Текст книги "Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях"

Автор книги: Уолтер Гратцер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 33 страниц)

Уолтер Гратцер Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях

Предисловие

Рассказывают, что некий сельский священник из Англии имел привычку оживлять свои проповеди драматическими отступлениями от темы, предваряя их таким вот воззванием ко Всевышнему: “И если, о Господи, это поучение туманно, позволь рабу Твоему проиллюстрировать его анекдотом…” Более известного священника, преподобного Сидни Смита, однажды застали за таким завершением вечерней молитвы: “А теперь, Господи, я расскажу Тебе анекдот”. Итак, если даже Бога можно заподозрить в том, что Ему доставляют удовольствие забавные сюжеты, то что говорить обо всех нас? Американский дипломат Джон Хэй как-то предположил, что подлинную историю стоит искать в “личных анекдотах и частной переписке тех, кто эту историю делает”. Сэмюэль Джонсон также превозносил ценность пикантных деталей. В своем журнале “Бродяга” он отмечал: “Об истинном характере человека узнаёшь больше, поболтав с его слугами, чем прочитав тщательно выстроенную официальную биографию, начинающуюся с родословной и заканчивающуюся описанием похорон”.

Итак, что такое анекдот? Вот определение из Оксфордского словаря английского языка: “Тайные, личные или до сих пор не опубликованные сведения либо исторические детали. Рассказ об обособленном происшествии либо единичном случае, если тот подается как интересный или выдающийся (но изначально – сплетня)”. То есть анекдот обязан одновременно развлекать и приглашать к размышлению. Отцу Дизраэли, книголюбу Исааку, анекдоты представлялись “краткими заметками о человеческой природе и человеческой учености”, и он писал так: “Многие восклицают: довольно анекдотов об авторе, мы желаем его трудов; и все же я раз за разом убеждался, что труды не так интересны, как анекдоты”.

Зачастую это верно и тогда, когда речь заходит о науке: большинству людей истории о частной жизни Эйнштейна покажутся гораздо более захватывающими, чем его статьи. Разумеется, было бы нелепостью считать, что выжимки из прошлого, собранные в этой книге, приведут читателя к научному знанию – но, я надеюсь, они смогут пролить хоть немного света на социологию и историю науки.

Наука отличается от прочих занятий человечества уже тем, что ее содержание не зависит от поступков ученых. Строение атома или структура ДНК были бы открыты, даже если бы Бора с Резерфордом или Уотсона с Криком не существовало, – и вряд ли эти прорывы в познании случились бы сильно позже. Наука прежде всего занятие коллективное. “Искусство – это я, наука – это мы", – провозгласил в свое время отец-основатель современной физиологии Клод Бернар. В этом смысле роль личности второстепенна. И тем не менее наука не испытывает недостатка в ярких и эксцентричных персонажах – от Тихо Браге с его металлическим носом (в юности во время дуэли он лишился части носа и заменил ее металлическим протезом) или Генри Кавендиша с его патологической боязнью людей до наших современников. Вспомним, к примеру, книги физика Ричарда Фейнмана или великого физика-теоретика Вольфганга Паули, чьи афоризмы всплывают в каждодневных разговорах ученых. Именно Паули якобы так отозвался о работе своего коллеги: “Эта статья не верна, более того – она даже не ошибочна”. Ему же приписывают часто цитируемую ремарку, брошенную во время скучного доклада амбициозного докладчика: “Такой молодой и уже никому не известный”. А когда Паули в разгар дискуссии прервал своим педантичным замечанием не столь блестящий физик Юджин Гут, тот послушал секунду-другую и ответил: “Гут! Все, что знаете вы, я знаю тоже”. Закончить стоит тем, что у палаты швейцарской больницы, где Паули предстояло умереть, был 137-й номер – “магическое число" из квантовой теории, связанное с тонкой структурой спектра атома водорода и интересовавшее Паули большую часть его жизни. (У космолога Артура Эддингтона, к слову, стало навязчивой привычкой в любом гар-деробе вешать шляпу исключительно на крючок с таким номером.) Дурное совпадение расстроило Паули и омрачило ему последние дни.

В этой книге собраны исторические факты. Многие из них стали научным фольклором, передающимся от студента к студенту, а заодно проверенным средством разбавить скучную лекцию. Каждый ученый, думаю, помнит возражение Нильса Бора, которому сказали, что вешать над дверью загородного дома подкову на счастье нелепо: “Разумеется, нелепо. Но, я слышал, такая штука работает и когда в нее не верят”. Многие помнят и оказавшееся ошибочным суждение школьного учителя Эйнштейна, утверждавшего, что этот его ученик никогда ничего не добьется[1]1
  Тот факт, что Эйнштейн запаздывал в развитии, кажется неоспоримым; сам Эйнштейн допускал, что в немалой степени обязан этому масштабами своих научных достижений. Вот его объяснение из письма другу, физику Джеймсу Франку:
  Время от времени я спрашиваю себя, как так случилось, что именно я создал теорию относительности. Причина, я думаю, в том, что нормальный взрослый никогда не прекращает размышлять по поводу пространства и времени. Это те вещи, над которыми он начал думать ребенком. Однако мое интеллектуальное развитие запаздывало, в результате чего я начал удивляться пространству и времени, только когда вырос. (Примеч. автора)


[Закрыть]. Застревает в памяти и легенда о первых словах маленького Альберта. Когда ему шел уже четвертый год, он выразил недовольство слишком горячим молоком, а когда изумленные родители воскликнули: “Ба, да он говорит! А почему раньше молчал?” – то Альберт якобы ответил: “Потому что раньше все было в порядке”.

Студентов-химиков в свою очередь развлекают историями про огромную бороду кембриджского профессора Киппинга (или оксфордского профессора Невила Сиджвика, или даже Адольфа фон Байера из Мюнхена). Говорили, что в ней спрятано по кристаллику любого известного органического вещества – и поэтому, когда свежеприготовленный раствор отказывается кристаллизоваться, нужно лишь подозвать профессора, якобы посоветоваться, и тогда из бороды, реющей над пробирками, упадет микроскопическое зерно, зародыш будущего кристалла, и начнется кристаллизация.

Те из нас, чья жизнь проходит в лабораториях, хранят в памяти множество комических и нелепых эпизодов, случившихся из-за изобретательности, неуклюжести, невезения либо невероятной удачи. Я, например, дорожу воспоминанием своего приятеля об инциденте, который разом пошатнул в нем веру в науку: его университетский преподаватель физики, человек чрезвычайно неловкий, собрался объяснять природу всемирного тяготения и, вытянув вверх руку с куском мела, спросил студентов, что, по их мнению, случится, когда он разожмет руку. Студенты ответили, что мел упадет на пол, но произошло нечто иное: преподаватель выпустил мел, и он, зацепившись за манжету, исчез в глубине профессорского рукава. А вот еще история: Чарльз Добени, первый оксфордский профессор-химик, однажды предъявил студентам пару бутылок и заявил, что, если их содержимое смешать, взрыв снесет стены. Затем Добени повернулся, споткнулся и уронил обе. Аудитория мгновенно отпрянула, но ничего не произошло: предусмотрительный лаборант перед лекцией подменил жидкости (кстати, о том, что все-таки было в бутылках, история умалчивает). Вспомним еще рассказ Абдуса Салама о его учебе в перерывах между войнами в Пакистане: “Наш учитель однажды говорил о гравитационном взаимодействии. Разумеется, о силе притяжения всем хорошо известно, и имя Ньютона знают даже в таких местах, как Джанг. Но затем учитель перешел к магнетизму, показал нам магнит и произнес: “Электричество… О, эта сила не живет в Джанге. Она живет разве что в Лахоре, на сотню миль восточней. А как быть с ядерными силами? Эти силы обитают только в Европе! В Индии им нет места, и нам незачем беспокоиться по их поводу”. (Работа Салама, которую отметили Нобелевской премией в 1979 году, заключалась как раз в объединении электромагнитных и слабых ядерных взаимодействий.) Такие короткие и согревающие сердце зарисовки анекдотами не назовешь.

Главной темой научных анекдотов очень часто становятся черты характера ученых, например увлеченность своим делом, порождающая невероятную рассеянность. Один из друзей Эйнштейна рассказывал, как однажды зашел к нему в гости: жена оставила физика нянчиться с новорожденным сыном в их крохотной бернской квартире, и Эйнштейн одной рукой выписывал уравнения, а другой механически раскачивал колыбель, даже не вслушиваясь в доносящиеся оттуда истошные вопли. Историй такого рода про других светил науки не сосчитать. Вот, например, история про Нильса Бора, во всем и всегда идущего до конца. После лекции, движимый страстным желанием разобраться с задачей-головоломкой, он встретил на улице австрийского теоретика Эрвина Шрёдингера. Шрёдингер, измученный и разбитый простудой, хотел только одного – добраться до теплой кровати, но Бор шел за ним, не отступая ни на шаг, до самой спальни и всю ночь не прекращал беседу, плавно превратившуюся в монолог. А непрекращающаяся дискуссия Бора с Эйнштейном о квантовой теории прервалась только со смертью последнего и затронута в некоторых из приведенных здесь воспоминаний.

