Текст книги "Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях"
Автор книги: Уолтер Гратцер
сообщить о нарушении
Текущая страница: 26 (всего у книги 33 страниц)
Гнев дураков
Александр Дюма полагал, что негодяи лучше дураков, поскольку они хоть иногда отдыхают. В Советском Союзе, где наука ходила в служанках у марксистской идеологии, дураки взяли верх. Вот история, рассказанная Георгием Гамовым, знаменитым физиком и космологом, который в конце концов покинул родину ради блестящей карьеры в Соединенных Штатах.
Гамов – большой, громогласный, яркий человек – отличался откровенностью и прямотой, а кроме того, замечательным чувством юмора.
В своих мемуарах Гамов утверждает, что стал скептиком и проникся недоверием к авторитетам еще в детстве. Отец купил ему небольшой микроскоп, и Гамов решил узнать при помощи научного инструмента, вправду ли пропитанный красным вином хлеб, которым его причащали, превращается в плоть и кровь Христа. В церкви он спрятал немного хлеба с вином за щекой и поспешил домой – разглядывать спрятанное в микроскоп. Контрольным образцом ему служил кусок обычного хлеба, тоже смоченный вином. А чтобы узнать, как выглядят под микроскопом настоящие кровь и плоть, он срезал тонкий слой собственной кожи и обнаружил, что два одинаковых куска мокрого мякиша не имеют с ним ничего общего. В мемуарах он признавался, что со своим скромным инструментом отдельных кровяных телец разглядеть не мог, так что доказательство не было абсолютно надежным, однако его хватило, чтобы отвратить юного Гамова от религии и приобщить к науке.
В 1925 году Гамов еще жил в Москве. Как-то Гамов беседовал с Львом Ландау (1908–1968), и тут в комнату вошел их коллега, Матвей Бронштейн. В руках у него был последний том Советской энциклопедии. Бронштейн показал им статью про светоносный эфир – несжимаемую жидкость, о которой физики девятнадцатого столетия думали, что она заполняет все пространство. Считалось, электромагнитные волны распространялись именно в эфире. Теория относительности Эйнштейна устранила эфир из физики, однако открытия Эйнштейна многим физикам старой школы казались противоречащими здравому смыслу и потому неприемлемыми по философским соображениям. Однако к 1925 году теория относительности и другие новые теории, такие как квантовая механика, прочно вошли в науку, и ученые уровня Ландау или Гамова не могли больше терпеть “механистов”, как называли тех, кто твердо придерживался ньютоновской физики и отрицал все новое.
Статья в энциклопедии, которую показал Бронштейн, была написана “красным ученым” Гессеном, чья задача состояла в том, чтобы показать всем, что он и его сотрудники ни на йоту не отклоняются от марксистско-ленинского учения. Гессен сжато излагал классические представления о свете, осуждал Эйнштейна и заявлял о материальной природе эфира. Изучить его свойства – задача советских физиков, говорилось в статье. Трое друзей и два их аспиранта решили отправить Гессену письмо, где высмеивалось бы его видение физики. К письму прилагалась оскорбительная карикатура.
Текст письма был примерно таким:
“Вдохновившись Вашей статьей о светоносном эфире, мы рвемся доказать его существование. Старик Альберт – идеалистический идиот! Призываем Вас взять на себя руководство поисками флогистона, теплорода и электрического флюида.
Г. Гамов Л. Ландау А. Бронштейн З. Генацвале С. Грилокишников”.
Мы ожидали, что Гессен придет в ярость, однако сила взрыва превзошла все ожидания. Он отнес нашу телеграмму в Коммунистическую академию в Москве и обвинил нас в открытом восстании против принципов диалектического материализма и марксистской идеологии. В итоге по приказу из Москвы было организовано особое “разгромное собрание”.
Необдуманная выходка дорого обошлась всем участникам. Аспирантам особенно досталось:
После “разгромного собрания”, которое длилось несколько часов, Дау (Ландау) и Аббатик (так прозвали Бронштейна) пришли ко мне домой и рассказали, что стряслось. Присяжные, в роли которых выступали работники машинного цеха института, признали нас виновными в контрреволюционной деятельности. Два аспиранта, подписавшие телеграмму, лишались стипендии и должны были покинуть город. Дау и Аббатик отстранялись от преподавательской работы в Политехническом (чтобы предотвратить тлетворное влияние их извращенных идей на студенчество), но сохраняли за собой исследовательские места в Институте Рентгена. Со мною же ничего не случилось, поскольку со всеми этими учреждениями я связан не был. Однако раздавались и голоса, что к нам следует применить меру наказания, известную как “минус пять” (то есть запрет на проживание в пяти крупнейших городах СССР). К счастью, ничего такого проделано не было.
Партия выражала свое недовольство Ландау не в первый и не в последний раз. Впереди его ждали еще большие неприятности. Чуть позже он был арестован и провел в тюрьме год. Только вмешательство бесстрашного Петра Капицы позволило ему вновь обрести свободу: в письме Сталину Капица пообещал, что впредь его протеже будет вести себя пристойно. Гамову после безрассудной и безуспешной попытки бежать из страны, переплыв Черное море на гребной шлюпке, в конце концов позволили выехать на конференцию в Брюссель в 1932 году, оттуда он уже не вернулся. Ландау, патриот и убежденный коммунист, остался в Советском Союзе. Его конец был печален: он получил тяжелые травмы головы, когда машина, за рулем которой был один из его учеников, разбилась на обледенелой дороге. Ландау оправился от комы, но уже работать как прежде не мог. Рассказывают, что он говорил так: “Я больше не Ландау, я теперь Зельдович” (Зельдович – другой русский теоретик первой величины, которого Ландау недолюбливал.)
Gamow George, My World Line: An Informal Autobiography (Viking Press, New York, 1970).
Домашняя комната страха
Клод Бернар (1813–1878), самый значительный физиолог девятнадцатого столетия, был не в ладах с собственной женой. Ревностная католичка, она науку не любила и не понимала, с большим неодобрением относилась к опытам мужа над животными и помогала деньгами антививисекторскому движению. Она даже настроила против отца троих детей. Ее неприязнь к мужу легко извинить тем, что Бернар, маниакально увлеченный экспериментатор, часто занимался работой дома. Один из таких случаев описан биографом Бернара.
Семейная жизнь ученого тогда только начиналась; у супругов Бернар уже был двухлетний ребенок, и мадам Бернар была опять беременна.
Как-то воскресным утром муж принес в их крохотную квартиру (в Париже) на последнем этаже собаку с открытой раной на боку, откуда время от времени истекали разнообразные внутренние жидкости; собака была крайне изнурена, но проявляла отменный аппетит; из ее ноздрей тек гной, а когда ее вели по лестнице вниз или вверх, она кашляла; животное мучал понос, и его испражнения даже обратили на себя особое внимание домовладельца.
Неудивительно, что брак Бернара со временем распался. Впоследствии ученый нашел утешение в платонической, по всей видимости, дружбе с живой и интеллигентной замужней дамой, которая проявляла интерес к его работе.
Существует несколько биографий Клода Бернара.
Процитированный выше отрывок взят из книги: OlmstedJ.M.D., Claude Bernard: Physiologist (Cassel, London, 1939J.
Зачем Бойль кипятил мочу
Достопочтенный Роберт Бойль (1627–1691), однажды названный “сыном графа Корка и отцом современной химии”, действительно помог химии стать наукой. Его книга “Скептический химик”, имевшая большое влияние, недвусмысленно показывала, что количественное описание процессов Бойль решительно предпочитает качественному. Закон Бойля, связывающий давление с объемом газа, знакомый всем школьникам, был впервые опубликован в 1662 году в трактате, озаглавленном “В защиту учения об упругости и весе воздуха”. При всем этом Бойль был бесповоротно очарован алхимией. Он принадлежал к числу многих, завороженных мечтой о “философском камне” – субстанции, которая преобразует неблагородные металлы в золото. В поисках “философского камня” алхимики совершили множество важных открытий, из которых самым зрелищным было получение фосфора.
