Загадка падающей кошки и фундаментальная физика
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{4}.
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{5}.
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
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{6}.
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.
Тесла, по любым меркам, демонстрировал признаки несомненного таланта уже в самом раннем возрасте. Но к изучению именно электрических явлений — из всего многообразия тем, в исследовании которых он мог бы проявить себя, — его, по словам физика, подтолкнула кошка.
В 1939 г. Тесла написал письмо Поле Фотич, юной дочери посла Югославии в Соединенных Штатах{7}. В нем он описывает дом своего детства в Югославии и рассказывает о своей приятельнице-кошке:
Но мне повезло больше всех, и источником моей радости был наш великолепный Мацак — лучший из всех котов мира. Хотелось бы мне иметь возможность по-настоящему рассказать вам о том, какие теплые были между нами отношения. Мы жили друг для друга. Куда бы я ни шел, Мацак следовал за мной, из-за нашей взаимной любви и из желания защитить меня. Когда возникала такая необходимость, он поднимался во весь рост, становясь вдвое выше, выгибал спину, вытягивал хвост, который становился жестким, как металлический стержень, и, поставив дыбом бакенбарды, напоминавшие в этот момент стальную проволоку, давал выход своей ярости взрывным фырканьем: «Пффтт! Пффтт!» Это было ужасающее зрелище, и тот, кто вызвал такое поведение кота, будь то человек или животное, быстро ретировался.
Каждый вечер мы убегали из дома вдоль церковной стены, и он бросался за мной и хватал за штаны. Кот изо всех сил пытался заставить меня поверить, что он готов укусить, но в то самое мгновение, когда игольно-острые клыки протыкали ткань одежды, давление снималось и клыки прикасались к моей коже мягко и нежно, как бабочка садится на лепесток. Больше всего он любил кататься по траве вместе со мной. Когда мы занимались этим, он кусался, царапался и мурлыкал с неистовой радостью. Я был настолько очарован им, что тоже кусался, царапался и мурлыкал. Мы не могли остановиться и катались и катались в счастливом экстазе. Мы предавались этому захватывающему спорту день за днем, если не было дождя.
По отношению к воде Мацак был очень брезглив. Он готов был прыгнуть на два метра, лишь бы не замочить лапок. В такие дни мы уходили в дом и выбирали какое-нибудь приятное уютное местечко для игры. Мацак всегда был безукоризненно чист, у него не было блох или других паразитов, он не линял и не имел неприятных привычек. Кот был трогательно-деликатен, когда просил выпустить его ночью, и мягко скребся в дверь, чтобы его впустили обратно.
До сих пор это просто история детской любви к домашнему любимцу. Но далее история принимает отчетливо научный оборот:
Теперь я должен рассказать вам о странном и незабываемом случае, который запомнился мне на всю жизнь. Наш дом располагался на высоте около 550 м над уровнем моря, и, как правило, погода у нас зимой стояла сухая. Но иногда теплый ветер с Адриатики задувал надолго, снег под его воздействием таял, и начиналось наводнение, вызывавшее гибель людей и потерю имущества. Мы тогда становились свидетелями ужасающего зрелища: могучая бурлящая река несла мимо обломки и срывала с места на своем пути все что могла. Я часто представляю эти события моей юности, и, когда думаю об этой сцене, уши мои наполняет грохот волн и я вижу, так же живо, как тогда, бурный поток и бешеную пляску обломков. Но мои воспоминания о зиме с ее сухим морозом и нетронутым белым снегом всегда приятны.
Так случилось, что однажды холод был суше, чем когда-либо прежде. Люди, проходя по снегу, оставляли за собой светящийся след, а снежок, брошенный в цель, сверкал на солнце, как отколотый ножом кусок сахара. В вечерних сумерках я погладил Мацака по спине — и потерял голос от изумления, увидев чудо. Спина Мацака отчетливо светилась, а рука моя вызвала водопад искр, достаточно громких, чтобы их слышно было по всему дому.
Юный Тесла впервые стал свидетелем такого явления, как статическое электричество. Для многих детей, включая и меня, именно статическое электричество становится первым знакомством со странностями физического мира.
У меня знакомство с этим явлением произошло примерно так же, хотя и гораздо болезненнее. Когда мне было лет шесть, бабушка подарила мне на Рождество пару шерстяных шлепанцев. Хождение по ковру в шерстяных тапочках работает почти так же, как поглаживание кошачьего меха, при этом вырабатывается статическое электричество. Однажды, когда сестра решила меня подразнить, я начал гоняться за ней по дому. Кухня, столовая и гостиная образовали кольцевой маршрут, и я долго носился за ней кругами. Рождественская елка у нас стояла в гостиной внутри моего маршрута. Оборота через четыре статического электричества на мне накопилось достаточно, чтобы металлический «дождик» с елки потянулся ко мне и произошел разряд. Я упал на пол. Сестра начала надо мной смеяться, и это заставило меня встать и снова побежать за ней. Через четыре оборота я получил новый электрический удар, потом опять и опять.
Но вернемся к рассказу Теслы: