Восхождение человечества. Предисловие Ричарда Докинза Броновски Джейкоб
По этой причине, несмотря на то что Ньютон открыл закон всемирного тяготения в 1666 году и сумел, благодаря этому открытию, описать движение Луны вокруг Земли, он почти двадцать лет не публиковал результаты своих изысканий. Невероятно! Но таковы факты: только в 1684 году молодой астроном Эдмонд Галлей, отчаянно вступивший в спор с Кристофером Реном и Робертом Гуком, отправился в Кембридж, чтобы познакомиться с Ньютоном и его открытиями.
После первой беседы, которая длилась какое-то время, доктор (Галлей) спросил Ньютона) какими будут траектории планет, если сила их притяжения Солнцем будет обратно пропорциональна квадрату расстояния. Исаак немедленно ответил: «Эллиптическими». Восхищенный Галлей спросил Ньютона, откуда ему это известно. Тот сказал, что произвел вычисления. Доктор Галлей попросил дать ему эти расчеты.
Ньютон поискал их в своих бумагах, но не нашел и пообещал выслать затем по почте.
Подготовка ответа заняла у Ньютона три года. Он работал над ним с 1684 по 1687 год и выписал все доказательства.
Ньютону потребовалось три года — с 1684-го по 1687-й — чтобы выписать доказательства в полном объеме.
Все это время Галлей поддерживал Ньютона морально и материально.
Он даже добился от Королевской академии финансирования исследований. А когда Ньютон в ответ на несправедливые упреки Роберта Гука хотел прекратить работу над «Началами», Галлей в письме от 29 июня 1686 года уговаривал его не делать этого: «Сэр, я вынужден снова просить вас не допустить, чтобы обиды заставили вас прекратить работу и лишили бы нас вашей третьей книги. Теперь, когда вы одобрили качество бумаги, я со всей энергией займусь подготовкой тиража».
Труд получился объемным и убедительным. Ученый назвал его «Математические начала натуральной философии». Работу оплатили Галлей и Королевское общество, которое подключилось к финансированию после того, как в 1687 году Галлей привлек внимание президента общества Сэмуэля Пипса к открытиям Ньютона.
Публикация «Начал» стала сенсацией в научном мире. Во-первых, книга содержала великолепное описание строения Вселенной в одном своде законов. Однако в первую очередь работа стала вехой в истории науки как таковой. Мы представляем ее себе как ряд утверждений, сменяющих одно другое, начиная с математики Евклида. Так оно и было, но только до Ньютона, который превратил научный метод в строгий и точный инструмент.
Из книги становится ясно, что удерживало Ньютона от ее публикации. Например, я убежден, что без включения Луны в сферу научных интересов он не мог найти ответ на вопрос, поставленный в разделе 12: «Как сфера притягивает частицу?» В Вулсторпе Ньютон, наблюдая за Землей и Луной, занялся серьезными фундаментальными расчетами. В первом приближении Ньютон представил Землю и Луну точечными частицами. Но ведь на самом деле они представляют собой гигантские шары. Корректно ли считать, что эти шары притягиваются друг у друга так, как если бы вся их масса была сосредоточена в их центрах? Да, но только в том случае, если сила взаимного притяжения будет изменяться обратно пропорционально квадрату расстояния между телами. Теперь вы можете представить, какие математические трудности пришлось ему преодолеть на пути к изданию книги!
Ньютону несправедливо бросали в лицо множество упреков. «Вы так и не объяснили, почему гравитация существует». «Вы не объяснили, как она может действовать на столь огромном расстоянии». «Вы так и не сказали, почему лучи света ведут себя таким странным образом». Ученый всегда отвечал одинаково: «Я не измышляю гипотез». За этой короткой фразой следовало столь же короткое разъяснение: «Я не занимаюсь метафизическими изысканиями и спекуляциями. Я устанавливаю закон и вывожу из него природу каждого конкретного явления». Именно таким способом действовал Ньютон в работах по оптике, и именно благодаря этой логике современники назвали его основателем новой фундаментальной оптической теории.
Конечно, очень просто сказать, что Ньютон был скучным и прозаичным человеком. Это многое бы объясняло. Однако я должен заявить, что подобная характеристика к нему не имеет никакого отношения. Ученый обладал сильным и незаурядным характером. Представьте себе, Ньютон втайне от всех практиковал алхимию: проводил опыты и писал огромные фолианты о Книге Откровения Иоанна Богослова, которую мы чаще называем Апокалипсисом. Параллельно с этим он искал в трудах Пифагора закон обратных квадратов. Ньютон нисколько не сомневался, что древний грек уже вычислил и доказал его. Как можно назвать такого человека, который, с одной стороны, часть жизни посвящает метафизическим мистификациям, с другой — публично заявляет, что не тратит время на выдумывание гипотез и умозрительных построений? Уильям Вордсворт в своей поэме «Прелюдия» описал темперамент Ньютона и то, как:
Ньютон за своей призмой и тихим лицом скрывал истинные чувства и страсти.
Ради карьерного продвижения в университете и чтобы привлечь внимание к своим трудам Ньютону приходилось на публике держать лицо, потому что он, будучи унитарием, не мог принять учение о Троице в ущерб свободе духа. По этой причине ученый не принял сан и стал магистром Кембриджского университета.
В 1696 году Ньютон отправился в Лондон на Королевский монетный двор. Со временем ученый стал его смотрителем. В 1703 году, после смерти Гука, Ньютон вернулся в науку и принял предложение стать председателем Королевского научного общества. В 1705 году королева Анна посвятила его в рыцари. С тех пор и до смерти в 1727 году Ньютон оставался крупнейшей фигурой в английской науке. Неплохая карьера для деревенского паренька!
Печально то, что он не всегда мог следовать собственным принципам. Ньютону пришлось пойти на компромисс, смирившись с устоями XVIII века. Еще горше, что не все его идеи были приняты обществом, аристократией и двором, а значит, вклад Ньютона в науку и философию надолго остался неоцененным.
Конечно, разве может быть привлекательной фигура интеллектуального диктатора, даже если он имеет весьма скромное происхождение? Тем не менее Ньютон в письмах и дневниках предстает куда менее высокомерным, чем его обычно изображали современники:
Разгадать загадку природы — дело слишком сложное не только для одного человека, но и для целого поколения. Гораздо лучше в полной мере усвоить хотя бы часть этих знаний, а остальное оставить потомкам, которые придут после вас. Невозможно постичь непостижимое.
В другой записи, более известной широкой аудитории, он говорит о том же, но с меньшим пафосом:
Не знаю, за кого меня принимают другие. Но самому себе я напоминаю мальчика, который играет на морском берегу, забавляясь тем, что иногда попадается камешек, более красивый, чем остальные. А тем временем великий океан непознанных истин лежит передо мной неоткрытым.
Семидесятилетний Ньютон жил в Лондоне, в Королевском научном обществе не хватало реальной работы. Англия времен Георга I была озабочена деньгами, политикой и скандалами. В британской истории период конца XVII — начала XVIII века получил название «Мыльный пузырь» Южных морей. В любом пабе собирались деловые люди, которые прямо за столиками совершали фиктивные открытия и изобретения. Писатели, руководствуясь политическими мотивами, высмеивали ученых, поэтому Ньютона они представляли воротилой, сидящим в правительственном учреждении.
Зимой 1713 года несколько недовольных авторов из тори объединились в литературное общество. Вплоть до смерти королевы Анны, последовавшей летом 1714 года, они собирались во дворце Сент-Джеймс у придворного врача Джона Арбетнота. Общество называлось Клубом Мартина Скриблеруса. Участники сообщества намеревались высмеивать современные им научные объединения. Эти дискуссии наглядно представлены в описании научно-методического сообщества в третьей части «Путешествий Гулливера». Эта же группа литераторов тори помогла Джону Грею высмеять правительство в «Опере нищих», а в 1717 году написать пьесу «Через три часа после свадьбы». Объектом сатиры в ней стал стареющий ученый, которого зовут доктор Фоссил (его имя можно перевести как «Ископаемое»). Вот типичный диалог между ним и молодым авантюристом Плотвеллом (его имя можно перевести как «Неплохая интрига»), который водит шашни с хозяйкой дома:
Фоссил: Я обещал леди Лонгфорд на время ее беременности мой орлиный камень, но не дал. Теперь бедняжка сама выглядит, как ее выкидыш, и это хорошо. Ха! Кто здесь! Я не люблю этого паренька. Но я не буду строгим.
Плотвелл (обращается к собеседнику на латыни): Светлейший господин, с прибытием!
Фоссил: Светлейший господин? Не слышал раньше от тебя латыни. Если не можете общаться по-английски, давайте пробуем поговорить на этом языке.
Плотвелл: Я мочь говорить по-английски, но совсем чуть-чуть. Я слышать много хороших слов о великом просветителе, знатоке всех искусств и наук, выдающемся докторе Фоссиле. Я хотеть бы установить коммутэйшн (как вы называете это), чтобы обменивать звон моих колокольчиков на ваши динь-доны.
Сначала разговор идет, конечно, об алхимии. Беседа ведется на специфическом языке:
Фоссил: Скажите, сэр, из какого вы университета?
Плотвелл: Из знаменитого Краковского…
Фоссил:…И какого аркана вы магистр?
Плотвелл: Коробочки для табака.
Фоссил: Табакерки.
Плотвелл: Да, табакерки. Это есть самое истинное золото.
Фоссил: Что из этого следует?
Плотвелл: Я делать золото из свинца под руководством Великой церкви Кракова.
Фоссил: Какими операциями?
Плотвелл: Обжигом, переплавкой, очисткой, возгонкой, амальгамированием, атмосферными осадками, испаряемостью.
Фоссил: Осторожнее! Что вы говорите? Испаряемости золота еще пока никто не видел.
Плотвелл: Не мне учить прославленного доктора Фоссилу — именно так получать неспелое золото.
Фоссил: Сказано истинно философом. Как наш язык отличается от юридического! Возьмем, например, определенные документы парламента, которыми установлены два значения слова вырубка: углубление в шахту и вырубка молодого леса.
Далее имитация научной речи становится еще более гротескной, и в духе довольно злой сатиры поднимаются темы определения географической долготы у мореходов, изобретения производной и дифференциалов:
Фоссил: Я сейчас не склонен к экспериментам.
Плотвелл: …Вы что-нибудь понимаете в долготе?
Фоссил: Я не имею дела с тем, что существует только в фантазиях. Меня больше увлекает создание эликсира.
Плотвелл: А как часто ваша думать о производной?
Фоссил: Я не признаю ничего, кроме ртути.
Плотвелл: Ха-ха! Я имею в виду количественные характеристики.
Фоссил: Самое большое количество вещества, с которым я имел дело, — три кварты за один день.
Плотвелл: Не будет вас труд объяснить, в чем секрет гидрологии, геологии, минералогии, гидравлики, акустики, пневматики и логарифмирования?
Фоссил: Это всё — вне сферы моих интересов.
Сегодня нам кажется странным, что современники столь непочтительно высмеивали Ньютона и подвергали жесткой критике его работы. Но всякая новая теория прямо или косвенно бросает вызов существующим доктринам, угрожая рано или поздно занять их место в мировоззренческой структуре общества. Теория Ньютона не стала исключением. Это было ее силой и ее слабостью. Второе уязвимое место своей системы ученый называет сам — абсолютное пространство, которое он считал плоским и имеющим одни и те же свойства в любой точке Вселенной. Именно эти два постулата теории Ньютона жестко критиковал Лейбниц, и в общем-то справедливо, потому что они противоречат даже нашему повседневному опыту: земная поверхность воспринимается нами плоской, в то время как во времена Ньютона уже любой моряк знал, что это не так.
Земля имеет форму шара, поэтому каждый из двух наблюдателей, расположенных в противоположных точках экватора, может заявить: «В какую бы сторону я ни повернулся, я буду стоять лицом к другому наблюдателю!»
К такому выводу не может прийти обитатель плоской Земли или, по крайней мере, считающий Землю плоской на том основании, что на небольших расстояниях он не способен отличить поверхность огромной сферы от плоскости. Подобной близорукостью грешит теория Ньютона. Иначе говоря, ученый в теории ведет себя так: выплывая в космос с целью его изучения, он в одной руке держит футшток,[6] в другой — карманные часы. Затем он предполагает, что весь мир устроен так же, как то пространство, которое он видит перед собой. А это ниоткуда не следует.
Более того, даже если пространство не плоское, оно не обязательно сферическое, иначе говоря, оно не обязано везде иметь положительную кривизну. Пространство может менять свою кривизну, содержать седловые точки,[7] из-за чего движение тел в таком пространстве может быть более предпочтительным в одних направлениях, нежели в других. Мы по-прежнему будем видеть, как планеты движутся по орбитам, но причиной их движения будет не гравитационное поле, а геометрия пространства.
На рисунке показаны последовательные этапы превращения сферы, имеющей положительную кривизну, сначала в цилиндр с нулевой кривизной, а затем в гиперболоид вращения с отрицательной кривизной поверхности.
Во времена Ньютона требовать большего от любого, самого одаренного ученого, было невозможно — математика пока была не в силах постичь реальный мир. О его свойствах догадывались лишь наиболее просвещенные и вдумчивые философы. Они предлагали рассматривать пространство как абсолютную систему координат, сетку. Ньютон упростил представления о мире в ущерб реальности. Лейбниц, не согласившись с ним, произнес пророческие слова: «Я принимаю термин „пространство“ но при этом он будет означать нечто относительное, такое же, как и время».
У Ньютона время тоже было абсолютом. Оно имело решающее значение при астрономических расчетах: мы не знаем, как далеко от нас расположены звезды, и можем лишь фиксировать моменты их прохождения через меридиан. По этой причине мореходы призывали к совершенствованию двух главных навигационных приборов — телескопа и часов.
В первую очередь требовалось улучшить телескоп — этим занялись в новой Королевской обсерватории в Гринвиче. Инициировал работу вездесущий Роберт Гук, который вместе с Кристофером Реном проводил реконструкцию Лондона после великого пожара 1666 года. Мореплаватели теперь могли определять свое местоположение, пользуясь новой точкой отсчета — Гринвичским меридианом, проходящим через центральную обсерваторию. Этот меридиан определял два ключевых репера: нулевую долготу и гринвичское время.
Вторым новшеством стало усовершенствование часового механизма. Часы превратились в символ эпохи, потому что благодаря теории Ньютона они нашли практическое применение в открытом море. Хронометр, показывающий время по Гринвичу, помогал морякам ориентироваться в океане. Принцип расчетов предельно прост: Земля совершает полный оборот вокруг своей оси по отношению к Солнцу за 24 часа, следовательно, на каждый из 360 градусов она поворачивается за четыре минуты. Матрос, который видит Солнце в кульминации (в самой высокой точке над горизонтом), смотрит на хронометр и понимает по разнице во времени, на какой он находится долготе.
Правительство пообещало вручить приз в размере 20 000 фунтов стерлингов тому, кто сумеет разработать часы, по которым можно было бы ориентироваться с точностью до половины градуса во время шестинедельного похода. Лондонские производители часов (в их числе Джон Харрисон) создали совершенно гениальный механизм, маятник которого исправно работал независимо от крена судна.
Эти технические задачи спровоцировали в конце XVII века изобретательский бум. Справедливости ради стоит отметить, что проблема учета точного времени и сегодня вдохновляет ученых и инженеров на оригинальные и остроумные придумки. Действительно, морской поход корабля сродни звездным путешествиям. Как звезда перемещается в пространстве и как мы определяем, сколько времени занимает ее путь? Стартовой точкой подобных расчетов стали навигационные карты мореходов, потому что они заставили задуматься об относительности времени.
Часовые мастера XVII–XVIII веков были аристократией среди ремесленников подобно мастерам-каменщикам в Средние века, что говорит о важности этих приборов в жизни людей. Часовщики стремились к тому, чтобы хронометры не только показывали точное время, но и воспроизводили движение планет по небу.
Господство идей Ньютона длилось без малого два столетия. Если бы его призрак пришел в Швейцарию в конце XIX века, то все часы в унисон должны были пропеть ему: «Аллилуйя»! Однако, по иронии судьбы, в начале 1900-х именно в Берне, в двухстах ярдах от старинной часовой башни, начиналась научная карьера человека, который снова перевернул наши представления о мире с ног на голову. Его звали Альберт Эйнштейн.
Как раз в это время были обнаружены странности с поведением света. В 1881 году Альберт Майкельсон в ходе экспериментов, которые ученый провел с применением изобретенного им прибора и повторил через шесть лет совместно с Эдвардом Морли, установил, что скорость света всегда остается постоянной и не зависит ни от скорости источника света, ни от скорости наблюдателя. Открытие американских физиков противоречило законам Ньютона, что взволновало мировое научное сообщество и породило множество вопросов.
Вряд ли молодой Эйнштейн был в курсе этих споров. Он не входил в число наиболее прилежных студентов университета.
Однако к моменту переезда в Швейцарию он уже задавался вопросами, как выглядел бы наш мир с точки зрения путешественника, движущегося вместе со световым лучом.
Поиск ответа на вопрос, что такое свет, был достаточно трудным, потому что путь к истине полон парадоксов. И все же, как в любой творческой деятельности, самое важное здесь — правильно сформулировать вопрос. Гениальность таких людей, как Ньютон и Эйнштейн, заключается в том, что они умеют ставить прозрачные, почти детские вопросы, ответы на которые имеют фундаментальное значение.
Поэт Уильям Купер за это качество называл Ньютона «мудрецом, похожим на дитя», и такое описание вполне применимо и к Эйнштейну, чьего лица, казалось, никогда не покидало удивленное выражение. О чем бы ни писал гениальный ученый — о попытке догнать световой луч или о падении сквозь пространство, — его тексты всегда были полны простых, красивых и наглядных аналогий. Я приведу один подобный фрагмент его работы, в которой он описывает принцип относительности. Эйнштейн делает это на примере того, как он, работая клерком, каждый день ездил на трамвае на службу. Исходный пункт — дом со старинными часами, конечный — Швейцарское патентное бюро.
Отправной точкой рассуждений становится почти детский вопрос: «Как бы выглядел окружающий мир, если бы я путешествовал на световом луче?» Если трамвай будет удаляться от часов со скоростью света, то, с точки зрения пассажира, эти часы остановятся.