Столь целеустремленный поиск научной истины многих приводил к самоубийственной (или просто убийственной) утрате контакта с реальностью. Бертран Рассел однажды заметил, что если бы его коллега, математик Годфри Гарольд Харди, смог с помощью своих уравнений предсказать его, Рассела, скоропостижную смерть и узнать, что предсказания эти оказались верны, то удовлетворение от собственной правоты перевесило бы для Харди скорбь от ухода друга в мир иной. Именно такое страстное отношение к науке стало для многих причиной смерти в результате экспериментов над собой и иногда – над другими. Известный биолог-эволюционист Уильям Хамильтон, погибший в 2000 году во время экспедиции в джунглях Конго, имел привычку засовывать руку в каждое углубление в земле – так он проверял, не прячется ли там кто. (Стоит сказать, что у биолога на правой руке и прежде не хватало нескольких фаланг пальцев – но это был результат его детских опытов со взрывчаткой.) Стоило Хамильтону наткнуться на гнездо насекомых, первым делом он стучал по нему палкой и глядел, что выйдет. Автор некролога вспоминал, что только раз наблюдал его бегство от живых существ – это случилось, когда Хамильтон разворошил улей пчел-убийц.

Тщеславие и зависть – еще одна часто повторяющаяся тема в рассказах об ученых. Редкий пример отсутствия личных амбиций – Нильс Бор, которым, похоже, двигало прежде всего чистое и незамутненное стремление узнать истину, причем для него было абсолютно не важно, кто ее добудет – он или кто-то другой. Естественней для человеческой природы выглядит признание одного знаменитого американского математика, что он скорее выбрал бы видеть теорему недоказанной, чем знать, что это не он ее доказал. Пол Хоффман, биограф знаменитого венгерского математика Пола Эрдёша, рассказывал, что после того, как Эрдёш с соавтором, Атле Сельбергом, нашли решение древней задачи – доказали теорему о простых числах, Сельберг случайно услышал, как неизвестный ему математик говорил своему коллеге: “Знаешь, тут Эрдёш и еще кто-то, не помню, как звать, придумали элементарное доказательство теоремы о простых числах”. Сельберг оскорбился настолько, что опубликовал работу под своим именем – и был награжден медалью Филдса, аналогом Нобелевской премии для математиков.

Также вспоминается японский физик, которому не хватило самой малости, чтобы стать первооткрывателем нейтрона; при упоминании этого слова (так забавлялись его жестокие студенты) по лицу физика начинали течь слезы. А как быть с Филиппом Ленардом, немецким нобелевским лауреатом и заклятым врагом Эйнштейна? Уверенный, что многие открытия у него украдены, во время Первой мировой он слал на Западный фронт коллеге Джеймсу Франку письма с призывами к военным подвигам; если верить Франку, Ленард призывал особенно яростно бить англичан, потому что те никогда не ссылаются на него должным образом. Подобные сюжеты всегда были интересны широкой публике.

Остались в истории и неосторожные прогнозы ученых-знаменитостей. К примеру, утверждение, что “космические полеты – пустой звук”, принадлежит королевскому астроному Великобритании (и высказано оно было незадолго до того, как первый пилотируемый корабль вышел на орбиту Земли), а один из величайших физиков XX века Эрнест Резерфорд называл вздором идею коммерческого использования атомной энергии. Но, как, по слухам, заметил Нильс Бор, “предсказывать вообще трудно, а будущее – тем более”. И наконец, поскольку наука в целом движется медленно и испытывает дефицит каждодневных драм, то в памяти остаются одни только мгновения внезапных поразительных озарений и особо редкие подарки судьбы – например, разбитый прямо в колбе термометр, благодаря которому в ртути признали катализатор реакции, позволившей запустить новую индустрию. Еще чаще выполняется непреложное правило: все плохое, что способно случиться, обязательно случается. Можно впустую потратить коробок спичек, пытаясь поджечь газету с кучей сухого хвороста в камине, а можно выбросить одну из окна автомобиля – и устроить лесной пожар. Этот тип невероятных совпадений тоже служит почвой для анекдотов.