Бойль и другие были всерьез увлечены идеей “фосфоров” – этим термином обозначали все субстанции, которые светятся в темноте. Это и ignis fatuus, или “блуждающие огни”, которые предательски заманивают путников в болота, и многие живые существа: светлячки, светящийся планктон и бактерии-сапрофиты, которые питаются разлагающимися растительными и животными тканями.
Бойль, будучи холостяком, последние 25 лет своей жизни провел вместе с сестрой, леди Ранелах, в ее особняке Ранелах-хаус на улице Пэлл-Мэлл в Лондоне. В саду особняка он устроил себе лабораторию, где поставил важнейшие из своих экспериментов. Здесь же он развлекал вечерними беседами членов Королевского общества, незадолго перед тем учрежденного Карлом Вторым. В 1677 году до англичан дошли слухи о замечательном открытии, совершенном в Германии: алхимик Даниэль Крафт получил вещество, которое спонтанно воспламенялось, а в темноте светилось ровным светом. На самом деле секретом вещества поделился (за 200 талеров) с Крафтом другой алхимик, Хенниг Брандт из Гамбурга, но об этом никто не знал. Слава Крафта быстро распространилась, и в 1677 году король Карл, сам алхимик-любитель, пригласил его в Лондон продемонстрировать удивительные свойства нового элемента (хотя, разумеется, тогда фосфор элементом еще не считался). Вечером 15 сентября Крафт со своими алхимическими принадлежностями прибыл в Ранелах-хаус, где Бойль собрал членов Королевского общества. Сохранился собственный рассказ Бойля о том, что они увидели:
Окна были закрыты деревянными ставнями, – начинает он, – а свечи перед тем отнесли в соседнюю комнату; оставшись же в темноте, мы смогли насладиться следующим феноменом. Сначала Крафт извлек на свет стеклянный шар, наполненный взвесью чего-то твердого в воде – вещества было не больше, чем две-три чайные ложки, – и, однако, оно осветило всю сферу, так что она выглядела пушечным ядром, которое, раскалив докрасна, извлекли из печи. Когда Крафт встряхнул свой шар, свечение еще увеличилось, и можно было разглядеть отдельные всполохи. Когда же встряхнули другой сосуд и нектар, заключенный в нем, возник дым, который почти целиком заполнил сосуд, и было ясно видно нечто вроде вспышки молнии, весьма разреженной, что приятно меня удивило. Но затем Крафт вынес твердый ком фосфора, который, как он заявил, светится уже два года без перерыва! Крафт взял самую малость твердой субстанции и разломил на части столь малые, что я насчитал их двадцать – тридцать, затем рассыпал их в беспорядке по ковру, и там, к нашему восхищению, они сверкали весьма ярко и, более того, мерцали как звезды, но, к счастью, не нанесли вреда недешевому турецкому ковру. Затем Крафт потер поверхность фосфора пальцем, нарисовал на листе бумаги светящиеся буквы, потом намазал фосфором свое лицо и руку Бойля, так что те зловеще мерцали в темноте. От бумаги же поднимался запах, который напомнил серу и огурцы одновременно.
Несколькими днями позднее Крафт вернулся и продемонстрировал, как фосфор воспламеняется: один небольшой кусок, извлеченный из бутыли с водой, будучи обернут бумагой, заставил ее возгореться, а другой без промедления поджег кучку пороха. Бойля с коллегами это глубоко впечатлило. Бойль пожелал немедленно произвести собственные опыты с загадочным веществом, однако на просьбу оставить образец Крафт ответил отказом, а на вопрос о происхождении фосфора сказал лишь, что тот изготовлен “из некой производной человеческого тела”.
Бойль решил, что фосфор, должно быть, получен из мочи: желтая жидкость всегда распаляла воображение алхимиков, допускавших, что в ней заключена первоматерия золота. Над задачей он бился два года, пока не достиг наконец успеха. Своему ассистенту Дэниелу Билджеру Бойль велел собрать и запасти невероятные объемы мочи – для этого требовалось поработать в туалетах особняка – и выпарить из нее воду. Все оказалось впустую – как известно, фосфор содержится в моче в форме фосфатов, а эти соли весьма устойчивы.
Бойль заподозрил, что он на ложном пути и что, вероятно, Крафт подразумевал вовсе не мочу. Тогда несчастного Билджера отправили расчищать выгребные ямы. В конце концов Бойль набрел на метод Крафта и Брандта; не исключено также, что про этот метод ему рассказал старший и более опытный ассистент, немец Амброз Годфри Хэнк-виц, который навещал Брандта в Гамбурге. Ключ к отгадке состоял в том, чтобы очень сильно нагреть твердый остаток от выпаривания мочи. Когда Хэнк-виц это и проделал, реторта лопнула, однако Бойль, придя взглянуть на осколки, обнаружил, что те слабо светились.
Едва представилась возможность приготовить достаточное количество чистого фосфора, Бойль проделал с ним множество любопытных экспериментов, но опубликовал только малую часть результатов. Работу про приготовление фосфора он передал в Королевское общество запечатанной, чтобы ту вскрыли и предали огласке только после его смерти. Причины такой таинственности неясны. В статье, вышедшей уже после смерти ученого, в 1694 году, приводятся все подробности процесса, а заканчивается она описанием увиденного Бойлем и ассистентами в конце нагрева:
Тем временем из реторты в приемный сосуд перетекли в изрядном количестве белые пары, подобные тем, какие образуются при дистилляции витриолева масла (серной кислоты); когда же пары осели и в приемном сосуде прояснилось, за ними вскоре последовали другие – которые, казалось, подсвечивают приемник слабым белым светом, как если погрузить фитиль в серу. И наконец, когда огонь уже неистовствовал, перетекло и другое вещество, увесистей всех прежних, как можно было заключить, поскольку оно, проходя сквозь воду, опускалось на дно приемного сосуда. Будучи оттуда извлечено (хотя часть его и осталась на дне), оно, судя по ряду эффектов и иных феноменов, оказалось именно тем веществом, которого мы желали и ожидали.
Хэнквиц впоследствии принялся поставлять фосфор – куда более чистый, чем у Крафта – в лаборатории Европы (этот бизнес оказался весьма успешным). Бойль считал, что найдется множество способов употребить новое вещество: в освещении домов, в фонарях для подводных исследований и даже в светящихся циферблатах. В числе первых вещей, изготовленных с применением фосфора, были спички, однако их производство выявило сильную токсичность фосфора: рабочих, одного за другим, поражала мучительная и обезображивающая болезнь – фосфорный некроз нижней челюсти.
Ирония судьбы: во время Второй мировой войны Гамбург разрушили зажигательные бомбы на основе фосфора – вещества, которое открыли именно в этом городе.
Madison R.E.W., The Life of Honorable Robert Boyle FRS (Taylor and Francis, London, 1969). История про Бойля и фосфор весьма занимательно изложена в книге: Emsley John, The Shocking History of Phosphorus: A Biography of the Devil’s Element (Macmillan, London, 2000).
Физик в роли коммивояжера
С появлением ускорителей, или коллайдеров, которые разгоняют частицы почти до скорости света и сталкивают их друг с другом, экспериментальная физика начала меняться. Цена этих устройств была весомой даже в масштабах государственных бюджетов, и нужно было быть человеком с безграничной, если не фанатической, самоуверенностью, чтобы возглавить такой проект и повести за собой команду из сотен людей. Руководитель возлагал на себя обязанности рекламщика и агента по продажам, а большая часть его работы проделывалась в пути, во время командировок. При такой фантастической загрузке интриги против лабораторий-конкурентов становились столь же важным делом, как и успех самого эксперимента. “Это поколение физиков высоких энергий, – с точки зрения Марти Перла, одного из ведущих ученых в физике элементарных частиц, – могло бы преуспеть и в розничной торговле одеждой” Одним из самых ярких представителей породы ученых-дельцов был итальянец Карло Руббиа, работавший в Чикаго и в CERN, общеевропейском научном центре в Женеве. Вот рассказ, свидетельствующий о том темпе, в котором эти люди обычно работают:
Одной сотруднице CERN пришлось пару недель подряд ждать, пока у Руббиа найдется для нее несколько свободных минут, чтобы обсудить некую невероятно важную физическую проблему. Руббиа тоже считал эту проблему важной, но в то время метался по всему миру, появлялся и исчезал, однако женщина не теряла надежды.
В конце концов однажды утром Руббиа ей позвонил. Она подняла трубку и услышала: “Теперь у меня есть ровно двадцать минут, чтобы поговорить о вашей работе”. Как славно, подумала она, бросила трубку и за десять секунд домчалась до кабинета Руббиа – только чтобы обнаружить, что дверь заперта. Тогда она повернулась к секретарю Руббиа и спросила: “Дверь у Карло закрыта?” – “Совершенно верно, – отвечал секретарь, – Карло звонил из аэропорта Цюриха”.
Тем временем Руббиа набрал секретаря снова: “Что, черт возьми, творится с этой дурой? Я звоню ей, хочу поговорить о ее работе, а она бросает трубку!”
Увлекательный рассказ о физике высоких энергий и обо всем, что с ней связано, имеется в замечательном репортаже из книги: Taube Gary, Nobel Dreams: Power, Deceit and the Ultimate Experiment (Random House, New York, 1986), откуда и позаимствован фрагмент.
Беспокойный месье Леблан
Софи Жермен (1776–1831) оставила яркий след в математике. Среди ее достижений – фундаментальное исследование по теории упругости. Она родилась в культурной буржуазной семье. Ее университетом стала библиотека отца, и именно там она прочитала историю про Архимеда и про его смерть от рук римского солдата. С этого дня древнегреческий ученый стал ее любимым героем, а математика – ее призванием. Довольно скоро родительская библиотека уже не могла удовлетворять ее любознательный ум, и тогда Жермен решила учиться дальше, переписываясь с лучшими математиками того времени. Самым верным из ее друзей стал француз Адриен Мари Лежандр: в многочисленных письмах они обсуждали самые разнообразные темы – от теории чисел до топологии. Другим ее корреспондентом был выдающийся немецкий математик Карл Фридрих Гаусс.
Слава Гаусса тогда гремела по всей Европе. Его отец, каменщик из Брауншвейга, хотел, чтобы сын пошел по его стопам, однако мальчик уже в три года мог указать ему на ошибки в расчетах, а к десятилетнему возрасту освоил такие фундаментальные алгебраические понятия, как биномиальная теорема и бесконечные ряды. Неудивительно, что проницательный школьный учитель сумел переубедить отца и более того – представил мальчика герцогу Брауншвейгскому, который и занялся его обучением. Еще задолго до окончания школы Collegium Carolinum он успел совершить первое из множества своих математических открытий.
Гаусс был человеком раздражительным и в переписку вступал неохотно, поэтому когда Софи Жермен, сочтя за благо скрыть свой пол, написала ему от имени некого месье Леблана, она получила лишь небрежную и запоздалую отписку. Но стоило Гауссу узнать, что “месье Леблан” – женщина, он туг же воодушевился. Произошло это при таких курьезных обстоятельствах: в 1806 году войска Наполеона вторглись в Пруссию и в битве при Йене нанесли противнику сокрушительное поражение, так что большая часть страны оказалась у них в руках. Вспомнив, как погиб Архимед, Софи Жермен испугалась, что Гаусса в Брауншвейге ждет та же участь. Наполеоновской артиллерией в Пруссии командовал друг их семьи, генерал Пернети, и она поведала ему о своих опасениях. В город, который войска уже заняли, генерал отправил батальон под командованием некоего Шанталя: батальону надлежало проскакать 200 миль, найти и взять под свою защиту великого ученого. Шанталь исполнил приказ и, найдя Гаусса, отрапортовал, что тот жив и что никто на него не покушается. От Пернети Гаусс и узнал, кто такой на самом деле месье Леблан, и отправил Софи Жермен теплое письмо.
В этом месте было бы уместно сообщить, что затем завязалась плодотворная переписка, но – увы – Гаусс очень быстро охладел к своей французской коллеге. Однако Софи Жермен интереса к математике не потеряла и продолжала плодотворно трудиться на этой ниве.
Bucciareîii Louis М. and Dworsky Nancy, Sophie Germain: An Essay in the History of the Theory of Elasticity (D.Reidel, London, 1980).
Император и ученый
Известно, что Наполеон всячески покровительствовал наукам. Он опекал ведущих французских ученых, а кое-кто из светил – к примеру, математик и физик Гаспар Монж и химик Клод Луи Бертолле – даже удостоился чести участвовать в его египетской кампании. Себя и своих зарубежных коллег французские ученые считали гражданами мира. Поэтому, скажем, Гемфри Дэви дали проехать без затруднений через всю Францию в самый разгар Наполеоновских войн. О том, как Наполеон воспринимал людей науки, можно составить представление из следующего случая.
Дженнера (1749–1823) помнят как первооткрывателя вакцины от оспы, но он также внес большой вклад в зоологию (описал, например, жизненный цикл кукушки) и палеонтологию. Томас Джефферсон, ознакомившись с работами Дженнера про оспу, писал ему: “Из перечня человеческих страданий Вы вычеркнули одно из величайших. Пусть же Вас согревает мысль, что Человечество никогда про Вас не забудет” Дженнера, сельского доктора из Беркли, графство Глостершир, поразило, что к оспе удивительно устойчивы доярки. Бродил слух, что стоит переболеть коровьей оспой, которая у людей протекает мягко, – и обычной оспой уже не заболеешь. Когда в 1796 году оспой заразилось местное стадо коров, Дженнер не упустил возможность поставить эксперимент, крайне сомнительный с точки зрения этики. Он отыскал подхватившую болезнь доярку (ее звали Сара Нелмс) и уколол пустулу у нее на руке своим ланцетом. При помощи этого ланцета он инфицировал юношу по имени Джеймс Фиппс, а спустя несколько недель заразил его обычной оспой. Фиппс выжил, и за счита-ные годы прививки от оспы стали привычным делом.
Вирус коровьей оспы, как нам теперь известно, связан с возбудителем обычной оспы. Луи Пастер впоследствии ввел термин “вакцинация”, отсылающий к Дженнеру с его доярками и коровами (корова на латыни – vacca, а по-французски – vache). Впрочем, разными способами вакцинации пользовались и задолго до Дженнера, еще в древности, а о том, как используют прививки от оспы в Турции, рассказала приехавшая из Константинополя леди Мэри Уортли Монтагю (1689–1762), жена британского посла. Она сумела привить от оспы собственных детей, но ее саму болезнь не обошла стороной и обезобразила, лишив даже бровей. Более того, за двадцать лет до опытов Дженнера крестьянин из Дорсета по имени Бенджамин Джести “решительно испробовал коровью оспу на жене и детях” Так или иначе, но опыты Дженнера изгнали по большей части оспу из Европы и принесли ему заслуженную славу:
Всемирная слава Дженнера творила чудеса. Так, ему во время войн удавалось даже вызволять из плена отдельных особо достойных граждан Великобритании. Известнейшим среди спасенных был граф Ярмутский. По его поводу Дженнер направил в Национальный институт Франции такое письмо: “Науки никогда не воюют… Позвольте же мне ходатайствовать об освобождении лорда Ярмута” В 1805 году Дженнер напрямую попросил Наполеона, чтобы двоим его друзьям, мистеру Уильяму Томасу Уильямсу и доктору Джону Викэму, людям науки и искусства, позволили вернуться в Англию. Если верить Барону, известному биографу Дженнера, Наполеон тогда воскликнул: “Дженнер! Ах, этому человеку мы ни в чем не можем отказать”. Дженнер приложил руку и к освобождению сэра Джорджа Синклера, арестованного в Гёттингене по подозрению в шпионаже. Помимо помощи англичанам, задержанным в континентальной Европе, Дженнер выдавал путешественникам особые сертификаты, где говорилось, что их обладатели лично с ним знакомы и путешествуют во благо науки, здравоохранения и тому подобных дел, не имеющих к войне никакого отношения. Это, по его мнению, гарантировало, что те останутся на свободе и будут надежно защищены от посягательств на их жизнь.
Конспект лондонской лекции взят из Nature, 144, 278 ("1939/ С биографией Дженнера можно ознакомиться, например, здесь: Fisher R.B., Edward Jenner, 1749–1823 (Deutsch, London, 1991).
