; кроме меня в моем городе нет философов, занятых этим искусством; молю вас, не судите меня за бедность языка и вольность, кою позволил я себе, записывая свои случайные соображения»[286].
Левенгуковы «соображения» оказались еще замечательнее, чем у Гука. Гук видел в подробностях части тела крошечных насекомых, а Левенгук рассматривал целиком существ гораздо мельче тех, что можно углядеть невооруженным глазом, целые сообщества организмов, о чьем существовании никто прежде и не подозревал, в тысячу или даже в десять тысяч раз мельче самого маленького животного, доступного наблюдению. Он назвал их «анималкулами». Ныне мы именуем их микроорганизмами.
Галилей восторгался пейзажами на Луне и подсматривал за кольцами Сатурна, а Левенгук в той же мере наслаждался наблюдением в свои линзы новых миров, населенных странными крошечными существами. В одном своем письме он толковал о мире, существовавшем в капле воды: «Я увидел теперь впрямую, что там водятся крошечные угри, или черви, все сгрудились и шевелятся… вода словно кишела этими разнообразными анималкулами. Должен сказать, что, как по мне, не видал я ничего приятнее, чем тысячи этих живых тварей, обитающих в маленькой капле воды»[287].
Впрочем, Левенгук, время от времени докладывая о своих наблюдениях, подобно оку Божию, за целыми мирами, в некоторых письмах рассказывал об отдельных существах так, что можно было подробно описать многие новые виды. К примеру, он сообщил, что у одного существа «торчат два маленьких рожка, они постоянно движутся, подобно ушам лошади. [тело округлое], если не считать того, что в задней части оно сходится в точку; на этой задней оконечности имеется хвост»[288]. За пятьдесят лет Левенгук ни разу не посетил заседания Королевского общества, но написал ему сотни писем, и большая их часть сохранилась. Ольденбург велел их редактировать и переводить на английский или латынь, и Королевское общество их издавало.
Работа Левенгука стала сенсацией. Мир поразился, узнав, что каждая капля прудовой воды – вселенная, и целые классы жизни совершенно скрыты от наших чувств. Более того, когда Левенгук обратил свои микроскопы на ткани человеческого тела – клетки спермы или же кровеносные капилляры, – он помог обнаружить, как устроены мы сами и до чего это похоже на остальную жизнь, и сколько у нас общего с другими ее формами.
Как и Гуку, Левенгуку досталась своя мера скептиков, считавших, что он это все выдумывает. Он отбивался от них подписанными подтверждениями от почтенных свидетелей, публичных нотариусов и даже пастора прихода Делфта. Большинство ученых ему верили, и Гук даже смог повторить некоторые изыскания Левенгука. Слухи продолжали распространяться, и в лавку Левенгука начали наведываться посетители – с просьбой дать поглядеть на крошечное зверье. Карл II, основатель и покровитель Королевского общества, попросил Гука показать ему Левенгуковы эксперименты, которые Гуку удалось воспроизвести, а Петр Великий навещал делфтца лично. Для хозяина лавки тканей – грех жаловаться.
В 1680 году Левенгука заочно избрали членом Королевского общества, и он продолжал трудиться вплоть до самой смерти – до девяносто одного года, то есть еще почти сорок лет. Ни одного охотника за микробами, сравнимого с ним по масштабу вклада в науку, не появилось еще полтора века.
Левенгук, умирая, попросил одного своего друга перевести два последних письма на латынь и переслать в Общество. Приготовил он и подарок: черный с золотом ящик со своими лучшими микроскопами – некоторые из них прежде никто не видел. Доныне уцелела лишь малая часть его микроскопов; в 2009 году один продали с аукциона за 312 000 фунтов стерлингов[289].
За свою долгую жизнь Левенгук помог определить многие грани науки, которая впоследствии станет биологией, – микробиологию, эмбриологию, энтомологию, гистологию, а один биолог XX века назвал послания Левенгука «важнейшей перепиской в истории научного сообщества»[290]. Не менее важно и другое: Левенгук – подобно Галилею в физике и Лавуазье в химии – участвовал в обустройстве научной традиции в своей дисциплине. Пастор Новой церкви в Делфте писал Королевскому обществу после смерти Левенгука, в 1723 году: «Антон ван Левенгук считал, что истину естественной философии можно плодотворнейше исследовать экспериментальным методом, укрепленным свидетельством чувств; по этой причине, прилежанием и неустанным трудом он произвел своими руками великолепнейшие линзы, с помощью коих открыл многие секреты Природы, ныне знаменитые во всем философском Мире»[291].
