Майкл Фарадей и радость открытия

 

Если вы верите результатам опросов общественного мнения, то знайте, что примерно половина жителей Америки не согласна с предположением, будто жизнь на Земле – включая людей – является продуктом миллиардов лет естественной эволюции. В то же время эти же самые люди, судя по всему, с удовольствием принимают все остальное, что дают нам научные открытия и разработки. Они не подвергают сомнению химические добавки в своей пище, электрические и физические процессы в своих смартфонах или релятивистские поправки (теория относительности Эйнштейна), обеспечивающие работу сигнала GPS. Вполне возможно, что, как я предположил ранее, страх отчасти удерживает множество людей от признания эволюции. Если так, то это возлагает особую ответственность на ученых и тех из нас, кто пишет о них. Если страх тянет людей в одну сторону, то мы наделены социальной ответственностью тянуть людей назад, в другую сторону, и предлагать им нечто не менее убедительное, нечто удивительное.

К сожалению, часто все происходит совсем по‑другому. Я встречал множество людей, которые говорили мне, что их знакомство с наукой происходило в весьма безрадостной форме. Наука представлялась им целым рядом непонятных фактов с кучей непонятных уравнений, которые нужно было запоминать. Им навязывали некую общую идею о том, что в глазах ученого мир сложен и беспокоен. Ну и ну! У меня совершенно другой взгляд на мир. Позвольте мне рассказать вам историю, которая до сих пор меня сводит с ума.

Иногда меня спрашивают: если бы мне выпал шанс повстречаться с какой‑нибудь известной личностью из прошлого, кого бы я выбрал? Мой моментальный ответ прост: британский гений Майкл Фарадей, человек, который научился использовать электроэнергию в практических целях, и один из самых великих популяризаторов науки в истории. К 1800 году многие ученые по всей Европе активно занимались экспериментами с электричеством. Алессандро Вольта расположил батареей цинковые и медные пластины, чередуя их между собой и прокладывая каждую пластину тканью или картоном, пропитанными солевым раствором. Такой столб производил то, что он называл электровозбудительной силой, а мы теперь называем электрическим напряжением. Андре‑Мари Ампер показал отношение между интенсивностью электроэнергии и магнитной силы, которую она производит. Теперь у нас есть единица электрического тока, которая называется ампер. Майкл Фарадей сформулировал многие важные моменты того, как работает электричество. Среди прочего он соорудил первый в мире электрический двигатель. Он также довольно бурно делился своими идеями с общественностью.

В 1825 году Фарадей начал читать курс лекций в Королевском обществе в Лондоне. Эти Рождественские лекции, как они назывались, были рассчитаны на широкую публику, в том числе и на детей, и проводились каждый год, за исключением того времени, когда в период Второй мировой войны Лондон находился под градом бомбардировок. Одним из наиболее заметных современных лекторов, принимавших участие в Рождественских лекциях в 1977 году, стал Карл Саган. Эти лекции, помимо текстовой части, включали в себя увлекательные демонстрации научных опытов и эффектные выступления. После нескольких лет исследований, проводимых Фарадеем в его лаборатории, он усовершенствовал свою демонстрацию, и в результате его выступление представляло собой следующее: на лабораторном столе размером около двух метров в длину Фарадей устанавливал две катушки с проволокой, соединенные параллельными проводами, – как игрушечная железная дорога с туннелями на каждом конце. В центре одной из катушек на деревянном бруске соответствующей формы он помещал компас.

Явление магнетизма было известно на протяжении веков; Христофор Колумб при прокладывании курса своих кораблей полагался на намагниченную иглу, установленную на плавучей пробковой платформе соответствующей формы. Но Фарадей перенес магнетизм на новую почву. В его эксперименте на одном конце стола находилась катушка с компасом, а на противоположном Фарадей двигал стержневой магнит, вставляя и вынимая его из другой катушки. Игла компаса, помещенного в первую катушку, двигалась. Вы можете сами провести такой опыт и получите тот же результат. Движение магнита с одной стороны стола заставляло двигаться магнитную стрелку на другой.

