Читать книгу "Загадка падающей кошки и фундаментальная физика - Грегори Гбур"

Эти рассказы, передававшиеся, судя по всему, изустно на протяжении нескольких поколений студентов и сотрудников Тринити, по крайней мере приукрашены, а возможно, и полностью выдуманы. Вспомните историю о том, как Максвелл выбрасывал кошек в окна, внезапно возникшую лишь через 20 лет после того, как Максвелл покинул те места. Даже если отверстия действительно были и служили дверцами для кошек, нет никакой гарантии, что именно Ньютон приказал их туда врезать. Представляется куда более вероятным, что какой-то студент, увидев отверстия в двери, дал волю своему богатому воображению.

Однако несложно представить себе ученого, такого как Ньютон, работающего в одиночестве в лаборатории по многу часов подряд в компании одной только кошки. В самом деле, другому ученому, сыгравшему ключевую роль в физике движения, кошки неизменно составляли компанию и помогали в исследованиях. Это Уильям Роуэн Гамильтон (1805–1865) — ирландский астроном, физик и математик, самой известной работой которого стала хитроумная математическая переработка Ньютоновых законов движения. Законы движения по Гамильтону оказались идеально подходящими для анализа квантовых частиц, а функция, получившая название гамильтониана, находит себе применение как в классической, так и в квантовой физике.

Гамильтон был известен своей добротой как к людям, так и к животным — особенно к кошкам, о чем свидетельствует его сестра:

Он всегда любил кошек, и часто можно было видеть, как он пишет какую-нибудь математическую статью, а котенок или любимая кошка на плече пытается игриво поймать его перо.

Его вежливость звучала почти упреком остальным. Молодая леди, которая жила со мной в Дублине, однажды сказала: «Я никогда не встречала настолько вежливого человека, как ваш брат; мне кажется, он готов был бы поклониться кошке». Я вспомнила о ней и развлекла брата, повторив это ему однажды, когда он случайно наступил кошке на хвост, обернулся и сказал улыбаясь: «Я собирался сказать: „Прошу прощения“».

Он относился с величайшим терпением не только к своим личным животным-компаньонам. Его сестра вспоминала:

Его сочувственное и внимательное отношение ко всем окружавшим его живым существам приносило ему безграничное доверие. Так, один случай произвел глубокое впечатление на всех, кто был тому свидетелем; и правда, это был случай, способный вызвать и оправдать немного суеверное изумление. Утром Троицына дня, когда он читал молитвы в собрании домашних, голубь влетел в открытое окно и опустился ему на голову; Гамильтон не стал его тревожить, а продолжил читать, и через некоторое время птица мирно улетела прочь.

Помимо общения с кошками как с компаньонами другие ученые, такие как Роберт Уильям Вуд (1868–1955), придумывали хитроумные способы привлечь кошек для помощи в экспериментах. Вуд был пионером в изучении ультрафиолетового света и проделал обширную работу в области спектроскопии — метода изучения структуры вещества при помощи измерения спектра (цветового состава) света. Он был увлеченным исследователем и работал даже во время отпуска с семьей, как описывалось в одной из его биографий:

Вуд с семьей обычно проводил лето на старой ферме на Лонг-Айленде. В амбаре он устроил импровизированную лабораторию, одной из особенностей которой был этот метровый дифракционный спектрограф, крупнейший, вероятно, из существовавших на тот момент и точно способный выдавать лучшие результаты, чем кто-либо видел прежде. Он был построен из канализационной трубы, уложенной местным каменщиком. За долгие месяцы между летними периодами, когда инструмент не использовался, трубу в качестве укрытия использовали всевозможные существа, и оптический канал оказывался забит паутиной. Способ, при помощи которого Вуд прочищал трубу, стал классикой. Он засовывал принадлежавшую семейству кошку в один конец трубы и закрывал его, так что кошке, чтобы убежать, приходилось пробежать по всей длине трубы, очищая ее весьма эффективно от паутины.

Кошка в данном случае, возможно, и не была добровольной помощницей, но и ущерба никакого, кажется, не понесла.

Воображение Вуда не ограничивалось поиском новых способов использования кошачьих. Он был также соавтором двух научно-фантастических романов — «Человек, который потряс Землю» (1915) и «Создатель лун» (1916), оба в соавторстве с Артуром Трейном. В первом из двух романов рассказывается о загадочном ученом, который вынуждает воюющие страны мира заключить долгосрочный мир, угрожая им ядерным взрывом, способным изменить вращение Земли; здесь Вуд и Трейн провидчески описали будущее создание ядерного оружия (хотя подробности в романе очевидно ошибочны). В «Создателе лун» — продолжении первого романа — ученые отправляются в космос, чтобы отклонить или разрушить астероид, движущийся к Земле, предвосхищая сюжет фильма «Армагеддон» 1998 г. на 82 года.

Хотя научные открытия его значительны, больше всего, вероятно, Вуд известен тем, что в начале XX в. опроверг простым и в высшей степени убедительным способом существование N-лучей. В эпоху, когда были открыты рентгеновские и «урановые» лучи (лучи Беккереля, радиоактивность), казалось, что новые виды невидимого излучения пронизывают все вокруг. Проспер-Рене Блондло, работавший во французском Нанси, считал, что ему удалось открыть новый класс лучей, которые, в отличие от рентгеновских, взаимодействуют с электричеством. Он назвал эти новые лучи N-лучами в честь города, где работал. Ученые успели опубликовать сотни исследовательских статей, подтверждающих результаты Блондло.

Однако гораздо большее число исследователей не могли найти никаких свидетельств существования N-лучей. Наконец, в 1904 г. Вуд отправился в Нанси, чтобы поработать с Блондло и до конца разобраться в этой загадке. Обратив внимание, что единственным свидетельством существования N-лучей было беспорядочное мелькание какой-то электрической искры, Вуд, пока никто не видел, извлек ключевую деталь из экспериментальной установки. Исследователи бодро продолжили работу, не заметив никаких изменений в своих результатах. Вуд тогда показал, что N-лучи существуют только в слишком оптимистичном воображении французских ученых.

Научная фантастика Вуда, творческое использование кошки и разоблачение N-лучей хорошо иллюстрируют незашоренный, почти детский ум Вуда и его изумленное восхищение окружающим миром; в 1941 г. биограф Вуда Уильям Сибрук назвал его «мальчиком, который так никогда и не вырос». Это было с его стороны величайшей похвалой.

Некоторые физики находят вдохновение и, мало того, жизненное призвание во взаимодействии с кошками. Самый примечательный пример — Никола Тесла (1856–1943), изобретатель, физик и футурист. В народной памяти Тесла известен как Повелитель молнии из-за работ, связанных с электрогенерацией: он разработал и сумел внедрить систему электроснабжения на переменном токе, которой мы пользуемся по сей день. Эта работа, спонсором которой выступила компания Westinghouse Electric and Manufacturing Company, привела и самого Теслу, и компанию Westinghouse, к бизнес-войне с Томасом Эдисоном, внедрявшим в Соединенных Штатах систему электроснабжения на постоянном токе. Кроме того, Тесла наблюдал рентгеновские лучи в 1894 г., на год раньше Вильгельма Рентгена, но потерял свои лабораторные записи во время пожара в марте 1895 г. Тесла экспериментировал с радио и беспроводной передачей электроэнергии и изобрел катушку Теслы — устройство, испускающее множество искр и заставляющее флуоресцентные лампочки светиться без включения в сеть.