Гук и Левенгук – своего рода Галилеи биологии, а ее Ньютон – Чарлз Дарвин (1809–1882)[292]. Он и похоронен всего в нескольких футах от Ньютона, в Вестминстерском аббатстве, а в погребальной процессии шли два герцога и граф, а также бывший, тогдашний и будущий президенты Королевского общества. Хотя похороны Дарвина в аббатстве могут показаться кому-то неуместностью, «было бы неуместно, – сказал епископ Карлайла на церемонии прощания, – если бы возникло что-либо, придающее вес или ценность глупому убеждению… что между знанием Природы и верой в Бога непременно есть противоречие»[293]. Это погребение стало достославным концом человеку, чье главное достижение поначалу встретило лишь зевки, а затем обильный яд и скептицизм.
Одним из не впечатленных оказался издатель самого Дарвина Джон Мюррей [Мёрри] – он согласился опубликовать книгу, в которой Дарвин развивает свою теорию, но начальный тираж определил всего в 1250 экземпляров. Мюррею хватало оснований для беспокойства: те, кто читал текст книги Дарвина до издания, восторга не выказывали. Один из первых обозревателей даже порекомендовал Мюррею не издавать ее совсем: книга, дескать, «несовершенное и посредственное изложение теории», – писал он. Тот обозреватель предложил, что пусть бы Дарвин написал книгу о голубях и включил в нее свою теорию, вкратце. «Голуби всем интересны, – рассуждал обозреватель. – Книга вскоре будет на каждом столе»[294]. Совет передали Дарвину, но тот его отклонил. Сам он, правда, тоже не был уверен в написанном. «Одному Богу известно, что подумает публика»[295], – отмечал он.
Дарвину не следовало волноваться. «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» станет для биологии «Принципами» Ньютона. Опубликованные 24 ноября 1859 года, все 1250 экземпляров тут же расхватали прыткие книготорговцы, и с тех пор книга непрерывно переиздается. (Впрочем, вопреки легендам, тираж в день выхода из печати распродан не был.) Утешительный прием для человека, наделенного пылом и терпением достаточными, чтобы двадцать лет собирать подтверждения своим мыслям, приложившего усилия столь монументальные, что всего один из многих побочных продуктов их – 684-страничная монография по морским желудям.
Предшественники Дарвина узнали множество наглядных особенностей форм жизни, от бактерий до млекопитающих, но не имели представления о более фундаментальной стороне дела: что именно привело биологические виды к этим особенностям? Подобно физикам до Ньютона или химикам до Периодической системы, до-дарвиновские биологи собирали данные, но не понимали, как они сочетаются друг с другом. Они и не могли: до Дарвина юную биологию сковывало убеждение, что происхождение и взаимосвязи между различными разновидностями живого не подлежат научному познанию – убеждение, происходившее из буквального восприятия библейской истории творения, согласно которой Земля и вся жизнь на ней были созданы за шесть дней и с тех пор биологические виды никак не менялись.
Нельзя сказать, что мыслителей, раздумывавших над представлением об эволюции видов, не было – они существовали еще со времен древних греков, и в их же число входил дедушка самого Дарвина, Эразм Дарвин. Но до-дарвиновские эволюционные теории были смутны и ненамного более научны, нежели религиозное учение, которое они стремились заменить. В результате, хоть до Дарвина и ходили разговоры об эволюции, большинство людей, в том числе и ученых, считали, что люди венчают пирамиду более примитивных существ, чьи особенности постоянны и созданы творцом, а его замыслов мы никогда не постигнем.
Дарвин изменил положение дел. До него существовала некая поросль рассуждений об эволюции, а его теория вознеслась над нею величественным древом точной науки. На каждый довод и знак, выдвинутый его предшественниками, у него нашлось по сотне встречных. Еще важнее другое: он открыл механизм эволюции – естественный отбор, и этим сделал эволюционную теорию проверяемой и научно состоятельной; он освободил биологию от упования на Бога и позволил ей превратиться в подлинную науку, укорененную, как физика и химия, в физическом законе.
Чарлз родился в фамильном доме в Шрусбери, Англия, 12 февраля 1809 года, у городского врача Роберта Дарвина и Сюзанны Веджвуд, чей отец основал знаменитое фарфоровое производство. Дарвины были семейством состоятельным и прославленным, но Чарлз учился плохо и школу терпеть не мог. Позднее он писал, что у него негодная для зубрежки память и «никаких особых дарований». Это он себя явно недооценивал: он признавал, что имеет «великое любопытство на факты и их значение»[296] и «энергию ума, явленную в кипучей и продолжительной работе над одним и тем же предметом». Эти две черты для ученого – или любого новатора – конечно же, особые дарования, и послужили они Дарвину отменно.
Любопытство Дарвина и его целеустремленность прекрасно иллюстрирует случай, произошедший с ним в колледже в Кембридже, где он самозабвенно коллекционировал жуков. «Однажды, – писал он, – оторвав кусок старой коры, я увидел двух редких жуков и схватил по одному каждой рукой, потом увидел третьего и нового вида, и упустить его я никак не мог и потому сунул того, что был у меня в правой руке, в рот»[297]. Лишь из юноши с таким нравом мог вырасти человек, которому достанет упорства составить 684-страничный труд о морских желудях (хотя незадолго до окончания этой работы он написал: «Ненавижу морских желудей – как никто прежде»[298]).
Чарлз искал свое призвание много лет. Его поиск начался осенью 1825 года, когда отец отправил его, шестнадцатилетнего, не в Кембридж, а в Университет Эдинбурга изучать медицину – как и сам он, и дед Чарлза в свое время. Оказалось, то было скверное решение.
Чарлз, во всяком случае, был брезглив, а в те времена хирургические операции сопровождались обильным кровопролитием и воплями пациентов, которых резали без благодати обезболивания. При этом брезгливость не помешала Чарлзу годы спустя в поисках подтверждения его теории эволюции резать собак и уток. Вероятно, его медицинская учеба была обречена просто из-за недостатка и интереса, и мотивации. Как Дарвин писал позднее, он уверился, что отец оставит ему достаточно собственности, «чтобы существовать с некоторым удобством», и это ожидание оказалось «достаточным, чтобы бросить любые настойчивые попытки изучать медицину»[299]. Вот так, весной 1827 года, Чарлз бросил Эдинбург, не заработав никакой ученой степени.
Вторая остановка – Кембридж. Отец заслал его туда с мыслью, что сын выучится теологии и двинется по клерикальной стезе. На сей раз Чарлз получил степень и достиг десятого места среди 178 выпускников. Его успехи удивили его самого, но они отражали, вероятно, возникшее в нем подлинное увлечение геологией и естественной историей – это очевидно из его коллекционирования жуков. И все же выходило, что его ждет жизнь, в которой науке будет отведено место хобби, не более, тогда как профессиональные усилия придется посвятить церкви. Однако, окончив учебу и вернувшись с пешей геологической экскурсии в Северном Уэльсе, Дарвин обнаружил письмо, предлагавшее другой вариант развития событий: возможность отправиться вокруг света на судне Его Величества «Бигл» под командованием капитана Роберта Фицроя.
Письмо прислал Джон Хенслоу, кембриджский профессор ботаники. Вопреки приличным оценкам, Дарвин мало кому в Кембридже казался выдающимся студентом, но Хенслоу все же усмотрел в нем потенциал. Он отмечал: «В этом юноше Дарвине главное – умение задавать вопросы»[300], – довольно пресный комплимент вроде бы, однако он означает, что, по мнению Хенслоу, в Дарвине жила душа ученого. Хенслоу подружился с любознательным студентом, и когда его попросили порекомендовать молодого человека натуралистом в путешествие, он вспомнил о Дарвине.
Письмо Хенслоу Дарвину стало кульминацией целой череды маловероятных событий. Все началось с того, что предыдущий капитан «Бигла» Прингл Стоукс застрелился, пуля свое дело не сделала, но капитан помер от гангрены. Фицрой, первый помощник капитана Стоукса, привел корабль домой, но не мог не отметить, что подавленность Стоукса возникла из одиночества многолетнего морского странствия, в котором капитану запрещено было общение с командой. Дядя самого Фицроя вскрыл себе горло бритвой несколько лет спустя, и Фицрой, очевидно, понимал, что ему следует любой ценой избежать судьбы своего капитана. В итоге, когда двадцатишестилетнему Фицрою предложили занять место Стоукса, он решил, что ему нужен компаньон. В те времена задачи натуралиста выполнял судовой врач, но Фицрой решил объявить, что на судно требуется молодой «джентльмен-натуралист» аристократического положения – то есть, по сути, наемный друг капитану.
Дарвин оказался не первым кандидатом на эту роль – до него ее предлагали многим другим. Прими это предложение кто-нибудь до Дарвина, тот, вероятно, продолжил бы жить тихой церковной жизнью и никогда не разработал свою теорию эволюции – так же, как Ньютон никогда не завершил бы и не издал свою величайшую работу, не заскочи Галлей повидаться и спросить про закон обратных квадратов. Однако предложенная Фицроем должность никак не оплачивалась – деньги должны были поступить от последующих продаж собранных по пути образчиков живой природы, и никто из спрошенных не оказался готов провести годы в море на самофинансировании. В результате выбор пал на двадцатидвухлетнего Дарвина – ему предложили приключение и возможность не начинать работу, которая предполагала проповедь о создании Земли в ночь на 23 октября 4004 года до н. э. (как утверждал библейский анализ XVII века). Дарвин ухватился за этот шанс. Изменилась и его жизнь, и история науки.
«Бигл» отплыл в 1831 году и вернулся лишь в 1836-м. Плавание было не из легких. Дарвин жил и работал в крошечной каюте на полуюте, в самой тряской части судна. Его поселили с двумя другими членами экипажа, и все спали в гамаках, подвешенных над прокладочным столиком. «Пространства у меня – только развернуться и не более»[301], – писал он Хенслоу. Неудивительно, что его изнуряла морская болезнь. И хотя Дарвину удалось наладить какую-никакую дружбу с Фицроем – он был единственным членом команды, кому дозволялось общение с капитаном, и они обычно вместе ужинали, – тем не менее, они часто ссорились, особенно на тему рабства, которое Дарвин не выносил, но постоянно наблюдал, когда сходил на берег на стоянках.
И все же неудобства путешествия блекли на фоне потрясающего воодушевления визитов на твердую почву. Дарвин участвовал в бразильском карнавале, наблюдал извержение вулкана близ чилийского Осорно, пережил землетрясение в Консепьсоне и побродил по тамошним развалинам, видел революции в Монтевидео и Лиме. И все это время собирал образцы жизни и окаменелости, упаковывал и отправлял в ящиках Хенслоу, в Англию, на хранение.
Дарвин позднее сочтет эту поездку главным событием, сформировавшим его жизнь, нрав и новое почтение к миру природы. Знаменитые прозрения об эволюции Дарвин, тем не менее, обрел не в поездке[302] – в пути он к принятию самого представления об эволюции даже не приблизился. Более того, вояж он завершил таким же, каким был и до него, – убежденным в авторитете Библии.
И все же планы на будущее у него поменялись. По окончании путешествия он написал двоюродному брату, трудившемуся на ниве церкви: «Твое положение превыше всякой зависти; я не дерзаю даже воображать столь счастливые грезы. Для человека, пригодного к церковной службе, жизнь священника… почтенна и счастлива»[303]. Вопреки этим словам поддержки Дарвин решил, что сам он для такой жизни не приспособлен, и избрал мир лондонской науки.
Вернувшись в Англию, Дарвин обнаружил, что его наблюдения, описанные в письмах профессору Хенслоу, привлекли некоторый научный интерес – в особенности о геологии. Вскоре Дарвин начал читать лекции в престижном Геологическом обществе Лондона по темам вроде «Связь некоторых вулканических явлений с образованием горных цепей и возвышением материков». Он был финансово независим – благодаря назначенной ему отцом стипендии в четыреста фунтов в год. По совпадению, ровно эту же сумму зарабатывал Ньютон, начав трудиться на Монетный двор, однако в 1830-х, согласно Британским национальным архивам, это было «всего лишь» в пять раз больше заработка среднего ремесленника (хотя все еще достаточно для покупки, например, двадцати шести лошадей или семидесяти пяти коров). Эти деньги позволяли Дарвину заниматься превращением дневника странствий на «Бигле» в книгу и упорядочиванием множества собранных растительных и животных образцов. Именно этот опыт и изменил наши представления о природе жизни.
Поскольку Дарвина никакие великие озарения о биологии за время его плавания не посетили, он, вероятно, ожидал, что рассмотрение образцов, отправленных домой, приведет к созданию серьезного, но не революционного корпуса трудов. Однако вскоре начало казаться, что его исследования, возможно, более впечатляющи, нежели изначально думалось: Дарвин передал кое-какие образцы специалистам на анализ, и многие последовавшие результаты ошеломили его.