Может, это и не звучит как что‑то грандиозное. Многие из моих читателей наверняка забавлялись с магнитами и компасами (возможно, вы даже сломали не один компас, поднеся магнит слишком близко к чувствительной игле компаса). Понятно, что многие обращали внимание на то, что когда электричество идет по проволоке, вокруг нее создается магнитное поле, которое может легко воздействовать на стрелку компаса. Но Фарадей понял то, что никто до него, видимо, не понимал: этот процесс также работает и в обратном направлении. Если вы двигаете магнитом рядом с проволокой, в ней появляется электричество. Фарадей обнаружил и тщательно сформулировал основную идею этого явления. И дело не в самом магните, а в двигающемся магните и двигающемся магнитном поле.

Во время своих лекций Фарадей не просто помещал магнит рядом с проволокой. Он производил движения магнитом, который, в свою очередь, создавал магнитное поле. Это производило на аудиторию и его коллег‑ученых неизгладимое впечатление. Почти все, с чем вы имеете дело в течение дня, своим существованием обязано открытию Фарадея, ибо именно так мы и генерируем электроэнергию. Просто оглядитесь вокруг; что окружало бы вас, не будь у нас электричества? Вряд ли много чего! Освещение, телевидение, компьютеры, холодильники, кофеварки – ничего этого не было бы без электричества. Все, что создано на производстве – столы, стулья, автомобили, ковры, плитка, одежда, – все теперь зависит от электричества. Еда выращивается на фермах, которые полностью зависят от оборудования и транспортных систем. Эта книга была написана с использованием электроэнергии и опубликована с помощью электричества, неважно, слушаете ли вы ее, держите в руках или читаете с экрана.

А вот вам на сладкое: как‑то после презентации опыта к Майклу Фарадею подошла женщина и спросила: «Простите, господин Фарадей, но какая от этого польза?» На что Фарадей блестяще парировал: «Мадам, а какая польза в новорожденном младенце?»

Я надеюсь, вы прочувствовали скепсис Фарадея. Ученый непременно заслуживает уважения за то, что в тот момент ничуть не растерялся. Он мог бы сказать что‑то вроде: «Леди, да вы в своем уме?! Вы считаете, что это ерунда?! Вы что, черт побери, не заметили, что я… то есть никто даже не… не касался компаса?! Некая сила исходит от одного края стола к другому, и этот кусок металла движется, словно заколдованный какой‑нибудь ведьмой! Леди, я вас умоляю – это же совершенно поразительно…» Говорят, что Уильям Гладстон, министр финансов Великобритании, задал Фарадею подобный вопрос. На этот раз Фарадей ответил, пожалуй, еще более колко: «Ну что вы, сэр, у меня есть все основания полагать, что вскоре вы сможете облагать это налогом».

Размышляя над этой историей, я думаю о том, сколько же удовольствия доставляли Фарадею его опыты и их демонстрация перед людьми. Каждый раз он действительно получал от этого радость. Я уверен, что Дарвин ощущал такую же радость открытия. Правда, в случае с Дарвином то была немного другая радость, чем у Фарадея, ибо его открытие у многих людей вызывало тревогу по религиозным и философским соображениям. Открытие эволюции привело нас к порогу, который для многих несколько умаляет наше значение в рамках общей системы мироздания. Дарвин, вслед за своей набожной женой, и сам боролся с последствиями своих открытий. У Фарадея не было таких сложных переживаний по поводу электричества. Он также воодушевленно делился своими идеями со всеми вокруг, как и многие ученые до или после него. Его лекции становились увлекательным, захватывающим событием, ибо он говорил о науке с неподдельной страстью, без тени притворства и доступным языком.

Майкл Фарадей мог бы стать для эволюционной науки идеальным пресс‑секретарем. Для меня весть о нашем месте в великой цепи жизни является чем угодно, но только не поводом для грусти. Для меня, и я уверен, что Фарадей непременно согласился бы со мной, научные открытия полны радости. Изучая эволюцию, мы находим скрытое объяснение многим вещам: окаменелостям тираннозавров, нашему копчику, насморку… Здесь мы раскрываем секреты жизни на Земле. Это наука, и в то же время это процесс, движимый человеческим духом. Для меня нет ничего более захватывающего. И мне приходит на ум еще одно знаменитое высказывание Фарадея: «Даже самое удивительное реально, если оно согласуется с законами природы».