Позвольте мне разъяснить, почему так происходит. Предположим, что часы расположены у меня за спиной. Они показывают полдень. Это момент отправления. Но допустим, что я удаляюсь от них на световом луче на 300 000 километров. Такое расстояние я преодолею за одну секунду. Но часы будут по-прежнему показывать полдень, потому что отраженному от них свету требуется та же секунда, чтобы добраться до меня. Таким образом, до тех пор, пока я путешествую на трамвае со скоростью света, я буду наблюдать, как часы на башне будут показывать одно и то же время.
Это удивительный парадокс! Я не стану вдаваться в его последствия и проблемы, которыми был озабочен Эйнштейн. Только констатирую факт, что если я путешествую на луче света, то окружающее время для меня останавливается. Это означает, что, достигнув скорости света, я останусь один в своем собственном пространстве и времени, которое все более и более будет расходиться со временем остального мира.
Подобные парадоксы помогают понять две вещи. Первая очевидна: универсального времени не существует. Вторая сложнее: путешественник и домосед воспринимают один и тот же опыт по-разному, как и каждый из нас. Например, если я еду на трамвае, то законы, связывающие скорость, время и расстояние, для меня точно такие же, как и для человека, стоящего на тротуаре под часами. Однако фактические значения, которые получим я и стоящий на мостовой человек, не совпадут.
В этом — суть принципа относительности. Однако встает очевидный вопрос: «Что объединяет разные точки зрения?» Прежде всего — свет, который является носителем информации, связывающей нас. Именно поэтому с 1881 года физиков озадачивает факт: когда мы обмениваемся сигналами, информация между нами всегда движется с одной и той же скоростью. Иначе говоря, скорость света — постоянная величина. При этом время, пространство и масса — характеристики, индивидуальные для каждого наблюдателя, но на всех нас действуют одинаковые законы, потому что и трамвай, и человека, стоящего на тротуаре, связывает скорость света, которая при любых условиях остается неизменной.
Свет и другие излучения являются сигналами, которые распространяются по Вселенной, словно рябь по воде, и не существует способа заставить их двигаться быстрее, чем они это делают. Свет, радиоволны или рентгеновское излучение передают новости и сообщения, формируя базовую сеть информации, которая связывает воедино материальную Вселенную. Даже если сообщение, которое необходимо послать из одной точки в другую, представляет собой сигнал точного времени, все равно мы не сможем получить его быстрее, чем его доставит свет или радиоволна. Для Вселенной не существует универсального времени, не существует сигнала от Гринвичской обсерватории, по которому мы могли бы настроить наши часы, не учитывая скорость света.
Тут необходимы пояснения. Человек, включающий фонарик, видит движение луча света или пули иначе, чем случайный прохожий. Последнему траектория света покажется длиннее, а поскольку скорость света для них одна и та же, то время, прошедшее между двумя событиями — включением фонарика и появлением светового пятна на противоположной стене, — будет для разных наблюдателей разным.
Неужели это реально? Да. Мы уже достаточно знаем о космических и атомных процессах, чтобы убедиться: при высоких скоростях все так и есть. Если бы я передвигался со скоростью, равной половине скорости света, то потраченные мной три с небольшим минуты с точки зрения пешехода на тротуаре длились бы на полминуты дольше.
Теперь разгоним трамвай до скорости света и посмотрим, как будет выглядеть пространство во время этого путешествия. Согласно теории относительности, предметы вокруг меня деформируются. Возникнут также цветовые искажения, но вызванные уже другими причинами. Шпили и островерхие крыши зданий будут словно кланяться путешественнику, остальные дома как будто поспешат столпиться вокруг него. Я двигаюсь по горизонтальной оси, поэтому горизонтальные расстояния покажутся мне короче, но высота объектов останется прежней. Формы автомобилей и силуэты людей сузятся. Все описанное верно и для того, на кого я смотрю, и, наоборот, для тех, кто смотрит на меня. Этот кэрролловский зазеркальный мир относительности симметричен, и мой трамвай для наблюдателя тоже как будто сплющится по длине.
Очевидно, что картина мира Эйнштейна отличается от модели Ньютона. Для последнего время и пространство были абсолютами, в рамках которых материальные события развивались единообразно. Подобный взгляд — это взгляд всевидящего ока, созерцающего картину, единую для всех. Эйнштейн смотрел на мир взглядом человека, при котором то, что вижу я, и то, что видите вы, зависит от каждого из нас, от нашего положения и скорости. И эту относительность нельзя устранить. Мы не можем знать, каков мир сам по себе, мы можем только сопоставлять свои наблюдения, общаясь между собой.
Я в своем трамвае и вы в кресле с книгой можем передать друг другу только наши личные впечатления. К тому же сообщения не передаются мгновенно, неизбежное запаздывание сигнала всегда связано с конечной скоростью распространения света.
В реальности трамвай не движется со скоростью света. Эйнштейн ездил на нем до Швейцарского патентного бюро. По вечерам ученый частенько заходил в кафе «Больверк». Работа с патентами была не слишком обременительной. Честно говоря, большинство заявок (например, предложение по усовершенствованию старого ружья или некоего устройства для управления переменным током) выглядели довольно глупо. На подобных бланках Эйнштейн частенько писал: «Ошибочно, неточно, не ясно».
По вечерам за столиком кафе «Больверк» он встречался со своими коллегами — и тут начиналась настоящая жизнь, потому что они говорили о физике. Эйнштейн, как правило, молчал. Он курил сигары, пил кофе и очень много думал. В его голове роились вопросы, так далекие от обычных физических проблем. Как происходит обмен информацией между людьми? Что это за процесс? Какие сигналы мы посылаем друг другу? Как мы расшифровываем эти послания?
Поиск ответа на подобные вопросы стал сутью всех его работ. Шаг за шагом он приближался к истине.
Результатом раздумий стала статья, опубликованная в 1905 году, под названием «К электродинамике движущихся тел». В этом объемном труде заложены основы той стройной формулы, которая будет опубликована чуть позже: Е=mс2. Для нас особенно важно, что первые строки Эйнштейна, касающиеся теории относительности, закладывали основу для создания в будущем атомной физики. Для Эйнштейна это был шаг к созданию единой картины мира — так воспринимали свои открытия и другие мыслители от науки, включая Ньютона. Теория относительности родилась из глубокого понимания процессов, происходящих в природе и в общении между людьми. Физика — это не события, а наблюдения. Предложенный Эйнштейном метод основан на представлении о мире, в основе которого лежат не события, а отношения.
Впоследствии Эйнштейн вспоминал то время с удовольствием и даже сказал своему другу Силарду: «Это были самые счастливые годы моей жизни. Никто не ожидал, что я способен нести золотые яйца». Конечно, как иначе можно назвать открытия Эйнштейна — квантовые эффекты, общую теорию относительности и теорию поля? Последователи сумели доказать многие теоретические выводы и гипотезы ученого. Например, в 1915 году он в рамках общей теории относительности предположил, что гравитационное поле вблизи Солнца может заставить луч изгибаться благодаря искривлению пространства. Королевское научное общество отправило две экспедиции в Бразилию и на Западное побережье Африки для наблюдения за поведением солнечных лучей во время солнечного затмения. 29 мая 1919 года руководитель экспедиции Артур Эддингтон сделал уникальные фотографии звезд во время затмения. Ученый считал это величайшим моментом в своей жизни. Он поспешил телеграммой сообщить новость математику Джону Идензору Литлвуду а тот немедленно написал о результатах экспедиции Бертрану Расселу:
Дорогой Рассел:
Теория Эйнштейна полностью подтвердилась. Прогноз отклонения — 1 мин. 72 сек., реально наблюдаемый угол — 1 мин. 75 сек. ± 06.
С уважением, Дж. И. Л.
Таким образом, теория относительности из умозрительных заключений стала реальностью. Формула Е = mс2 со временем была экспериментально и практически подтверждена. Даже идея о том, что движущиеся часы идут иначе, чем неподвижные, подтвердилась полностью и теперь считается неоспоримой. А тогда, в 1905 году, Эйнштейн в шутку описал эксперимент, который мог бы подтвердить эту его теорию:
Попробуйте синхронизировать два часовых механизма. Один из них закрепите в точке А, второй запустите с постоянной скоростью по замкнутой кривой из точки А в точку А. Пусть все время путешествия составляет по показаниям неподвижных часов t секунд. При этом движущиеся часы отстанут на величину 1/2t(v/c)2. Следовательно, часы, зафиксированные на экваторе Земли, будут идти немного медленнее, чем такой же хронометр, закрепленный на одном из полюсов Земли.
Эйнштейн умер в 1955 году — через пятьдесят лет после великой статьи 1905 года. Однако тогда невозможно было измерить время с точностью до одной миллиардной доли секунды, так что предложение сравнить скорость течения времени на экваторе и на полюсе казалось очень странным. Сегодня это получилось — еще как получилось!
Эксперимент был проведен в Харуэлле, оксфордском центре научно-исследовательских работ по атомной энергетике, молодым ученым по имени X. Дж. Хей. Он сделал модель Земли, поместив на плоскую тарелку полюс (в центре) и экватор (по ободу). В центр установил неподвижный хронометр, а на обод — очень точные часы и заставил их описывать окружность. Эти часы измеряют время путем статистических подсчетов количества распадающихся радиоактивных атомов. Разумеется, у Хея часы, движущиеся по ободу, шли медленнее тех, что были закреплены в центре. Этот эффект можно наблюдать на любом вращающемся диске, например на пластинке, которая крутится на граммофоне.
Эйнштейн был создателем скорее философской, чем математической, системы. Его гениальность проявлялась в его философских идеях, которые позволяли совершенно по-новому взглянуть на практический опыт.
Он не смотрел на природу как на Бога, он изучал ее как следопыт, то есть, находясь внутри хаоса, он пытался увидеть его свежим взглядом и найти закономерности. Он описывал Вселенную такой, какой ее наблюдал:
Мы забыли, какие свойства мира ощущений заставили нас выработать те или иные донаучные концепции, поэтому нам трудно перестать смотреть на этот мир через призму устаревших представлений. Существует и другая трудность: наш язык состоит из слов, которые неразрывно связаны с этими примитивными понятиями. Вот те препятствия, что стоят перед нами, когда мы пытаемся описать сущность донаучной концепции пространства.
Эйнштейн связал свет со временем, а время — с пространством. Энергию он поставил в зависимость от материи, материю поместил в пространстве, а пространство подчинил гравитации. До последних дней жизни ученый продолжал искать связь между гравитацией, силами электричества и магнетизма. Я помню лекции Эйнштейна, которые он читал в Доме сената Кембриджского университета. Ученый был одет в старый свитер и теплые домашние тапочки на босу ногу.
Свитер, домашние тапочки, нелюбовь к подтяжкам и носкам для Эйнштейна — не эпатаж. Эйнштейн, скорее всего, стал выразителем постулата Уильяма Блейка, воскликнувшего в одной из своих статей: «Чертовы путы! Благословенна свобода!» Эйнштейн совершенно не заботился о карьерном успехе, респектабельности или приличиях. Большую часть времени он понятия не имел о том, что ожидают от людей его положения. Он ненавидел войну, жестокость, лицемерие, а главное — он ненавидел догму. Но, пожалуй, ненависть не совсем правильное слово, ближе к сути — чувство печального отвращения. Эйнштейн считал, что ненависть — это тоже своего рода догма. Он отказался стать президентом государства Израиль, потому что (как он сам объяснил) его голова не подходила для решения гуманистических проблем. Надо сказать, что очень редко люди отказываются от президентского кресла из таких соображений. Если бы все руководствовались ими, институт президентства бы не выжил.
Конечно, с моей стороны дерзость говорить о Восхождении человека в присутствии двух гениев — Ньютона и Эйнштейна, которые приближались к богам. Из них Ньютон — бог Ветхого Завета, Эйнштейн — фигура Нового Завета. Он был полон человеколюбия, сочувствия и вызывал огромную симпатию. В природе он видел нечто божественное и часто говорил о ней. Он любил рассуждать о Боге: «Бог не играет в кости» или: «Бог не злонамерен». Это порядком раздражало его современников, даже Нильс Бор однажды резко одернул Эйнштейна: «Прекратите указывать Богу, что ему делать». Не совсем справедливо, конечно. Эйнштейн обладал талантом формулировать простые вопросы. Как показали его жизнь и работа, он сумел найти ясные ответы на многие из них. И читая их, понимайте, что вы слышите голос бога мышления.
Глава 8. Подчинение энергии
Революции совершаются не волею судеб, а людьми. Иногда гениальными одиночками. Великие революции XVIII века происходили по инициативе небольших групп, объединивших усилия. Что пробудило в них убеждение, что каждый способен стать творцом своей судьбы?
Сейчас мы воспринимаем как должное принцип социальной ответственности науки. Эта идея не пришла бы в голову Галилею или Ньютону. Наука была для них объяснением мира, и единственная ответственность, которую они признавали, — это говорить правду. Современный концепт науки как социального предпринимательства родился в эпоху промышленной революции. Нас удивляет, что мы не можем заметить его раньше, поскольку питаемся иллюзией, будто индустриализация положила конец золотому веку.
Промышленная революция представляет собой длинную цепь преобразований и реформ, начавшихся в 1760-х годах. Индустриализация общества — часть большой триады, в которую также входили Американская революция, начавшая в 1775 году, и Великая французская революция 1789 года. Может показаться странным, что мы объединяем промышленную революцию с двумя политическими революциями, но по факту все они суть социальные революции. Индустриализация стала английским способом внедрить социальные реформы в общественные структуры, поэтому я рассматриваю ее как Английскую революцию.
Почему Английскую? Ответ очевиден: она началась в Англии. Англия была ведущей промышленной державой. Однако производство было кустарным, поэтому революция зародилась в деревнях. Ее творцами были простые ремесленники: слесари, часовщики, строители каналов, кузнецы. Деревенское происхождение делало промышленную революцию еще более английской по духу.
В первой половине XVIII века Ньютон вошел в весьма преклонные года, а Королевское научное общество постепенно приходило в упадок. Золотой век доживали кустарное производство и заморская торговля, державшаяся на энтузиазме купцов-авантюристов. Их время ушло. Конкуренции в мире торговли заметно прибавилось. К концу столетия потребности в продукции, произведенной промышленным способом, заметно возросли. По этой причине организация труда ремесленника, работающего на дому перестала отвечать запросам времени. И в период между 1760-ми и 1820-ми годами привычный способ производства изменился: частные мастерские сменились фабриками, и ремесленники перешли из своих домов в цеха.
Мы грезим, что в XVIII веке в стране царила идиллия, что она была потерянным раем, как описал его Оливер Голдсмит в «Покинутой деревне» в 1770 году:
- Мой милый Оберн, райский уголок,
- Где все труды селянам были впрок.
- Где тешила весна приветом ранним,
- А лето уходило с опозданьем![8]
Поэт, врач и священник Джордж Крабб, знавший сельскую жизнь не понаслышке, был возмущен сладкими виршами Голдсмита, и ответил на них ироничной поэмой, полной жизненной правды:
- Да, здесь музы поют о счастливых пастушках,
- Потому что автор тех строк не знает их боли.
- О вы, изнуренные трудом и согбенные возрастом,
- Чувствуете, как лживы те рифмы?
В деревне человек работал от рассвета до заката, но не мог выбраться из нищеты. Машин для облегчения труда не было, разве что мельница, которая казалась древним приспособлением во времена Чосера. Таким образом, промышленная революция начиналась с таких машин, слесари стали инженерами наступающего века. Например, Джеймс Бриндли из Стаффордшира, родившийся в самой бедной деревенской семье, начал работать над усовершенствованием мельничного колеса в 1733 году, когда ему было семнадцать.
Улучшения Бриндли носили практический характер: он хотел усилить производительность водяного колеса как механизма. Это был первый многоцелевой механизм для новой промышленности. Кроме того, он улучшил процесс шлифовки в зарождающейся гончарной промышленности.
Инженеры стали активно использовать силу воды, и такие люди, как Бриндли, научились ею управлять. Бурные потоки хлынули по всей сельской местности. Вода стала не только источником силы, но и основой нового движения: Джеймс Бриндли одним из первых освоил искусство строительства каналов на Британских островах.
Бриндли начал новое предприятие на свой страх и риск, он исследовал водные артерии, путешествуя по своим инженерным делам. Герцог Бриджуотер поручил ему построить канал для транспортировки угля из шахт Уорсли в Манчестер. Это был удивительный по исполнению проект. Вот что в 1763 году писал о нем один из репортеров местной газеты Manchester Mercury:
Недавно я восхищался рукотворными чудесами Лондона и природными чудесами Пика. Однако это не сравнится с тем удовольствием, которое я получил, исследуя систему навигации на землях, которыми управляет герцог Бриджуотер. Каналы обустроены по проекту гениального мастера — Бриндли, который действительно нашел остроумные и элегантные решения. Например, акведук Бартон Свинг — это судоходный канал, возведенный на высоте макушек деревьев. Пока я разглядывал его со смешанными чувствами восторга и удивления, мимо меня прошли четыре баржи, сцепленные парами. Их тянули две лошади, идущие по мосту канала, на который я не рискнул бы шагнуть, настолько хрупкой и зыбкой кажется конструкция. Сквозь ее ажур я мог видеть темные воды широкой реки Ирвелл у себя под ногами. Примерно в миле от Манчестера, возле местечка Корнер-Брук, агенты герцога построили причал и прямо с баржи продают уголь по цене три пенса и полпенни за корзину… Следующим летом они намерены построить аналогичные пирсы в (Манчестере).
Бриндли сумел соединить Манчестер с Ливерпулем, сделав это еще более дерзким способом. Он проложил в Англии целую сеть каналов, общая протяженность которых превышает четыреста миль.
Строительство каналов в Англии имеет две особенности, которые характерны для всей промышленной революции страны. Во-первых, ее совершали практики. Например, Джеймс Бриндли был человеком малообразованным. И это неплохо, потому что знания, которые получали ученики и студенты, вряд ли могли сформировать смелого и дерзкого изобретателя. В гимназиях, согласно английским законам, изучались только классические предметы. В университетах (в то время их существовало только два — Оксфордский и Кембриджский) мало интересовались современными научными исследованиями. Кроме того, эти учебные заведения были закрыты для тех, кто не принадлежал к англиканской церкви.
Вторая отличительная черта: все новые изобретения были ориентированы на повседневное использование. Каналы и акведуки стали артериями торговых связей, потому что предназначались для прохода барж, а не прогулочных судов. В свою очередь, баржи не были оборудованы для перевозки предметов роскоши, их загружали изготовленными сельскими мастерами кухонной утварью, канатами и другими недорогими товарами. Деревни теперь превращались в города, это была торговля по всей стране.
Итак, технологии в Англии использовались по всей стране, далеко от столицы. В континентальной Европе все происходило не так. Например, французы и швейцарцы были не менее умными и изобретательными, чем англичане, в том, что касается научных штуковин. Однако они предпочитали создавать дорогие механические игрушки, предназначенные для королевских дворов и знати. Автоматы, на которые они тратили годы, до сих пор изумляют нас. Изобретателями автоматизации были французы: я имею в виду идею того, чтобы каждый шаг в последовательности движений контролировал предыдущий. Даже современные перфокарты для контроля машин были изобретены Жозефом Мари Жаккаром для шелкоткацких станков Лиона в районе 1800 года.
Обладая такого рода умениями, человек во Франции до революции мог здорово подняться. Очень показательна история часовщика Пьера Огюстена Карона, который изобрел анкерный часовой спуск, чем снискал расположение королевы Марии-Антуанетты, процветал при дворе и стал графом де Бомарше. Также у него были литературные и музыкальные способности, и позже он написал пьесу, которую Моцарт взял за основу своей «Женитьбы Фигаро». Конечно, комедия — это не правдивый источник сведений о социальной истории, однако интриги в пьесе и вокруг нее раскрывают, как не обделенный талантами человек может добиться успеха при дворе.
На первый взгляд «Женитьба Фигаро» выглядит как французский кукольный спектакль, замешанный на авантюрных поворотах фабулы. Однако именно эта пьеса стала предвестником грядущей революции. Бомарше обладал идеальным политическим чутьем и умел держать язык за зубами. Не раз он становился помощником королевских министров в нескольких опасных сделках, совершаемых от их имени. Бомарше был вовлечен в секретные поставки оружия американским революционерам, призванные помочь им бороться с англичанами. Король, должно быть, считал, что играет в Макиавелли и сможет поставлять такую политику только на экспорт. Но Бомарше был чувствительным и проницательным. Он уловил дух революции, который проникал в его страну. Именно этот нарождающийся дух писатель вложил в слова Фигаро, слуги:
Так вот как, ваше сиятельство, драгоценный мой граф! Вам, оказывается… палец в рот не клади!
Я-то терялся в догадках, почему это он не успел назначить меня домоправителем, как уже берет с собой в посольство и определяет на место курьера!
Так, значит, ваше сиятельство, три назначения сразу: вы — посланник, я — дипломатический мальчишка на побегушках, Сюзон — штатная дама сердца, карманная посланница, и — в добрый час, курьер! <…> Но только, ваше сиятельство, вы слишком много на себя берете.
Об этом знаменитая ария Фигаро, написанная Моцартом «Если захочет барин попрыгать…» (Se vuol Ballare, Signor Contino…). Она родилась из слов Бомарше:
Нет, ваше сиятельство, вы ее не получите… вы ее не получите. Думаете, что если вы — сильный мира сего, так уж, значит, и разумом тоже сильны?.. Знатное происхождение, состояние, положение в свете, видные должности — от всего этого немудрено возгордиться!
А много ли вы приложили усилий для того, чтобы достигнуть подобного благополучия? Вы дали себе труд родиться, только и всего. Вообще же говоря, вы человек довольно-таки заурядный. <…>
Тут начались споры о происхождении богатств, а так как для того, чтобы рассуждать о предмете, вовсе не обязательно быть его обладателем, то я, без гроша в кармане, стал писать о ценности денег и о том, какой доход они приносят. Вскоре после этого, сидя в повозке, я увидел, как за мной опустился подъемный мост тюремного замка, а затем, у входа в этот замок, меня оставили надежда и свобода. <…> глупости, проникающие в печать, приобретают силу лишь там, где их распространение затруднено <…> что где нет свободы критики, там никакая похвала не может быть приятна <…> только мелкие людишки боятся мелких статеек.
Вот что происходило во французском обществе, взявшем за образец придворную жизнь. Оно было таким же формализованным, как сады замка Вилландри.
Сегодня сцена в комедии Бомарше, в которой Фигаро столь фамильярно обращается к графу, не кажется революционной. Но вспомним, когда были написаны эти строки: писатель завершил работу над пьесой в 1780-м. Затем ему пришлось выдержать четырехлетнюю борьбу с цензорами, чтобы опубликовать ее. При этом главным из оппонентов был Людовик XVI. Выход в свет комедии вызвал в Европе грандиозный скандал. Тридцатилетний Моцарт пришел в восторг от сюжета и в 1786 году представил венской публике пьесу Бомарше в форме оперы. Три года спустя — в 1789 году — разразилась Великая французская революция.
Неужели Людовик XVI был свергнут со своего трона и обезглавлен из-за «Женитьбы Фигаро»? Конечно, нет. Сатира — не социальный динамит, тем не менее она — социальный индикатор, который показывает, что новые люди уже на пороге. Это обстоятельство заставило Наполеона назвать последний акт пьесы «революцией в действии». Это сам Бомарше устами Фигаро говорил графу:
«Думаете, что если вы — сильный мира сего, так уж, значит, и разумом тоже сильны? <…> Вы дали себе труд родиться, только и всего».
В лице этого писателя Франция обрела другой тип аристократии, рабочего толка: часовщики в его веке, каменщики в прошлом, печатники. Что восхитило молодого Моцарта? Революционный пыл, присущий движению масонов, к которому композитор принадлежал и которое он прославил в опере «Волшебная флейта». К XVIII веку масонство стало влиятельным тайным обществом, противостоящим официальной власти и церкви. Моцарт не скрывал своей принадлежности к нему, поэтому в 1791 году было достаточно трудно найти священника, который бы согласился посетить его на смертном одре. Пожалуй, самым известным масоном XVIII века стал печатник Бенджамин Франклин. В 1784 году он был американским послом при дворе Людовика XVI, когда «Женитьба Фигаро» была впервые поставлена. Он больше чем кто-либо символизирует собой ту славную когорту людей, которые смело смотрят вперед, ведут за собой и определяют идеологию наступающего века.
Начнем с того, что Франклин был везунчик. Когда он в 1778 году собирался ко двору чтобы вручить верительные грамоты королю, оказалось, что парик и камзол ему слишком малы. Так что он смело отправился без парика и был тут же окрещен «дитя природы из лесов».
В каждом поступке он проявлял себя как человек, который обладает умом и умеет это показать. Он публиковал ежегодный «Альманах бедного Ричарда», в котором много сырого материала для будущих афоризмов: «Голод не знает плохого хлеба», «Хотите узнать стоимость денег — попробуйте взять их взаймы». Позже он писал об этом:
В 1732 году я выпустил свой первый альманах… Он выходил без малого 25 лет… Я пытался сделать его интересным и полезным, поэтому он стал пользоваться спросом и начал приносить мне значительную прибыль. Ежегодный тираж превысил десять тысяч экземпляров… Трудно найти район или провинцию, где бы не знали мой альманах. Создавая его, я стремился, чтобы он был понятен таким читателям, которые едва ли стали бы покупать любые другие книги.
Франклин был остроумным и находчивым. Например, в 1783 году в Париже запускали воздушный шар. «Кому это надо?» — спросил ворчливо один из зевак, наблюдавших за этим зрелищем. Франклин мгновенно ответил: «А какая может быть польза от новорожденного ребенка?» Характер Франклина проявляется в этом ответе — оптимистичном, реалистичном, содержательном. Недаром в следующем столетии его процитировал Майкл Фарадей. Франклин ясно понимал, как нужно говорить о вещах. Он сделал первую пару бифокальных очков для себя, разрезав линзы пополам, потому что не понимал французский при дворе, если не видел выражение лица говорившего.
Такие люди питают страсть к рациональному знанию. Глядя на гору его достижений, поражаешься богатству его фантазии и воображения. Научным развлечением того времени было электричество. Франклин любил повеселиться (и достаточно грубые шутки), но к электричеству относился серьезно, признавая его могучей природной силой. Именно Франклин предположил, что молния представляет собой электрический разряд, а в 1752 году доказал это. Как ему удалось? Он запустил в грозу бумажного змея с привязанным к нему металлическим ключом. По счастью, во Франклина молния не ударила, досталось только тем, кто пытался повторить его опыт. Но и этому эксперименту Франклин нашел практическое применение: он придумал громоотвод и использовал его для обоснования теории электричества, доказывая тождественность атмосферного и получаемого трением электричества.
Громоотвод времен Бенджамина Франклина.
Стоит вспомнить еще один интересный факт, имеющий отношение к изобретению громоотвода. Бенджамин Франклин справедливо полагал, что громоотвод с острым концом будет лучше работать. Это оспаривали некоторые ученые, которые считали, что наконечник громоотвода должен иметь круглую форму. Арбитром выступило Королевское научное общество Англии. Однако спор разрешился на более примитивном и высшем уровне: король Георг III, в ярости от Американской революции, приказал разместить на королевских зданиях громоотводы с круглыми наконечниками. Вмешательство политики в науку обычно заканчивается плачевно. Хотя по своей анекдотичности ситуация близка к войне между империями Лилипутией и Блефуску, которые спорили о том, с какого конца следует есть вареное всмятку яйцо — с тупого или острого. Эту историю описал Джонатан Свифт в «Путешествиях Гулливера».
Франклин и его друзья жили наукой, она всегда присутствовала в их мыслях, словах, делах. Понимать законы природы было для них наслаждением. Франклин при этом оставался политиком — независимо от того, печатал он бумажные деньги или писал свои бесчисленные остроумные памфлеты. В политике он был таким же экспериментатором, как и в науке. Например, в Декларации о независимости он отказался от витиеватого стиля и написал ее простым и ясным языком: «Мы исходим из той самоочевидной истины, что все люди созданы равными…» А когда вспыхнула война между Англией и американскими революционерами, он открыто, страстно и гневно написал своему другу, английскому политику:
- Вы начали сжигать наши города. Посмотрите
- на свои руки —
- Они запачканы кровью тех, кто связан с вами
- братскими узами!
Красный стал главным цветом новой Англии — он пылал и в проповедях Джона Уэсли, и в зареве от работающих печей, которое расцветило небо времен промышленной революции. Самым ярким стал пейзаж ремесленного поселка Эббидэйл в Йоркшире, первого металлургического центра Англии. В индустрии царили металлурги: могущественные демонические фигуры, которых правительство подозревало в том, будто они считают, что люди и впрямь созданы равными. Рабочие на севере и на западе больше не были заняты на фермах, они образовали промышленное сообщество. Им надо было платить звонкой монетой, а не натурой. Правительство в Лондоне было далеко от всего этого. Оно отказывалось печатать даже мелкую монету, так что Джон Уилкинсон и другие мастера начали чеканить собственные монеты для выплаты зарплаты со своими некоролевскими лицами.
Часто металлурги чеканили и выдавали жалованье монетами, изображая на них свои некоролевские лица.
Монета Джона Уилкинсона, 1788 год.
В столице встревожились: не республиканский ли это заговор? Нет, это был не заговор. Но смелые изобретения действительно рождаются в смелых и дерзких умах. Вспомним, например, Тома Пейна — автора первой модели железного моста, выставленного в Лондоне, человека с пламенным сердцем и автора «Прав человека».
Тем временем чугун уже использовался революционными способами металлургами вроде Джона Уилкинсона. В 1787 году он построил первую в мире чугунную лодку и завещал, чтобы гроб с его прахом доставили на кладбище именно на ней. В 1808 году волю мастера исполнили: после смерти Уилкинсона чугунный гроб с его телом погрузили на построенную им чугунную лодку. Это судно прошло под Железным мостом, который он возвел в 1779 году в соседнем Шропшире.
Бросило ли вызов строительство из чугуна строительству соборов? Безусловно. Это была героическая эпоха. Вспомним другого исторического персонажа — Томаса Телфорда, умевшего прекрасно вписывать железные сооружения в ландшафты. Он родился в семье бедного пастуха, с юных лет пошел работать подмастерьем каменщика. Сумел стать инженером-строителем дорог и каналов, был дружен с поэтами. Возведенный им акведук, который несет воды канала Лланголлен над рекой Ди, показывает, насколько тонко Телфорд чувствовал материал и масштаб пейзажа. Надо сказать, что все памятники промышленной революции отличаются древнеримским размахом, который демонстрирует силу духа республиканцев.
Людей, которые совершили промышленную революцию, обычно изображают как дельцов с железной хваткой и отсутствием любых иных мотивов, кроме корысти. Это, конечно, глубочайшее заблуждение. Многие из них были изобретателями и поэтому оказались в бизнесе. И большинство из них не принадлежали англиканской церкви, а придерживались пуританской унитарной или другой аналогичной традиции. Джон Уилкинсон находился под сильным влиянием своего шурина Джозефа Пристли, ставшего впоследствии известным химиком. Однако его увлекала не только наука, он был одним из первых унитарных министров, провозгласившим принцип: «наибольшее счастье наибольшего числа людей».
Джозеф Пристли, в свою очередь, был научным консультантом Джозайи Веджвуда. Последний сегодня наиболее известен как человек, создававший столовую посуду для аристократии и королевской семьи. Действительно, он занимался этим промыслом, но выполнял только очень дорогостоящие заказы. Например, в 1774 году он изготовил по заказу Екатерины Второй сервиз на тысячу персон. Работу он оценил в две тысячи фунтов стерлингов — самый дорогой заказ из всех, которые тогда выполняли мастера, хотя материалом для сервиза был веджвудский кремовый фаянс и на изготовление сервиза его пошло на 50 фунтов. Но знаменитым и богатым Веджвуда сделал не фарфор, а обычные глиняные изделия для повседневного пользования. Их мог купить любой человек на улице за шиллинг. И именно они изменили кухни рабочего класса времен промышленной революции.
Веджвуд был неординарным человеком: изобретатель и мудрый торговец, он искусно применял на практике научные методы, что позволяло сделать производство продукта и его продажу более выгодным и точным делом. Например, он решил сложную проблему, существовавшую с древнейших времен, — изобрел способ измерения высоких температур в печи, придумав пирометр. Неудивительно, что после этого его избрали членом Королевского научного общества.
Джозайя Веджвуд не был исключением, таких людей, как он, насчитывалось в Англии несколько десятков. Веджвуд же входил в Лунное общество Бирмингема (Бирмингем все еще был группкой промышленных поселений), которое насчитывало как раз десяток членов, собиравшихся в полнолуние, — отсюда и название. Они собирались, когда светила полная луна, потому что для таких людей, как Веджвуд, живших в отдалении от Бирмингема, темные дороги были небезопасны.
Веджвуд не был самым крупным промышленником в обществе. Лидером по праву считался Мэттью Болтон, который привез в Бирмингем Джеймса Уатта. Вместе эти два инженера построили паровую машину. Мэттью Болтон обожал рассуждать об измерениях, он говорил, что ему на роду было написано стать инженером, потому что он родился в 1728 году — именно столько кубических дюймов в кубическом футе.
Видную роль в Лунном обществе играла медицина, так как в ней также были достигнуты кое-какие успехи. Уильям Уитеринг, один из бирмингемских врачей, открыл лечебные свойства дигиталиса. Другим известным участником Лунного общества был доктор Эразм Дарвин — дед Чарльза Дарвина. А кто был другим дедом? Джозайя Веджвуд.
Подобные сообщества являли собой пример социальной ответственности (в английском смысле) деятелей промышленной революции. Хотя тут я не совсем справедлив, потому что такой подход формировался под сильным влиянием мыслей Бенджамина Франклина и других американцев. Красной нитью через него проходила простая вера в то, что хорошая жизнь — нечто большее, чем материальное благополучие, но материальное благополучие необходимо для хорошей жизни.
Англии потребовалось сто лет, прежде чем идеалы Лунного общества воплотились в викторианской Англии. Самые простые вещи получили повсеместное распространение, а теперь они кажутся смешными, как викторианская открытка. Смешно думать, что хлопчатобумажное нижнее белье и мыло могли изменить жизнь бедноты. Но такие простые вещи — угол в железной печурке, стекла в окнах, выбор еды — значительно подняли уровень жизни и благополучия. По современным меркам, индустриальные города XVIII века были трущобами, но для людей переселение в дом ленточной застройки из сельского дома означало освобождение от голода, антисанитарии и болезней и появление множества возможностей. Спальня, на стене которой висит нравоучительный текст, кажется нам смешной и выспренной, но для жены рабочего это был первый опыт благопристойного поведения в частной жизни, отделенной от остальных. Вероятно, железная кровать спасла от родильной горячки большее количество женщин, чем черный саквояж врача, который сам по себе был тогда нововведением в медицине.
Описанные выше преимущества появились только благодаря массовому — заводскому — производству. Условия труда на промышленных предприятиях были ужасными — школьные учебники тут не обманывают. Но таковыми они остались с прежних времен: плохо оборудованные, тесные шахты и мастерские, жестокая система надзора над работниками. Фабрики работали по образу и подобию сельских кустарных ремесел, без малейшего снисхождения к тем, кто на них трудился.
Загрязнение окружающей среды промышленными отходами также не было чем-то новым. Шахты и мастерские точно так же загрязняли ее раньше. Мы привыкли считать экологические проблемы бедой нашего времени, но на самом деле безразличие к природе, к здоровью и благополучию людей проявлялось веками, приводя к ежегодным эпидемиям чумы.
Новое зло, с которым раньше человечество не сталкивалось, — это зависимость человека от темпа работы машин, мощь и энергия машин. Первое время рабочие жили по нечеловеческому графику, зависевшему от мощи воды, а затем пара. Нам сегодня кажется безумием (это и было безумием), что производители подвергались воздействию бившей из котельных мощи круглосуточно. Трудолюбие провозгласили основной добродетелью, а праздность — смертным грехом, поставив ее даже перед жестокостью и другими пороками. В воскресных школах дети выучивали наизусть слова:
- Сатана обязательно придумает мерзость,
- Которой займет руки бездельника.
Увеличение рабочего времени стало разрушительным и смертельно опасным для человека, но рост промышленной мощи открыл большое будущее. Мэттью Болтон из Лунного общества, например, построил в Бирмингеме металлургический завод, который являл собой чудо, потому что качество его металлоконструкций зависело от мастерства работников. Затем Джеймс Уатт построил паровую машину, главное божество среди машин, поскольку ремесленники сумели добиться такой точности изготовления деталей, что двигатель стал паронепроницаемым.
В 1776 году Мэттью Болтон, который очень гордился результатами сотрудничества с новым партнером, заявил Джеймсу Босуэллу (своему биографу): «Сэр, я предлагаю то, о чем мечтает весь мир, — я продаю энергию!» Прекрасная фраза — и верная по сути.
Понятие энергии было для науки новым. Оно возникло в ходе английской промышленной революции. Источники энергии существовали в природе: ветер, солнце, вода, пар, уголь. И вдруг перед человечеством встал вопрос: что объединяет эти источники энергии? Какие между ними существуют связи? Раньше никто не пытался решать подобную задачу, потому что наука не занималась изучением природы во всех ее проявлениях. Но современная идея переделки природы для получения энергии от нее и преобразования энергии из одной формы в другую стала передовой в науке. В частности, стало ясно, что теплота — это форма энергии, которая легко преобразуется в другие с фиксированной скоростью обмена. В 1824 году Сади Карно, французский инженер, глядя на работу паровых машин, написал трактат о «движущей силе огня», посвященный науке, которую мы сегодня называем термодинамикой — динамикой теплоты. Энергия стала центральным понятием в науке, а главной проблемой — определение единства природы.
Однако энергией интересовались не только ученые. Она завладела и мыслями поэтов, писателей, художников. Например, в литературе начала XIX века она стала источником вдохновения для романтического направления. Почему романтики интересовались промышленностью? Очень просто: новая идея природы как носителя энергии взяла их бурей и натиском. Пиком повествования в поэме Сэмюэла Тэйлора Колриджа «Сказание о старом мореходе» является буря, разрушающая безветренную тишь и освобождающая жизнь:
- И воздух ожил в вышине!
- Кругом зажглись огни.
- Вблизи, едали — мильон огней,
- Вверху, внизу средь мачт и рей,
- Вкруг звезд вились они.
- И ветер взвыл, и паруса
- Шумели, как волна.
- И ливень лил из черных туч,
- Средь них плыла Луна.
- Грозой разверзлись недра туч,
- Был рядом серп Луны.
- Воздвиглась молнии стена,
- Казалось, падала она
- Рекою с крутизны.
- Но вихрь не близился, и все ж
- Корабль вперед несло!
- И мертвецы, бледны, страшны,
- При блеске молний и Луны
- Вздохнули тяжело.[9]
В это же время, в 1799 году, молодой немецкий философ Фридрих фон Шеллинг представил свое мировоззрение, оформив его в новую систему — натурфилософию (философию природы). Идеи Шеллинга в Англию привез Колридж, ставший одним из инициаторов создания Озерной школы. Два других участника группы — Уильям Вордсворт и Роберт Саути — были друзьями Колриджа и поддерживали его начинания постоянными финансовыми вложениями. Не только представителей Озерной школы, но и других поэтов и художников захватила идея, что природа — источник мощи, разные формы которой суть проявления одной и той же главнейшей силы — энергии.
Романтические поэты считали, что человек несет в себе божественную или как минимум природную энергию. Промышленная революция создала практическую возможность для людей, которые хотели реализовать заложенное в них, — что было немыслимо сто лет назад. Инженерная мысль и романтическая поэзия, шагая в ногу, помогли человечеству осознать, что каждый человек является личностью, оставаясь свободной, но неотъемлемой частью природы. Лучше всего эту мысль выразил величайший из поэтов-романтиков Уильям Блейк: «Энергия есть вечное наслаждение».
Ключевое слово тут — «наслаждение», ключевое понятие — «свобода», иначе говоря, право на удовольствие. Естественно, что люди стали выражать себя в изобретениях. Хлынул поток эксцентричных идей, призванных скрасить субботний вечер рабочего семейства (патентные бюро и по сей день обычно завалены изобретениями столь же безумными, сколь и их создатели).
Хлынул поток эксцентричных идей, призванных скрасить субботний вечер рабочего семейства.
Запатентованная подъемная платформа.
Мы могли бы выстроить улицу от Земли до Луны из этих изобретений. Как вам, например, идея зоотропа, круглой машинки для демонстрации движущихся рисунков? Это ничуть не хуже вечера в кинотеатре и заканчивается быстрее. Или механического оркестра, который — к счастью или нет — имеет очень ограниченный репертуар? В их создание вложена непритязательная энергия, слыхом не слыхавшая о хорошем вкусе, и все это совершенная самодеятельность. На каждое бессмысленное изобретение вроде механической овощечистки приходится великолепное — вроде телефона. И в конце этой улицы удовольствий, несомненно, следует поставить совершеннейшую из всех машин — она вообще ничего не делает!
Что интересно, и бестолковые выдумщики, и гениальные изобретатели скроены по одному лекалу. Вспомните об изобретении, завершившем промышленную революцию, начавшуюся с каналов: железную дорогу. Она появилась благодаря Ричарду Тревитику, корнуэльскому кузнецу, борцу и очень сильному человеку. Он переделал паровую машину Уатта в портативную силовую установку, работавшую при высоких давлениях. Его изобретение открыло эру путешествий, а Англия стала сердцем железнодорожной отрасли.
Эти открытия произошли в середине промышленной революции, человечеству предстояло еще очень многое, прежде чем можно было бы говорить о завершении индустриальной эпохи. Но даже те — первые — новации сделали наш мир богаче, сократили расстояния между городами, странами и континентами. Иначе говоря, помогли человеку осознать, что это его мир, наш мир.
Надо сказать, что с самого начала, когда она еще зависела от водной энергии, промышленная революция была беспощадна к тем, чья жизнь круто изменилась из-за социальных и технических преобразований. Но такова уж природа революций: они всегда происходят слишком стремительно для тех, кого затрагивают. Но со временем она стала социальной, и установилось социальное и прежде всего интеллектуальное равенство, которое нам так дорого. Где бы оказался такой человек, как я, или такой человек, как вы, если бы был рожден до 1800 года? Мы все еще живем в середине промышленной революции, и нам сложно увидеть все последствия, но будущее покажет, что индустриализация по своему значению сопоставима с Ренессансом, потому что она стала огромным шагом на пути восхождения человечества. Ренессанс породил понятия гуманизма и человеческого достоинства, промышленная революция помогла людям осознать единство природы.
Ученые и поэты-романтики увидели, что ветер, море и поток воды, пар и уголь — все это создано благодаря солнечному теплу которое само по себе — одна из форм энергии. Очень многие пытались понять природу взаимосвязи, обеспечивающей это единство, но найти решение сумел Джеймс Прескотт Джоуль из Манчестера. Он родился в 1818 году и уже с двадцати лет непрерывно экспериментировал, чтобы определить механический эквивалент теплоты, то есть точную скорость обмена, при которой механическая энергия превращается в тепло. Все вышесказанное звучит довольно скучно, так что я лучше расскажу одну забавную историю о нем.
Летом 1847 года молодой Уильям Томпсон (будущий лорд Кельвин и светоч британской науки) шел — откуда и куда мог идти в Альпах английский джентльмен? — из поселка Шамони к горе Монблан. Ему навстречу шагал… Кого мог встретить британский джентльмен в Альпах? — британского эксцентрика Джеймса Джоуля. Он нес гигантский термометр, вышагивая на небольшом расстоянии от коляски, в которой ехала его жена. Всю свою жизнь Джоуль мечтал продемонстрировать, что вода, падающая с высоты 778 футов (237 метров), нагревается на один градус по Фаренгейту. Теперь в свой медовый месяц он отправился в Шамони, как американские пары отправляются на Ниагарский водопад, чтобы природа провела эксперимент за него. Водопад в Шамони был идеальным. Конечно, его высота не равнялась 778 футам, но Джоулю, чтобы подтвердить или опровергнуть его гипотезу хватило бы и половины градуса по Фаренгейту. В качестве примечания на полях я должен сказать, что эксперимент не удался, потому что вода, увы, разбивалась на слишком мелкие брызги, чтобы можно было замерить температуру потока.
Подобные истории о научных чудачествах британских джентльменов очень значимы. Они романтизировали природу, романтизм в поэзии шел здесь с наукой рука об руку. Можно привести в пример Гёте, который был поэтом и ученым, или Бетховена, если брать музыкантов. Однако первым стал Вордсворд: он создал свое видение природы, пропустив ее единство через ум и сердце. Он оказался в Альпах в 1790 году, привлеченный на континент Великой французской революцией. Восемь лет спустя он описал свои впечатления о Шамони в балладе «Тинтернское аббатство» как нельзя лучше:
- Тогда была природа…
- Всем для меня. Я описать не в силах
- Себя в ту пору. Грохот водопада
- Меня преследовал, вершины скал,
- Гора, глубокий и угрюмый лес.[10]
«Тогда была природа… всем для меня» — Джоуль никогда не смог бы так сказать, однако он записал в дневнике: «Великие силы природы несокрушимы», что по смыслу — то же самое.
Глава 9. Одновременные открытия
Теория эволюции и естественного отбора была выдвинута в 1850-х годах двумя учеными, которые работали независимо друг от друга. Одного из них звали Чарльз Дарвин, другого — Альфред Рассел Уоллес. Оба имели серьезную академическую подготовку и опыт, хотя каждый из них в душе оставался натуралистом. Дарвин происходил из семьи состоятельного врача, который сначала отправил его изучать медицину в Эдинбургском университете, затем философию — в Кембридже. Уоллес, напротив, был беден, в 14 лет ему пришлось уйти из школы, чтобы пойти работать учеником землемера и продолжать учебу в Институте для рабочих Лондона и Лестера.
В науке традиционно существовало два подхода к объяснению мира: либо исходя из анализа его физической структуры, либо на основе изучения жизненных процессов — их сложности, разнообразия, цикличного движения от жизни к смерти — в отношении как отдельного человека, так и всего человечества. И эти подходы никак не могли сойтись воедино до тех пор, пока не была опубликована теория эволюции.
Наука о жизни принципиально отличается от физики детальным изучением живой природы во всем ее многообразии. Начали этим заниматься натуралисты, которые собирали данные обо всем, что их окружало: о птицах, деревьях, траве, улитках и прочих живых существах. На первый взгляд их великое многообразие должно хотя бы отчасти объясняться случайностью. И все же природа настолько однородна, что очевидно, что ее ограничивают многие причины.
В XVIII–XIX веках изучением живой природы (тем, что мы сейчас называем полевыми работами в ботанике и биологии) занялись натуралисты, в число которых вошли сельские орнитологи, священники, врачи и состоятельные британцы, проводившие в своих поместьях дни отдыха. Есть огромный соблазн назвать их всех «джентльменами викторианской Англии». Наблюдение за животными стало массовым увлечением, поэтому меня не удивляет, что теорию эволюции придумали два не знакомых друг с другом человека, — таков был дух Викторианской эпохи.
Теория эволюции была придумана дважды двумя учеными, жившими в одно и то же время в одной и той же стране.
Чарльз Дарвин.
Чарльзу Дарвину было чуть более двадцати лет, когда Адмиралтейство собралось послать исследовательское судно «Бигль» в Южную Америку для нанесения на карту ее точных береговых очертаний и предложило ему занять должность натуралиста. Столь удачным предложением он был обязан профессору ботаники, с которым подружился в Кембридже, хотя не увлекался ботаникой, если не считать коллекционирование жуков:
Вот вам доказательство моего рвения: однажды, отрывая какую-то старую кору, я увидел двух редких жуков и схватил обоих. Затем я увидел третьего. Он был совершенно нового вида, поэтому я не мог его упустить. Я сунул в рот жука, которого держал в правой руке, и поймал третьего.
А ведь путешествия, начавшегося 27 декабря 1831 года, могло и не случиться: отец Дарвина был против, а капитану «Бигля» не понравилась форма его носа, но Веджвуд похлопотал за племянника, и тот отправился в путь.
Пять лет, проведенные на корабле, изменили Дарвина. Ему просто нравилось наблюдать за птицами, растениями и укладом жизни в сельской местности Англии, а Южная Америка породила в нем страсть к этому занятию. Дарвин вернулся домой, в Англию, с твердым убеждением, что виды начинают развиваться в различных направлениях, когда изолируются друг от друга, виды не являются неизменными. Но он не мог придумать, что это за механизм изменчивости видов. Это было в 1836 году.
Когда двумя годами позже Дарвин пришел к объяснению эволюции видов, он сильно сомневался, стоит ли ему это публиковать. Он мог бы так всю жизнь и откладывать это дело, если бы еще один ученый не пришел к теории эволюции путем таких же рассуждений. Сегодня его имя позабыто, но то была яркая личность.
Звали этого человека Альфред Рассел Уоллес, огромный человек с семейной историей в духе Диккенса. В 1836 году Уоллес был подростком (он родился в 1823 году) — моложе Дарвина на 14 лет. Однако уже тогда жилось ему непросто:
Был бы отец хотя бы умеренно богатым человеком… моя жизнь сложилась бы по-другому. Я, без сомнения, уделял бы некоторое внимание науке, и, возможно, хотя очень маловероятно, я принял бы участие в… путешествии в почти неизведанные леса Амазонки, чтобы наблюдать природу и этим зарабатывать на жизнь.
Так Уоллес писал о своей юности, когда ему пришлось искать способ, как в английской провинции заработать на жизнь. Он обучился у старшего брата ремеслу межевания, не требующему высшего образования. В 1846 году Уоллес занял его место, после того как брат умер от простуды, которую схватил, добираясь домой в открытом вагоне третьего класса с заседания комитета Королевской комиссии по конкурирующим железнодорожным фирмам.
Большую часть времени Уоллес проводил под открытым небом, он рассматривал пейзажи, интересовался растениями и насекомыми. В Лестере он познакомился с опытным натуралистом, который удивил его тем, что собрал в окрестностях города несколько сотен разных видов жуков:
Если бы меня прежде спросили, сколько различных видов можно найти в небольшом районе недалеко от города, я, наверное, ответил бы, что не более пятидесяти… теперь я узнал… что, вероятно, в радиусе десяти миль одновременно существуют не менее тысячи различных видов.
Друга Уоллеса звали Генри Уолтер Бейтс. Серьезное увлечение натурализмом определило жизнь и судьбу каждого из них. Например, Бейтс напишет ряд знаменитых работ по мимикрии насекомых.
А в те годы молодой Альфред Уоллес был вынужден зарабатывать себе на жизнь. К счастью для землемера, его ремесло оказалось востребованным владельцами железных дорог в 1840-х годах. Его наняли планировать железнодорожные ветки в долине Нит в Южном Уэльсе. Уоллес был добросовестным техником — истинным викторианцем. Хотя он вполне справедливо подозревал, что стал пешкой в игре: большинство изыскательских работ становились поводом подать жалобу против другого железнодорожного «олигарха». Уоллес впоследствии подсчитал, что из всех заказанных тогда веток была построена только десятая часть.
Работая в сельской валлийской местности, по воскресеньям он от души радовался, как художник-любитель, занимающийся искусством. Уоллес наблюдал и коллекционировал образцы насекомых и растений для себя, с нарастающим волнением замечая, как многообразна природа. Этот период останется в его памяти навсегда:
Даже когда я был всю неделю занят, все воскресенья были в моем распоряжении. Я использовал выходные для долгих прогулок по горам со своей коробочкой, которую я приносил домой полную сокровищ… В такие моменты я ощущал настоящую радость. Она рождалась каждый раз, когда я открывал новую форму жизни, тот же восторг я испытывал впоследствии, когда мне удавалось поймать еще одну новую бабочку на Амазонке.
В предгорье Уоллес отыскал пещеру, в которой текла подземная река, и решил переночевать в ней. Таким способом он — почти неосознанно — готовился к жизни в дикой природе:
На этот раз мы хотели попробовать спать на свежем воздухе, без крыши над головой и кроватей, используя то укрытие, что создала природа… Я думаю, что мы намеренно ни к чему не готовились. Мы представляли себе, что находимся в неизвестной стране, забрели в эту пещеру случайно и вынуждены в ней переночевать.
На самом деле он почти не спал.
Когда Уоллесу исполнилось двадцать пять, он решил стать профессиональным натуралистом. Была такая странная профессия в викторианскую эпоху. Он должен был путешествовать и собирать в чужих краях образцы насекомых, птиц, животных и растений, а затем продавать их английским музеям и коллекционерам. В этом начинании его поддержал Бейтс. В 1848 году они вдвоем, объединив капиталы, которые вместе составили сто фунтов стерлингов, отправились в Южную Америку, чтобы совершить путешествие длиной в тысячу миль вверх по Амазонке.
Конечным пунктом они назначили город Манаус, рядом с которым встречаются две большие реки — Амазонка и Рио-Негро.
Уоллес никогда не бывал дальше Уэльса, но южноамериканская экзотика его не напугала. Об этом свидетельствуют его дневниковые заметки и написанные позже статьи, уверенные и точные. Например, так он написал о черных грифах через пять лет после возвращения:
Здесь очень много обычных черных грифов, но, должно быть, им не хватает еды. Они вынуждены есть пальмовые плоды в лесу, если не могут найти никакой другой пищи.
Мои долгие наблюдения за этими птицами позволяют мне сказать, что в поисках пищи грифы пользуются в первую очередь своим отменным зрением, а вовсе не обонянием.
В Манаусе друзья разделились. Уоллес отправился вверх по Рио-Негро. Он пытался отыскать места, в которых натуралисты ранее не бывали. Ведь он собрался зарабатывать коллекционированием, поэтому ему надо было отыскать неизвестные европейской науке образцы или, по крайней мере, редкие виды. Уровень реки в сезон дождей был невероятно высок, поэтому Уоллес вместе с его проводниками-индейцами могли путешествовать по джунглям прямо на каноэ. Кроны тропических деревьев нависали над водой. Уоллес благодарил судьбу за бесконечное разнообразие живых существ, но разнообразие леса также его занимало, и он рассуждал, как джунгли могут выглядеть с воздуха.
Читать бесплатно другие книги:
