Текст книги "E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира"

Автор книги: Дэвид Боданис

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 20 страниц)

Дэвид Боданис
E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира

Предисловие

Некоторое время назад я прочитал в киножурнале интервью с актрисой Камерон Диаз. Под конец разговора интервьюерша спросила у нее, существует ли нечто такое, что ей хотелось бы узнать, и актриса ответила, да – ей хотелось бы узнать, что на, самом-то деле, означает E=mc ². Обе рассмеялись, потом Диаз пробормотала, что говорила серьезно, на том интервью и закончилось.

«Думаешь, она и вправду говорила серьезно?» – спросил один из моих друзей, когда я прочитал это место вслух. Я пожал плечами, однако все, кто присутствовал в той комнате – архитекторы, два программиста и даже один историк (моя жена!) – твердо стояли на своем. Они точно знали, что имела в виду актриса: им и самим хотелось бы понять, что, собственно, означает прославленное уравнение.

И я задумался. Все знают, что E=mc ²– штука очень важная, но не знают, как правило, что она означает, и огорчаются этим, поскольку уравнение так коротко, что кажется удобопонимаемым.

Существует множество книг, написанных в стараниях объяснить его, но кто из нас, не кривя душой, скажет, что понял хотя бы их? Большинству читателей они представляются просто собранием странных картинок – все эти маленькие поезда, ракеты и вспышки света остаются для них полной загадкой. Даже объяснения, полученные из первых рук, и те помогают далеко не всегда, что и обнаружил Хаим Вейцман [1]1
  Хаим Вейцман (1874–1952), один из лидеров сионистского движения, первый президент Израиля (с 1948 года) – Здесь и далее примечания переводчика.


[Закрыть], который в 1921 году пересекал вместе с Эйнштейном Атлантику: «Эйнштейн объяснял мне свою теорию каждый день, – рассказывал Вейцман, – и довольно быстро убедил меня в том, что действительно ее понимает».

И я сообразил, что можно воспользоваться другим подходом. Общие обзоры теории относительности терпят неудачу не потому, что они плохо написаны, но потому, что они представляют собой попытки объять слишком многое. Вместо того, чтобы писать еще один такой обзор, не говоря уж о биографии Эйнштейна, – темы это интересные, но заезженные до смерти, – я мог бы просто рассказать об уравнении E=mc ². Задача выполнимая, поскольку это уравнение составляет лишь часть куда более пространных трудов Эйнштейна. А кроме того, оно в значительной мере стоит особняком.

И как только мои мысли пошли в этом направлении, мне стало ясно, каким путем следует двигаться. Вместо того, чтобы возиться с ракетами и вспышками света, я могу просто написать биографию E=mc ². Биография, как всем известно, подразумевает рассказ о предках, детстве, взрослении и зрелых годах их предмета. То же и с уравнением.

Соответственно, эта книга начинается с истории каждой из частей уравнения – символов E, m, c, =и ² . Рассказывая об этих «предках» уравнения, я сосредотачиваюсь на одном человеке или одной группе ученых – на тех, чья работа оказалась особенно важной для понимания этих терминов.

Прояснив происхождение символов, можно приступить к рассказу о «рождении» уравнения. Вот тут в книге появляется Эйнштейн: его служба в бюро патентов в 1905 году, круг его чтения и размышлений, приведших к тому, что все эти символы сплелись в уравнение, которое мгновенно заняло в его уме положенное место.

Если бы уравнение и его «работа» оставались исключительной собственностью Эйнштейна, наша книга просто продолжала бы рассказывать о его жизни после 1905 года. Однако вскоре после того, как он совершил свое великое открытие, его начали интересовать совсем другие вещи, поэтому книга уходит от жизни Эйнштейн в сторону и обращается к другим физикам, на сей раз экспериментаторам – таким как шумный, играющий в регби Эрнест Резерфорд и тихий Джеймс Чедвик, бывший военнопленный, – к людям, чьи совместные усилия которых открыли в атоме структуры, которые допускают, в принципе, использование огромной энергии, описываемой уравнением.

В любом другом веке превращение этих теоретических открытий в практическую реальность потребовало бы очень долгого времени, однако детальное понимание того, как можно использовать уравнение Эйнштейна, сложилось уже в 1939 году, как раз в начале величайшей из войн двадцатого век. Большой центральный раздел книги посвящен достижению нашим уравнением совершеннолетия в ходе бешеной гонки ученых, обосновавшихся в Соединенных Штатах, и других, работавших в нацистской Германии, – и те, и другие пытались первыми создать смертоносную, позволявшую контролировать всю планету бомбу. История эта нередко изображается так, точно победа Америки была неизбежной просто-напросто вследствие ее промышленного превосходства, выясняется, однако, что немцы подошли к успеху гораздо ближе, чем представляется многим. Даже и в день Д, в июне 1944 года, начальник штаба армии США Джордж Маршалл позаботился о том, чтобы снабдить некоторые из высаживавшихся во Франции частей счетчиками Гейгера, – в виде меры предосторожности на случай использования нацистами радиоактивного оружия.

В последних главах книги мы поворачиваемся к войне спиной – начинается «зрелость» уравнения. Мы увидим, как уравнение E=mc ²становится душой и сердцем многих медицинских приборов, таких, например, как позитронные томографы, применяемые для обнаружения опухолей; как оно начинает работать в привычных нам бытовых приборах вроде телевизоров и детекторов дыма. Однако еще более значительной становится его власть, простирающаяся далеко во вселенную, где оно позволяет объяснить рождение звезд и способность нашей планеты обогревать себя; возникновение черных дыр и то, чем закончит наш мир. А в самом конце книги содержатся детальные пояснения, предназначенные для читателей, которых интересуют более глубокие сведения из области математики и истории – дальнейшие развернутые сведения можно найти на веб-сайте davidbodanis.com.

Истории, рассказанные в книге, повествуют в такой же мере о любви, страсти и мщении, в какой и о бесстрастных научных открытиях. Мы встретимся с Майклом Фарадеем, юношей из бедной лондонской семьи, отчаянно ищущим наставника, который позволил бы ему добиться лучшей жизни; с Эмилией дю Шатле, женщиной, попавшей не в то столетие и пытающейся отыскать место, в котором ей не придется терпеть насмешки над ее умом. Мы узнаем о Кнуте Хаукелиде и команде молодых норвежцев, вынужденных убивать своих соотечественников ради того, чтобы отвратить зло гораздо большее, которым грозят им нацисты; о Сесилии Пэйн, англичанке, погубившей свою карьеру тем, что она осмелилась предсказать участь, которая ожидает Солнце через 6 миллиардов лет; и о девятнадцатилетнем брамине по имени Субрахманьян Чандрасекар, обнаружившем, пока он плыл, страдая от удушающей жары, по Аравийскому морю, нечто еще более страшное. И все эти истории, наряду с кое-какими сведениями об Исааке Ньютоне, Вернере Гейзенберге и других ученых, помогут нам яснее понять каждую из составных частей нашего уравнения.

Часть 1. Рождение

Глава 1. Бернское бюро патентов, 1905

Из «Собрания документов Альберта Эйнштейна», ТОМ 1:

13 апреля 1901

Профессору Вильгельму Оствальду [2]2
  Вильгельм Фридрих Оствальд (1853–1932), немецкий физикохимик и философ, лауреат Нобелевской премии (1909).


[Закрыть],

Лейпцигский университет,

Лейпциг, Германия

Досточтимый герр профессор!

Пожалуйста, досточтимый герр профессор, простите отца, набравшегося смелости обратиться к Вам в интересах своего сына.

Начну с того, что скажу Вам: моему сыну Альберту 22 года и он… глубоко несчастен нынешним отсутствием у него серьезного положения, а уверенность в том, что он избрал для своей карьеры ложный путь и оказался за бортом, с каждым днем укореняется в нем все сильнее и сильнее. В добавление к этому, его подавляет мысль, что он является бременем для нас, людей со скромными средствами…

Я взял на себя смелость обратиться [к Вам] с почтительной просьбой… послать ему, если этой возможно, несколько слов ободрения, которые вернули бы ему радость по отношению и к жизни, и к работе.

Если бы Вы могли, в добавление к этому, предоставить ему, начиная с этой или следующей осени, место ассистента, моя благодарность не знала бы границ…

Я также позволю себе упомянуть о том, что мой сын ничего об этом моем необычном шаге не знает.

Остаюсь, досточтимый герр профессор,

преданным вам

Германом Эйнштейном

Профессор Оствальд на это письмо не ответил

Мир, каким он был в 1905 году, кажется нам далеким, однако он обладал немалым сходством с нынешним. Европейские газеты жаловались на засилье американских туристов, а американские – на засилье иммигрантов. Представители старшего поколения повсеместно жаловались на непочтительность молодежи, а политиков Европы и Америки тревожили бурные события, происходившие в России. Существовали курсы новомодной «аэробики», входившие в моду вегетарианские сообщества и призывы к сексуальной свободе (которым давали опор традиционалисты, стоявшие за семейные ценности) – и много чего еще.

1905-й был также годом, в котором Эйнштейн написал ряд статей, навсегда изменивших наши представления о Вселенной. До той поры, он вел – внешне – приятную и тихую жизнь. В детстве его нередко интересовали задачи по физике, теперь он был недавним выпускником университета, отличавшимся добродушием и покладистостью, которые позволили ему обзавестись множеством друзей. Он был женат на своей талантливой однокурснице по имени Милева, а заработок, который давала служба в государственном патентном бюро, позволял ему посещать по будним вечерам и воскресеньям пивные или совершать долгие прогулки – и, главное, у него было более чем достаточно времени для размышлений.

Письмо отца никакого результата не возымело, однако университетский друг Эйнштейна Марсель Гроссман смог подергать за нужные ниточки и в 1902 году раздобыть для Эйнштейна место в патентом бюро. Помощь Гроссмана оказалась необходимой не столько потому, что из университета Эйнштейн вышел с необычайно низкими оценками – наспех зазубрив весьма полезные конспекты Гроссмана, он смог получить средний балл 4,91 – при общем среднем, равном 6, – но и потому, что один из его профессоров, гневавшийся на Эйнштейна за шуточки и пропуски занятий, из чистой злобы написал ему характеристику, с которой никакую работу получить было невозможно. Преподавателей, с которыми Эйнштейн сталкивался за годы учебы, вечно раздражало его непослушание, а преподававший ему в средней школе греческую грамматику Йозеф Дегенхарт ухитрился даже навсегда войти в исторические труды, заявив: «из вас никогда не выйдет ничего путного». А несколько позже, в разговоре о том, что самое лучшее для Эйнштейна это уйти из школы, Дегенхарт пояснил: «Ваше присутствие в классе разрушает уважение учеников к учителю».

Внешне Эйнштейн производил впечатление человека уверенного в себе, со смехом говорившего о том, что всякий, кто наделен властью, похоже, получает удовольствие, принижая его. Годом раньше, в 1904-м, он подал просьбу повысить его в должности, переведя из патентных служащих третьего класса в служащие второго. Его начальник, доктор Халлер, эту просьбу отклонил на том основании, что, хоть Эйнштейн и «продемонстрировал вполне приличные достижения», следует, однако же, подождать «до тех пор, когда он полностью освоит профессию инженера-механика».

На самом же деле, отсутствие какого-либо успеха становилось серьезной проблемой. Эйнштейну и его жене пришлось отдать их первого ребенка, дочь, родившуюся еще до того, как они поженились, на воспитание, теперь же они старались вырастить второго на невеликое жалование служащего бюро патентов. Эйнштейну было двадцать шесть лет. Ему не хватало средств даже на то, чтобы помочь жене хотя бы частично возобновить ее научные занятия. Действительно ли он так умен, как уверяла обожавшая его младшая сестра Майя?

Ему удалось напечатать несколько статей по физике, однако особого впечатления они не произвели. Эйнштейна неизменно интересовали существующие между различными явлениями связи общего характера – в самой первой своей статье, опубликованной в 1901 году, он попытался показать, что силы, управляющие жидкостью, которая поднимается по соломинке для питья, в фундаментальном отношении подобны тем, о которых трактуют ньютоновские законы тяготения. Однако добиться того, чтобы эти общие связи заработали, ему не удавалось, и почти никаких откликов от других физиков он не получал. В письме к сестре Эйнштейн гадал, удастся ли ему это когда-либо вообще.

Даже часы, которые он проводил в бюро патентов, работали против него. Ко времени окончания рабочего дня единственная в Берне научная библиотека уже закрывалась. А как пробиться в науку, если у тебя нет возможности хотя бы знакомиться с последними ее достижениями? Когда на службе выпадали свободные минуты, Эйнштейн записывал кое-что на листах бумаги, которые держал рабочем столе, в ящике, который он шутливо называл своей кафедрой теоретической физики. Однако Халлер не спускал с Эйнштейна глаз и потому ящик этот по большей части оставался закрытым. В сравнении с друзьями, которыми он обзавелся в университете, Эйнштейн все больше и больше отставал от науки. Он разговаривал с женой о том, чтобы оставить Берн и попытаться найти место школьного учителя. Однако и эта возможность гарантированной отнюдь не была – четыре года назад он уже предпринял такую попытку, но постоянного места получить так и не смог.

А затем, в прекрасный, по воспоминаниям Эйнштейна, весенний день 1905 года он встретился со своим лучшим другом, Мишелем Бессо. («Я очень любил его, – писал Эйнштейн, – за острый ум и простоту».) Они совершили долгую прогулку по окрестностям города. Как правило, друзья болтали при таких встречах о работе в патентном бюро, о музыке, однако на этот раз Эйнштейну было не по себе. То, о чем он размышлял в последние месяцы, начинало складываться в единую картину, и все же, существовала некая тонкость, которую он никак не мог уловить. Она не далась ему и в тот вечер, зато утром следующего дня он вдруг проснулся, ощущая «величайшее волнение».

Сочинение первого чернового наброска статьи – тридцати с чем-то страниц – потребовало пяти-шести недель. Эйнштейн послал ее в «Annalen der Physik», однако еще несколько недель спустя понял, что статья эта требует добавления. И вскоре в тот же физический журнал были посланы три дополнительных страницы. Позже он признался еще одному другу, что был не вполне уверен и в точности этого дополнения: «Идея занятна и увлекательна, но я не знаю, не посмеется ли над нею Господь, не сыграл ли он со мной злую шутку». Впрочем, в написанном им никакой неуверенности не ощущалось: «Результаты электродинамических исследований, опубликованные мною недавно в этом журнале, привели к очень интересному заключению, которое я и хочу изложить». За этим следовало четыре абзаца.

Так появилось на свет E=mc ².

Часть 2. Предки E=mc ²

Глава 2. Е – это энергия

Слово «энергия» на удивление молодо, проследить происхождение нынешнего его смысла удается лишь до середины 1800 годов. И дело вовсе не в том, что до той поры никто не осознавал, что вокруг нас существуют самые разные силы – потрескивание статического электричества, буйные ветра, срывающие паруса с мачт. Просто всем казалось, что эти силы никак одна с другой не связаны. Не существовало понятия «энергии», которое охватывало бы их все.

Одним из людей, сыгравших важнейшую роль в изменении этого понятия, был Майкл Фарадей, очень толковый подмастерье переплетчика, которому однако же не хотелось заниматься всю жизнь одним лишь переплетным делом. Впрочем, в Лондоне 1810-х это занятие не только позволяло избежать бедности, но и обладало еще одним редкостным преимуществом: «Там было столько книг, – годы спустя говорил Фарадей другу, – и я их читал». Впрочем, чтение это было, что сознавал и сам Фарадей, фрагментарным – несколько страниц из одной книги, несколько из другой. Но иногда, оставаясь вечерами в одиночестве, он прочитывал при свече или лампе целые тетрадки из шестнадцати, а то и тридцати двух ожидавших переплета страниц.

Он мог так и остаться переплетчиком, однако в георгианской Англии существовала хоть и малая, но все же не нулевая социальная мобильность. Когда Фарадею было двадцать лет, один из посетителей мастерской предложил ему билеты на лекции, читавшиеся в «Королевском институте». Сэр Гемфри Дэви рассказывал там об электричестве, о скрытых силах, которые должны существовать под внешней оболочкой видимого мира. Фарадей отправился на лекции и понял, что ему выпала удача увидеть жизнь намного лучшую, чем та, какую он вел, работая в мастерской. Но как в эту жизнь войти? Ни в Оксфорде, ни в Кембридже он не учился, да и того, что мы именуем теперь средней школой, тоже почти не посещал. Денег у Фарадея было ровно столько, сколько мог дать ему работавший кузнецом отец, – то есть не было никаких, – а в друзьях у него состояли такие же бедняки, как он.

Зато он умел красиво переплетать книги. У Фарадея издавна завелась привычка делать, если выпадала такая возможность, заметки, вот он и принес в мастерскую свои записи лекций Дэви. Там он переписал их заново, присоединив к ним зарисовки демонстрационных приборов, которыми пользовался Дэви. Затем переписал получившуюся рукопись еще раз – все эти черновики хранятся ныне, как святые реликвии, в подвальном архиве лондонского «Королевского института», – взял кожу, шило, гравировальные инструменты и переплел все в роскошную книгу, которую и послал сэру Гемфри Дэви.

Дэви написал Фарадею, что хочет увидеться с ним. Молодой человек понравился ученому, и тот после нескольких приводивших Фарадея в уныния неудачных попыток все же нашел для него место лабораторного ассистента.

На старых товарищей Фарадея по мастерской это могло произвести сильное впечатление, однако новое его положение было вовсе не тем идеалом, к которому он стремился. Временами Дэви обращался с ним как дружелюбный наставник, временами же, – Фарадей писал об этом друзьям, – впадал в раздражение и отталкивал его. И это особенно огорчало Фарадея, ибо в науку он пришел благодаря доброму участию Дэви, его словам о том, что, если человек достаточно искусен и способен видеть то, что было доселе скрыто, он может связать весь наш опыт в единое целое.

Дэви понадобилось несколько лет, чтобы проникнуться к Фарадею окончательной симпатией, и как раз в эту пору молодого ученого попросили разобраться в удивительном открытии, сделанном в Дании. До того времени все знали, что между электричеством и магнетизмом нет и не может быть никакой связи. Электричество было чем-то таким шипящим и потрескивающим, исходящим из батарей. Магнетизм – невидимой силой совсем иного рода, притягивавшей стрелки навигаторских компасов или заставлявшей куски железа липнуть к магнитному железняку. Никакого отношения к батареям и электрическим контурам магнетизм не имел. И тем не менее, некий копенгагенский лектор обнаружил ныне, что если пропустить по проводу электрический ток, стрелка лежащего поверх провода компаса слегка сдвинется в сторону.

Объяснить это явление никому не удавалось. Как может сила скрытого в металле электричества выскочить наружу и повернуть стрелку магнитного компаса? И вот, когда к Фарадею, которому шел уже третий десяток лет, обратились с просьбой – попробовать выяснить, как это происходит, в письмах его немедленно зазвучали гораздо более веселые нотки.

Он начал ухаживать за девушкой («Вы знаете меня хорошо или даже лучше, чем я сам, – писал он ей. – Знаете мои прежние предубеждения, нынешние мысли – знаете мои слабости, мое тщеславие, весь мой ум»), и девушке его ухаживание понравилось: в середине 1821 года, когда Фарадею уже исполнилось двадцать девять лет, они вступили в брак. Он стал официальным членом церкви, к которой многие годы принадлежали его родные. То была мирная, буквалистская секта, именовавшаяся «зандеманианцами» – по имени Роберта Зандемана, который перевез ее в Англию. И самое главное, у Фарадея появилась возможность произвести впечатление на сэра Гемфри Дэви: отплатить ему за изначальную веру в малообразованного молодого переплетчика и пробиться, наконец, сквозь необъяснимые барьеры, которые Дэви воздвиг между ними.

Как это ни странно, ограниченность формального образования Фарадея сильно сыграла ему на руку. Такое случается не часто, потому что, когда некая научная проблема достигает достаточно высокого уровня разработки, отсутствие образования не позволяет людям со стороны даже подступиться к ней. Двери закрываются, статьи становятся непонятными. Однако в те ранние дни понимания сути энергии все было иначе. Большинству студентов, будущих ученых, втолковывали, что любое сложное движение раскладывается на сочетание толчков и притяжений, которые распространяются по прямым линиям. Поэтому для них были лишь естественными попытки отыскать какие-то направленные по прямой притяжения между магнитами и электричеством. Однако этот подход не показывал, каким образом электрическая сила воздействует, пронизывая пространство, на магнетизм.

А поскольку Фарадею мысли о прямых линиях никто не внушал, он обратился, как к источнику вдохновения, к Библии. Зандеманианцы веровали в совсем иную геометрическую фигуру: в круг. Люди святы, говорили они, и каждый из нас имеет обязательства перед другими, на святости нашей природы и основанные. Я помогу тебе, ты поможешь еще кому-то и так оно будет продолжаться, пока не замкнется круг. И этот круг – понятие вовсе не отвлеченное. Фарадей в течение многих лет проводил значительную часть своего свободного времени либо в церкви, рассуждая об этих круговых отношениях, либо в работе, посвященной благотворительности и взаимопомощи.

К исследованиям взаимосвязи электричества и магнетизма он приступил в конце лета 1821 года – за двадцать лет до того, как родился изобретатель телефона Александер Грэхем Белл; за пятьдесят до рождения Эйнштейна. Фарадей вертикально установил на столе магнит. Вера, в которой он был воспитан, внушала ему мысль о вихре завивающихся вокруг магнита незримых круговых линий. Если он прав, свободно подвешенный проводник будет втянут в эти таинственные круги, как лодчонка в водоворот. Фарадей подключил проводник к батарее.

И сразу же совершил величайшее открытие своего века.

Впоследствии, как уверяет апокрифическая история, – после всех его докладов, после того, как Фарадей стал членом «Королевского общества», – тогдашний премьер-министр спросил у него, какая от его открытия может быть польза, и Фарадей ответил:

– Ну как же, премьер-министр, настанет день и вы сможете облагать его налогом.

То, что открыл в своей подвальной лаборатории Фарадей, стало основой электрического двигателя. Вращающийся по кругу свободно свисающий проводник особо на этот двигатель не похож. Однако у Фарадея имелся всего лишь маленький магнит да и энергия в провод подавалась очень малая. Увеличьте ее и проводник будет все с тем же усердием описывать все те же круги, которые Фарадей навоображал в пустом на взгляд воздухе. В конце концов, вы сможете прицепить к такому проводу какой-нибудь тяжелый предмет и провод потащит его за собой – вот, собственно, так электродвигатель и устроен. И не важно, вращает ли он весящий не больше пера компьютерный диск или накачивает в реактивный двигатель тонны топлива.

Шурин Фарадея, Джордж Барнард, запомнил, каким тот был в миг открытия: «Когда провод начал вращаться, он вдруг вскричал: «Ты видишь, Джордж, видишь, видишь?…» Я никогда не забуду восторга на его лице и блеска в глазах!».

Глаза Фарадея блестели потому, что ему было лишь двадцать с небольшим лет, а он уже совершил великое открытие, которое, казалось, подтверждало истинность глубочайших идей его веры. Потрескивание электричества и безмолвная сила магнитного поля, – а теперь еще и быстрое кружение медного провода, – все они были связаны. С ростом количества электричества, наличный магнетизм убывает. Незримые вихри Фарадея представляли собой туннель, канал, по которому магнетизм может перетекать в электричество и наоборот. Полная концепция «энергии» пока еще сформулирована не была, однако открытие Фарадея, связавшее два разных вида энергии, приблизило ее создание.

То был наивысший взлет его жизни, – и именно тогда сэр Гемфри Дэви обвинил Фарадея в том, что идею тот украл у него.

Дэви начал рассказывать о том, как он лично обсуждал сей предмет с разными учеными, которые занимались исследованиями этого явления, – с людьми, получившими настоящее образование, – а Фарадей, надо полагать, просто подслушал их разговоры.

Россказни эти были лживыми, Фарадей пытался протестовать, просил – именем прежней дружбы – позволить ему объясниться, однако Дэви был непреклонен. Последовали намеки еще более грубые, пусть и высказывались они уже другими людьми, не самим Дэви: чего же еще и ожидать от столь молодого, лишенного основательного образования человека, низкого, к тому же, происхождения, как не попыток обманным путем выбиться из подмастерьев в люди? Прошло несколько месяцев и Дэви отступился, однако извинений он так и не принес и клевета осталась висеть в воздухе.

В своих заметках и личном дневнике Дэви часто писал о том, сколь важно помогать молодым людям. Беда состояла в том, что сам он попросту не мог подвигнуть себя на это. Вся эта история сводится к обычному противостоянию людей молодых и старых. Дэви был старше Фарадея всего-то лет на десять с небольшим. Однако Дэви нравилось, когда его изображали главой британской науки, а время, которое он проводил вне лаборатории, упиваясь вместе с своей весьма чувствительной к положению в свете женой хвалами лондонского высшего общества, лишь делало эти хвалы более лживыми. Он отнюдь не возглавлял новейшие исследования. Переписываясь с континентальными мыслителями, он сознавал, что получение письма от столь видного члена «Королевского института» должно производить на них внушительное впечатление, однако от предложения каких-либо свежих идей воздерживался.

Этого не замечал почти никто, но Фарадей замечал. Он походил на Дэви больше, чем кто-либо другой. Обоим пришлось начинать свой путь в науку со ступени, находившейся на уровень ниже, чем у их ученых современников. Фарадей не считал нужным просить за это прощения, а вот Дэви изо всех сил старался скрыть свое прошлое. И тихое присутствие рядом Фарадея, служило постоянным напоминанием о том, что пришлось пережить им обоим.

Фарадей никогда не сказал о Дэви ни одного дурного слова. Однако в течение нескольких лет после того, как были произнесены обвинения в плагиате, отзвуки которых долго еще носились в воздухе, он осмотрительно воздерживался от исследований, относившихся к переднему краю науки. И вернулся к работе лишь после смерти Дэви, последовавшей в 1829 году.

Фарадей дожил до преклонных лет, став со временем очень видным членом «Королевского института». Его восхождение было типичным для перехода науки из рук джентльменов в руки профессионалов. Клевета Дэви была давно забыта. Фарадей совершил еще несколько открытий, приобрел огромную славу, к нему часто обращались с письменными просьбами, подобными вот такой, например:

28 мая 1850

Дорогой сэр!