В заключение скажу, что достоверность – вечная проблема подборок вроде этой. Одни и те же истории рассказываются с разными персонажами в главной роли; я особо оговариваю каждый такой случай. Не могу ручаться, что здесь нет ни одного апокрифа; однако я придерживаюсь мнения, что, если они выглядят правдивыми, их стоило включить.

Более того, я отдаю себе отчет в недостатке ссылок: научные анекдоты, в отличие от литературных и исторических, сохранившихся в бесчисленных компиляциях, живут только в коллективной памяти научного сообщества и передаются от поколения к поколению в форме устного предания. Поэтому зачастую трудно указать источники, однако это сделано всюду, где было возможно. Во многих случаях ничем лучше вторичных источников я не располагаю. Однако на чем-то следует и остановиться. Вот история, которую рассказывали в Оксфорде сто с небольшим лет подряд про устный экзамен по физике. “Экзаменатор спрашивает: “Что такое электричество?” Охваченный паникой студент отвечает, запинаясь: “О, сэр, я уверен, что знал, но, похоже, забыл”. – “Как жаль, как жаль! Что такое электричество, знали всего двое: вы и Создатель, и вот один из вас все забыл””. Сомневаюсь, что это как-либо связано со знаменитым замечанием лорда Пальмерстона, что вопрос Шлезвиг-Гольштейна (предмет конфликта между Данией и Германией) когда-либо понимали всего три человека: один сошел с ума, другой умер, а третьим был сам лорд Пальмерстон – и он все забыл. Корни оксфордской истории (которая несколько раз появлялась в печати) я пытался отследить как можно тщательней, но ничего не вышло. Пришлось признать, что это апокриф. Вот только один из многих примеров, которые я был вынужден исключить из книги.

Где было необходимо, я коротко изложил научную подоплеку историй.

Источники, исходные либо вторичные, приводятся в конце каждой главки. Надеюсь, что случайного читателя, который сочтет увлекательным этот сборник “блестящих игрушек истории” (как выразился Уинстон Черчилль), чащи науки заманят еще глубже – туда, где он сможет вознаградить себя множеством вещей скрытых, но удивительных.

Я благодарен за множество замечаний и поправок доктору Бернарду Диксону и преподобному доктору Джону Полкингорну и в особенности доктору Майклу Роджерсу из Oxford University Press. Эта книга – его идея, и без его поддержки и настоятельных советов она не была бы даже начата, а тем более закончена. Сара Банни с педантизмом мастера отнеслась к нелегкому делу редактирования этой рукописи. Ее острый глаз и виртуозное владение научным и историческим инструментарием позволили избежать многих фактических ошибок и стилистических огрехов.

Великое зловоние

У непосвященных химия ассоциируется с отталкивающей вонью – и, без сомнения, есть такие вещества, чьи запахи намертво прилипают к рукам и одежде. Профессора Уильяма Генри Перкина-младшего, говорят, однажды даже выгнали из автобуса, на котором он возвращался домой из лаборатории, где работал с дурно пахнущими аминами. Но мало какая история может сравниться с этой, рассказанной Джоном Ридом, профессором химии в Университете Сент-Эндрюса.

Это случилось в те времена, когда Рид работал в кембриджской лаборатории сэра Уильяма Джексона Поупа (1870–1939). Поуп, один из отцов-основателей стереохимии, в свое время совершил фундаментальное открытие – он показал, что соединения, где атом углерода связан с четырьмя разными атомами или группами, существуют в двух формах. Представим себе четыре группы в вершинах тетраэдра: когда любые две меняются местами, новый тетраэдр нельзя совместить со старым – он совместим только с его зеркальным отражением. Такая структура обладает внутренней асимметрией, выражающейся в способности вращать влево или вправо плоскость поляризации света.

Поуп с коллегами приготовили несколько таких оптически активных (как их теперь называют) соединений, причем не только углеродных, но и кое-какие производные серы, причем многие из них (как, например, сероводород, простейшее среди них) чрезвычайно плохо пахли. Затем Поупу захотелось узнать, изменится ли оптическая активность, если заменить серу ее ближайшим аналогом, селеном. (Селеноводород похож на сероводород, газ с запахом тухлых яиц, но его “аромат” еще более неприятен: когда великий химик Берцелиус работал с этим веществом, квартирная хозяйка решила, что ее постоялец объедается чесноком.) Химикам будет любопытно узнать, что вещество Поупа было бромидом мети-лэтилселенэтина (его формула [МеЕtSеСН_зСООН] Вr). Рид вспоминает:

Наши опыты в Кембридже выглядели так: селеновый стержень лежал внутри длинной трубки из толстого стекла, через которую тек водород, а снаружи всю конструкцию активно подогревали на бунзенов-ской горелке. Сам селен терял в весе, превращаясь в газ селеноводород, а смесь этого газа с водородом поступала в раствор едкого натра в спирте. В получившийся раствор гидроселенида натрия сначала добавили эквивалентное количество этилиодида и нагрели. Потом то же самое проделали с добавкой метилиодида и этилата натрия. Образовался метил-этилселенид, который нагревали с бромуксусной кислотой, чтобы получить безвредный метилэтилсе-ленэтинбромид.

С первой стадией успешно справились в лаборатории, но затем, ввиду ощутимого запаха, пришлось переместиться на крышу здания и расставить всё так, чтобы ветер дул экспериментаторам в спину. Пока селенида было всего несколько граммов, его удавалось удерживать и он не попадал в воздух. Однако вскоре события вышли из-под контроля, и то, что произошло затем, заслуживает пера Уэллса и Дефо. Про некоторые духи говорят, что их аромат можно по-настоящему оценить только при сильном разбавлении. То же верно и для алкилселенидов: по мере того как вещество рассеивалось в воздухе, вонь становилась все более невыносимой. Преодолев преграду в виде ловушек с перманганатом, струи отвратительного газа устремились вниз к беззащитным обитателям Кембриджа.

К несчастью, эксперименты пришлись на время празднования столетия Дарвина, которое как раз отмечали в городе в июне 1909-г0. Чаепития на свежем воздухе в садах были тут же прерваны, и когда гости устремились в комнаты, ужасный запах преследовал их и там, забираясь даже в чашки с чаем. На следующий день с подветренной стороны оказался Крист-колледж, в саду которого устроили празднование, и неприятности повторились. На улицах, в рекреациях колледжей, в кафе и парикмахерских, в конных трамваях – то есть везде, где в Кембрижде собираются люди, – все только и говорили про Запах.

Решительный протест обрушился на местные власти, газеты публиковали письма разгневанных налогоплательщиков, коммерсанты в Пэтти-Кьюри (и вообще всюду с подветренной стороны) спешно закрывали свои конторы и отправляли служащих в отпуск на неопределенный срок, пока зловоние не прекратится, – словом, в прежде безоблачной кембриджской атмосфере воцарилось страшное беспокойство. В конце концов, когда удалось выяснить, что источник всеобщего раздражения – университетская химическая лаборатория, газета “Кембридж дэйли ньюс” вышла с разоблачительным заголовком: “Что это было? Канализация оправдана, виновной признана наука”.

В связи с этим ученые работу решили продолжить на свободных просторах болот.

В итоге Поуп, Рид и еще один их коллега попросили у фермера из удаленного Уотербича разрешения создать “громоподобную вонь” на его землях. Фермер им разрешил и тут же пригласил химиков приехать на его ферму и понюхать навозные кучи – и кучи те наверняка произвели на ученых должное впечатление, но фермера ждал еще больший сюрприз. Поуп с друзьями отправились вверх по реке Кем на моторной лодке, захватив с собой два ящика лабораторного стекла и реактивов. Наконец спиртовые горелки и примус начали подогревать реакционную смесь. Фермер довольно скоро отправился в бегство, однако, продолжает Рид, большое стадо коров собралось полукругом с подветренной стороны, являя собой тихую, но заинтересованную аудиторию. В сотне ярдов ниже по течению река изгибалась вправо, и как раз вблизи этого места проплывавшие там лодки и баржи попадали в полосу зловония; недоумение пассажиров этих судов, в то время как странный аромат поражал одного за другим, было весьма забавным. Вскоре мы столкнулись с реакцией представителей фауны: насекомые всех видов, ползающие и летающие, облепили наш аппарат, причем некоторые даже пытались проникнуть внутрь, минуя пробки, колбы. Все их поведение свидетельствовало о том, что они были уверены – там их определенно ждет нечто замечательное.

На этой стадии, как ни печально констатировать, эксперимент был прерван: частично из-за ужасных запахов, но главным образом потому, что Поупа ждал новый и более заманчивый проект.

Read, John, Humour and Humanism in Chemistry (George Bell London, 194 7).