Одна группа окаменелостей, к примеру, предполагала «закон наследования» – вымерших южноамериканских млекопитающих заменили другие, подобные им. Из другого отчета, по галапагосским воробьинообразным, выходило, что их существует всего три вида, а не четыре, как он думал прежде, и что они характерны только для островов, так же, как и тамошние гигантские черепахи. (История о том, что с Дарвином случилась «эврика!», когда он отыскивал отличия в устройстве клювов воробьинообразных с разных островов Галапагосского архипелага, – апокриф[304]. Он действительно привез несколько экземпляров воробьинообразных, но орнитологии не был обучен и вообще-то неверно определил их как смесь вьюрков, крапивников, «крупноклювов» и дроздов – и не было никакой маркировки, с какого именно острова какая особь.)
Возможно, самым поразительным оказался ответ экспертов относительно образчиков нанду, или южноамериканского страуса, которых Дарвин и прочий экипаж готовили и ели, но молодой ученый успел осознать возможную значимость этой находки и отправил останки домой. Оказалось, что исследуемый образец принадлежит к другому биологическому виду, который, как и обыкновенный нанду, имел свою среду обитания, однако соперничал с обыкновенным нанду на пограничных территориях. Это противоречило расхожему мнению того времени: считалось, что каждый вид устроен оптимально для своей среды обитания и никаких неоднозначных территорий, на которых происходит соперничество с другими, сходными видами, быть не может.
Дарвин, разбираясь с этими противоречивыми результатами, мысленно эволюционировал в отношении роли Бога в сотворении мира. Сильное влияние оказал на Дарвина Чарлз Бэббидж, занимавший, как прежде Ньютон, пост Лукасовского профессора математики в Кембридже, и известный прежде всего изобретением механического компьютера. Бэббидж устраивал вечера, на которых собирались разные вольнодумцы, и сам написал книгу, в которой предположил, что Бог действует посредством физических законов, а не как веление свыше или же чудо. Эта мысль, многообещающая основа для возможности сосуществования религии и науки, юному Дарвину понравилась.
Постепенно Дарвин пришел к убежденности, что биологические виды – не неизменные формы жизни, выдуманные Богом так, чтобы вписывались в некий великий замысел, – они скорее приспосабливались, чтобы вписаться в свою экологическую нишу. К лету 1837-го, через год после возвращения «Бигла» из плавания, Дарвин сделался неофитом эволюционных представлений, хотя все еще был далек от формулирования своей теории.
Вскоре Дарвин отказался и от мысли о превосходстве человека – вернее, от мысли, что какое-либо животное превосходит другое, и пришел к заключению, что всякий биологический вид изумителен и идеально – ну или почти идеально – приспособлен к своей среде обитания и роли в ней. Ничто из этого, по Дарвину, не отнимало у Бога его включенности: Дарвин считал, что Бог измыслил законы, управляющие воспроизведением так, чтобы виды со временем менялись и тем приспосабливались к изменениям среды.
Если Господь установил законы воспроизводства, позволявшие живым существам подходить своим условиям обитания, каковы они, эти законы? Ньютон постиг Божий замысел для физической Вселенной через математические законы движения, Дарвин так же – во всяком случае, поначалу, – искал механизм эволюции, полагая, что он объяснит замысел Бога в отношении живого мира.
Подобно Ньютону, Дарвин принялся исписывать тетрадь за тетрадью своими соображениями и мыслями. Он анализировал взаимоотношения между видами живого и окаменелостями, обнаруженными в поездке; он изучал обезьян – орангутанга и мартышек в Лондонском зоопарке, подмечал их человекоподобные эмоции; пригляделся к работе заводчиков голубей, собак и лошадей и задумался, сколь великое разнообразие особенностей можно получить путем «селекции», или искусственного отбора; масштабно осмыслял влияние эволюции на метафизические вопросы и человеческую психологию. И вот, примерно в сентябре 1838 года, Дарвин прочитал популярный «Очерк о законе народонаселения» Томаса Р. Мальтуса [Малтаса]. Знакомство с этим текстом направило его мысли по пути открытия процесса, коим осуществляется эволюция.
Книгу Мальтус написал неприятную. Страдания, по его мнению, – естественная и неизбежная участь человечества, потому что рост населения неумолимо ведет к жестокому соперничеству за пищу и другие ресурсы. Из-за ограничений земельных угодий и производства, сообщал он, эти ресурсы могут нарастать лишь «арифметически», то есть в соответствии с численным рядом 1, 2, 3, 4, 5 и так далее, тогда как население нарастает с каждым поколением как последовательность 1, 2, 4, 8, 16 и так далее.