Мне пришла в голову мысль, что очень многим людям было бы весьма полезно иметь на столах, за которыми они завтракают, некий отчет о Ваших последних лекциях… Я был бы чрезвычайно рад возможности… отпечатать его в моем новом предприятии…

С великим уважением и почтительностью остаюсь, дорогой сэр, Вашим верным слугой

Чарльзом Диккенсом.

Впрочем, в последнее десятилетие своей жизни Фарадей, подобно Дэви, лишился возможности следить за новейшими результатами исследований. Однако концепция энергии уже вела собственную жизнь. Все на первый взгляд раздельные мировые силы медленно и величаво соединялись, дабы создать шедевр Века Виктории: огромное, единое царство Энергии. С тех пор, как Фарадей показал, что связаны даже электричество и магнетизм – два элемента, считавшиеся совершенно различными, – сообщество ученых проникалось все большей уверенностью в том, что и для всех прочих форм энергии может быть подобным же образом установлено существование глубоких связей. Существовала энергия химическая, выделявшаяся при взрыве пороха, существовала тепловая энергия трения, которая высвобождается, когда шаркаешь подошвой по земле, – и между ними тоже имелась связь. Когда порох взрывается, высвобождаемая при этом энергия, которая порождает взрывную волну и заставляет камни лететь по воздуху, должна быть в точности той, какая покоилась в химическом обличии внутри заряда.

Совсем не трудно проглядеть всю необычность концепции энергии, которую помогли создать труды Фарадея. Все выглядело так, точно Бог, творя вселенную, сказал: я собираюсь разместить в моей вселенной количество энергии, равное Х. Я позволю звездам расти и взрываться, планетам кружить по их орбитам, пусть люди строят огромные города, пусть сражаются и эти города разрушают, и пусть затем уцелевшие создают новые цивилизации. Пусть будут пожары, и кони, и волы, тянущие за собой телеги; пусть будет уголь и паровые машины, и фабрики, и даже мощные локомотивы. И все же, во всей этой последовательности событий, даже при том, что типы энергии, наблюдаемые людьми, будут меняться, даже при том, что энергия будет иногда выглядеть как тепло, согревающее мышцу человека или животного, а иногда, как сила водопада или извержение вулкана: несмотря на все это разнообразие, полное количество энергии останется тем же, что и в начале. То количество, которое я сотворил изначально, не изменится. Оно не станет меньшим и на одну миллионную долю.

В таком изложении все это выглядит чистой воды тарабарщиной – религиозными представлениями Фарадея о единой вселенной, в которой распространяется лишь одна единственная сила. Чем-то вроде слов Оби-Ван Кеноби из «Звездных войн»: «Сила это энергетическое поле, создаваемое всем живым; она связует галактику воедино».

И все же это правда! Когда вы в тишине ночного дома захлопываете дверцу буфета, энергия проявляется в скользящем движении дверцы, но точно такое же количество энергии уходит из ваших мышц. А когда дверца, наконец, закрывается, энергия ее движения не исчезает, она просто переходит в подрагивание буфета, возникающее после удара дверцы, в тепло, порождаемое трением ее скрипучих петель. И если вам приходится слегка упереться ногами в пол, чтобы не поскользнуться, захлопывая дверцу, Земля чуть сходит с орбиты, подпрыгивая вверх ровно настолько, насколько это необходимо, чтобы уравновесить ваше движение.

Равновесие во всем. Измерьте химическую энергию, скрытую в груде угля, потом спалите его в паровозной топке и измерьте энергию ревущего пламени и летящего вперед паровоза. Ясно, что форма энергии изменяется, разные системы и выглядят очень по-разному. Однако полное ее количество остается в точности тем же самым.