Ныне мы знаем, что один-единственный кальмар может за один брачный сезон отложить до трех тысяч яиц. Если бы каждое яйцо превращалось со временем в кальмара, способного к воспроизводству, на седьмом поколении объема кальмаров хватило бы, чтобы набить Землю наполовину, будь она полая, а всего за тринадцать поколений одними яйцами можно было бы заполнить всю видимую Вселенную.
У Дарвина этих сведений не было, и с математикой он был не в ладах, но понимал достаточно, чтобы осознать: сценарий Мальтуса не реализуется. Напротив, рассуждал он, из громадного числа яиц и потомства, производимого природой, в состязании на выживание уцелевают лишь немногие – обычно те, кто лучше приспособлен. Он назвал этот процесс естественным отбором, чтобы подчеркнуть сравнение с искусственным отбором, осуществляемым заводчиками.
Позднее, в автобиографии, Дарвин описал свое озарение: «Меня вдруг поразило, что в заданных обстоятельствах благоприятные вариации сохраняются, а неблагоприятные уничтожаются»[305]. Однако свежие идеи редко приходят в голову первооткрывателю ни с того, ни с сего, сразу опрятными и продуманными, и слова Дарвина, похоже, – искажение, привнесенное позднейшим осмыслением. Из записных книжек, которые он вел в то время, ясно иное: поначалу он лишь учуял след мысли, а затем на осознание, достаточно отчетливое, чтобы его записать, потребовалось несколько лет.
Одна из причин, отчего представлению о естественном отборе нужно было для развития несколько лет, – в том, что Дарвин понял: прополка неприспособленных особей в каждом поколении может закрепить определенные особенности, но не создаст нового вида, то есть особей настолько отличных от исходных, что они даже не смогут скрещиваться и производить способное к размножению потомство. Чтобы это случилось, закреплению существующих черт должно сопутствовать появление новых. А такое, пришел к выводу Дарвин, происходит по чистой случайности.
Цвет клюва у зебровых амадин, к примеру, обычно варьирует от бледно– до темно-красного. Тщательным скрещиванием можно развести популяцию с каким угодно в этом диапазоне оттенком клюва, но зебровая амадина с новым цветом клюва – допустим, синим, – может возникнуть лишь в процессе того, что мы ныне зовем мутацией, то есть случайным изменением в структуре гена, приводящим к появлению нового, производного вида организма.
Вот теперь-то теория Дарвина обрела стройность. Случайное варьирование и естественный отбор творят отдельных особей с новыми чертами, и благоприятным чертам дают большие возможности распространиться. В результате, точно так же, как у селекционеров получаются животные и растения с нужными особенностями, природа создает виды живого, хорошо приспособленные к их среде обитания.
Осознание того, что случайность играет в эволюции свою роль, – важная веха в развитии науки: открытый Дарвином механизм затруднил примирение между эволюцией и любой состоятельной идеей о божественном замысле. Разумеется, понятие эволюции само по себе противоречит библейской истории творения, но именно теория Дарвина пошла еще дальше – она затруднила рационализацию Аристотелевых и традиционных христианских взглядов, подразумевающих что события развиваются с некоторой целью, а не по безучастным физическим законам. В этом отношении Дарвин сделал с нашим пониманием живого мира то же, что Галилей и Ньютон – с нашими взглядами на мир неодушевленный: он отсек науку и от религиозного мышления, и от древнегреческой традиции.
Дарвин, как Галилей и Ньютон, был человеком верующим, и потому его теория ввела его самого в противоречие с собственной системой верований. Он пытался избежать этого столкновения, принимая и теологические, и научные взгляды в соответствующих контекстах, нежели деятельно пытаясь их примирить.
Энни Дарвин (1841–1851)
Но нацело обойти это затруднение он не мог: в январе 1839 года женился на своей двоюродной сестре Эмме Веджвуд, приверженной христианке, и ей его взгляды не понравились. «Когда я умру, – однажды писал он ей, – знай, что я много раз… скорбел об этом»[306]. Вопреки различиям связь их была сильна, и они прожили всю жизнь преданной друг другу парой и родили десятерых детей.
Хотя много чего было написано о примирении эволюции с христианством, именно случившаяся через много лет смерть второго ребенка Дарвина, десятилетней Энни[307], окончательно разрушила веру Дарвина в христианство. Причина смерти Энни до сих пор неясна, однако, умирая, она неделю промучилась жаром и жестоким расстройством пищеварения. Дарвин писал: «Мы утратили радость Дома, утешение наших преклонных лет: она знала наверняка, до чего сильно мы любили ее; о, теперь-то она точно поняла бы, как глубоко, как нежно мы по-прежнему любим ее и будем любить вечно ее милое радостное лицо»[308].
Первый ребенок у Дарвинов родился в 1839 году. К тому времени Дарвину исполнилось всего тридцать, а он уже страдал мучительными припадками неведомой (доныне) загадочной болезни. Остаток его дней радость от семейной жизни и научных трудов перемежалась частыми вспышками болезненной немощи, коя, бывало, месяцами не давала ему работать.
Симптомы Дарвина указывали на все сразу, как библейские напасти: колики, рвота, метеоризм, головные боли, сердцебиение, дрожь, истерические рыдания, звон в ушах, усталость, тревожность, подавленность. Попытки лечиться – некоторые отчаявшийся Дарвин предпринял вопреки здравому смыслу – были столь же разнообразны: энергичное растирание холодными мокрыми полотенцами, ножные ванны, натирания льдом, ледяные души, причудливая электротерапия с применением шока, гомеопатические лекарства и, конечно, викторианское обязательное – висмут. Ничто не помогало. Вот так человек, в двадцать лет бывший лихим путешественником, превратился к тридцати годам в болезненного инвалида-отшельника.
Новорожденный ребенок, работа и болезнь подтолкнули Дарвина к большему затворничеству, он оставил вечеринки и старые дружеские круги. Дни Дарвина сделались тихи и однообразны, похожи друг на друга «как две горошины»[309]. В июне 1842 года Дарвин наконец закончил тридцатипятистраничный синопсис эволюционной теории, а в сентябре того же года уговорил отца одолжить ему денег на покупку пятнадцатиакрового участка в Дауне, Кент, в приходе с четырьмястами обитателями, в шестнадцати милях от Лондона. Дарвин именовал это место «предельным краем света»[310]. Его жизнь там складывалась как у благополучного приходского священника, каким он когда-то собирался стать, и к февралю 1844 года Дарвин, воспользовавшись тишиной и уединением, расширил свой труд до 231-страничной рукописи.
Дарвинова рукопись – научное завещание, а не работа, коей предполагалось немедленное издание. Он доверил ее Эмме, с письмом, что рукопись следует прочесть в случае его «внезапной смерти», что, ввиду его болезни и по его опасениям, могло случиться очень скоро. В письме сообщалось, что такова его «официальная последняя просьба»[311]: после его кончины предать рукопись обнародованию. «Если будет признана даже одним компетентным судящим, – писал Дарвин, – она станет значительным шагом в науке»[312].
У Дарвина были веские основания не желать прижизненной публикации своих взглядов. Он заработал звездную репутацию в высочайших кругах научного сообщества, но его новые воззрения – однозначный повод для критики. Более того, у него, помимо жены, было немало друзей-священников, поддерживавших креационистские взгляды.
Дарвиновы поводы откладывать издание подкрепились событиями осени того года, когда анонимно вышла книга «Пережитки естественной истории творения»[313]. Книга не предъявляла крепкой теории эволюции, однако объединила несколько научных представлений, включая и трансмутацию биологических видов, и стала международным бестселлером. Религиозная верхушка, однако, восстала против неведомого автора. Один обозреватель, к примеру, обвинил его в «отравлении основ науки и подрыве устоев религии»[314].
Кое-кто и из научного сообщества оказался ненамного мягче. Ученые всегда были публикой непростой. Даже сегодня, со всей легкостью общения и путешествия, благодаря которым сотрудничество и взаимное содействие сделалось проще, чем когда-либо, представление новых взглядов может подвести вас под жестокие нападки: помимо страсти к своему предмету и воззрениям, ученые иногда демонстрируют пылкое сопротивление работам, которые считают ошибочными – или же просто неинтересными. Если лекция ученого гостя о его трудах на научном семинаре оказывалась недостойной внимания, один мой знакомый знаменитый ученый доставал газету, распахивал ее и принимался читать, недвусмысленно выказывая скуку. Другой известный ученый, любивший усаживаться в первых рядах, мог встать посреди лекции, объявить о своем несогласии и выйти вон. Но самую интересную выходку я наблюдал от третьего большого ученого, человека, лично знавшего не одно поколение физиков, поскольку он разработал стандартный вузовский экзамен по электромагнетизму.
Этот профессор уселся в первом ряду семинарской комнаты, в которой рядов-то всего десяток, поднял свой пенопластовый стаканчик высоко над головой и слегка поворачивал его влево-вправо, чтобы все, кто сидит за ним, – но не растерянный докладчик – увидели надпись на стаканчике, большими печатными буквами: «ЭТА ЛЕКЦИЯ – Х*РНЯ!» И затем, внеся таким манером свой вклад в дискуссию, встал и вышел вон. Любопытно, что лекция посвящалась теме «Спектроскопия очарованных частиц и античастиц». Хотя слово «очарованный» в этом контексте – понятие техническое и не связано с его повседневным значением, думаю, справедливо будет сказать, что помянутый профессор явно «анти-очаровывал» окружающих. Однако, если вот так принимают спорные соображения в такой мудреной области науки, можно лишь вообразить свирепость, выказываемую «большим идеям», ставящим под сомнение привычные истины.
Дело вот в чем: да, все носятся с противостоянием поборников религии новым веяниям в науке, однако есть сильная традиция противостояния и в среде самих ученых. Обычно это полезно, поскольку если мысль ошибочна, скептицизм ученых помогает уберечь эту область знания от движения в тупик. Более того, если предъявить подходящие доказательства, ученые прежде всех готовы менять свои взгляды и принимать диковинные новые воззрения.
И все же меняться трудно всем, а маститые ученые, посвятившие себя развитию того или иного образа мыслей, иногда откликаются на противоречащие представления вполне отрицательно. И потому предлагать поразительные новые научные теории – риск подставиться нападкам за неосведомленность, заблуждения или прямо-таки глупость. Полностью надежных способов протолкнуть нововведение не очень-то много, а вот угробить его просто – не защитить от противоречия устоявшимся взглядам. Тем не менее, именно в таких условиях приходится осуществлять революционные шаги.
В случае эволюции Дарвину было много чего опасаться, что стало ясно, к примеру, из отклика на «Пережитки» друга Дарвина Адама Седжвика [Эдама Седжуика], почтенного кембриджского профессора, преподававшего у Дарвина геологию. Седжвик назвал «Пережитки» «мерзкой книгой»[315] и написал разгромный восьмидесятипятистраничный отзыв. Прежде чем подставляться под такую критику, Дарвин накопил гору весомых доказательств в поддержку своей теории. Эти старания заняли его на следующие пятнадцать лет, но в итоге именно благодаря им теория обрела успех.
За 1840-1850-е годы в семье Дарвинов прибыло. Отец Чарлза умер в 1848 году, оставив значительную сумму, на которую полагался Дарвин-младший, еще учась медицине, – вышло около пятидесяти тысяч фунтов, по современным деньгам – миллионы долларов. Дарвин вкладывал деньги с умом и сделался очень богат, так что заботиться о большой семье не составляло труда. Но беды с желудком продолжали донимать его, и он еще более ушел в затворничество, пропустив по болезни даже похороны отца.
Все это время Дарвин продолжал развивать свои представления. Он исследовал животных и ставил на них эксперименты – изучал, например, голубей, о которых ему потом предложит написать коллега, или, опять же, вспомним морских желудей. Ставил он опыты и на растениях. В одной серии исследований он проверял всеобщее убеждение, что жизнеспособные семена не могут долетать до далеких островов в океане. Он взялся проверять это мнение с разных сторон: пробовал проращивать садовые семена, много недель выдержанные в рассоле (имитация морской воды); высматривал, не прилипают ли семена к ногам птиц, искал их в помете; скармливал набитых семенами воробьев сове и орлу в Лондонском зоопарке, а затем изучал их помет. Все его исследования приводили к одному и тому же выводу: семена, оказывается, куда более живучи и подвижны, чем люди привыкли думать.
Немало времени Дарвин посвятил и вопросу многообразия: почему естественный отбор так сильно приумножает число биологических видов? Отвечая на этот вопрос, он вдохновлялся работами экономистов того времени, толковавших о разделении труда. Адам Смит показал, что люди гораздо продуктивнее, если занимаются неким одним видом деятельности, а не пытаются создать с нуля все изделие целиком. Это навело Дарвина на мысль, что тот или иной участок земли может прокормить больше живности, если его обитатели крайне специализированно эксплуатируют разные природные ресурсы.
Читать бесплатно другие книги:
