Читаем После Наполеона онлайн бесплатно
С.Г.Смирнов
История: Годовые кольца Всемирной истории Сергея Смирнова
После Наполеона
Великая эпоха закончилась: в мае 1821 года на острове святой Елены угас гений Наполеона Бонапарта. Уже шестой год традиционная Европа жаждет опомниться от четвертьвекового кошмара Революции. Но не выходит! За 30 лет выросло новое поколение европейцев, знающих по опыту: ВСЕМ ВСЕ дозволено, и ПОЧТИ ВСЕ осуществимо, если повезет! Свергнуть, судить и казнить короля - это, оказывается, совсем не трудно, если этого захочет народ. Превратить целую страну в военный лагерь, превзойти числом и боеспособностью все войска старой Европы - это тоже не сложно, если горсть революционеров овладела властью и располагает монополией на средства информации.
Печатный станок удивительно быстро превращает почти каждую оригинальную идею в материальную силу: будь то весть о военном мятеже в Испании, или о первом пароходе на далекой реке Гудзон, или о том, что стрелка компаса отклоняется вблизи проводника с током. Первое из этих сообщений разом превратило побежденных бунтовщиков Латинской Америки в победителей и повелителей дюжины новых агрессивных республик - от Мексики до Огненной Земли. Второе сообщение на глазах изумленных адмиралов и министров преобразует морскую торговлю и войну на море. Суда, не зависящие от ветра, скоро превратят Атлантический океан в такое же "торговое озеро" человечества, каким еще в римскую эпоху стало Средиземное море. Пока тягачи-пароходы учатся выводить на боевую позицию в штиль многопушечные линейные корабли; скоро они сами оденутся стальной броней и вытеснят славный парусный флот в увеселительную сферу. Если бы Наполеон первым угадал это будущее и поддержал проект Фультона - возможно, Французская империя уцелела бы, заживо проглотив и освоив неодолимую промышленную Англию...
Но этого не случилось. Очевидно, военный гений может совмещаться в одной голове с политическим талантом - но для научной прозорливости места при этом не остается. Так случилось с Наполеоном; так было и с его соперником - Лазаром Карно, оставившим Математику ради спасения Республики. Он прославился как Организатор Побед, не испачкал рук в крови друзей, уцелел под всеми волнами Террора, подарил Франции два народных университета (политехнический и педагогический) - а теперь доживает свои дни в изгнании, на немецкой земле...
Впрочем, старый Карно может спать спокойно. Его сын - молодой Сади Карно - не покинул царство науки ради политических страстей, и теперь он стоит на пороге великого открытия в физике теплоты и энергии. Уже тысячи лет люди используют движущую силу огня; пока на этом пути встречались лишь удачи, оплаченные великим трудом первооткрывателей - от первого гончара и кузнеца до изобретателей пороха и паровой машины. Но теперь Карно-младший обнаружил пределы этого роста: чего НЕ МОЖЕТ сделать никакая тепловая машина, при любых затратах топлива. Из первого скромного ограничения на КПД тепловых машин вырастут два великих природных закона: сохранения Энергии и возрастания Энтропии. Их первооткрыватели Гельмгольц и Клаузиус родились как раз в 1821 году! Так, вслед за ньютоновой механикой, термодинамика входит в ряд зрелых наук - а за нею, кажется, поспешает электродинамика...
Вспомним, как в 1760-е годы шотландский химик Джозеф Блэк впервые задумался о разнице между теплотой и температурой. Во что превращается теплота огня, когда он испаряет воду или плавит лед - все это при неизменной температуре ? Через 10 лет после открытий Блэка его младший друг - инженер Джемс Уатт - изобрел универсальную паровую машину, а к началу 19 века английские промышленники уже забыли, что у Уатта были какие-то предшественники. Наступил век пара - с пароходами, паровозами и железными дорогами. Первая такая дорога откроется в Англии в 1825 году - всего через шесть лет после смерти Уатта...
В сфере электричества эта история повторяется, с заметным ускорением. В 1800 году Алессандро Вольта построил первую химическую электробатарею а всего через полгода Вильям Никольсон разложил с ее помощью воду на кислород и водород. Еще через шесть лет Хамфри Дэви выделил с помощью электрической дуги сразу шесть новых металлов: от натрия до бария. Старая тепловая химия мигом породила новую электрохимию - задолго до того, как физики поняли, из чего состоит электрический ток.
В 1821 году до такого понимания еще далеко; но уже прогремел на всю Европу неожиданный опыт датчанина Йенса Эрстеда. Он заметил, что магнитная стрелка отклоняется вблизи проводника с током - а через пару месяцев француз Андре Ампер научился измерять величину тока с помощью нового эффекта. В том же 1821 году сэр Хамфри Дэви обсуждал эту новость со своим столь же знаменитым другом - химиком Волластоном, "отцом платины", открывателем палладия и родия. Два мэтра не придумали ничего нового но при их беседе присутствовал молодой Майкл Фарадей...
Через 10 лет он построит первый электромотор и первый генератор электрического тока. Таким образом, век электричества начнется всего через 60 лет после века пара. Но пока Фарадей не торопится стать электриком; сначала он намерен объединить физику газов с физикой жидкостей. Тысячи лет люди кипятят воду; уже сотни лет они умеют превращать в жидкость пары воды или спирта. Почему бы не сделать нечто подобное с иными парами и газами: с водородом, кислородом, углекислотой ? Превратить знакомый всем газ в новую невиданную жидкость - это было бы славно! Вскоре это удастся Фарадею: в 1823 году он последовательно ожижит углекислоту, хлор, сероводород и бромистый водород. Одно это открытие прославило бы ученого на века - наравне с Колумбом или Магелланом!
Действительно: молодой 19 век уже наплодил десятки новых Колумбов и Магелланов, о чем никто из ученых не мечтал в эпоху Ньютона. Дело в том, что Ньютонова революция в науке давно завершилась - хотя еще живы ее последние герои. Патриарх Вильям Гершель разменял уже девятый десяток лет; но астрономы вообще живут долго, а открыватель планеты Уран обязан прожить на Земле хоть один "урановский" год... Пьер Лаплас на десять лет моложе Гершеля: он являет собою звено, связующее новую физику с ньютоновой механикой. Крупнейшим успехом Лапласа было доказательство устойчивости Солнечной системы - а крупнейшей его неудачей стала неспособность объяснить ПРОИСХОЖДЕНИЕ этой системы. Если движение планет вечно по времени "вперед" - значит (согласно Ньютону) оно вечно и по времени "назад"! Значит, Солнечная система была ВСЕГДА - и всегда была такою, как в наши дни и века ?
Не хочется этому верить! Слишком переменчива жизнь на Земле и под Солнцем, чтобы примириться с неизменностью Солнца и Земли. Еще в 1812 году Жорж Кювье опознал по костям неслыханного летающего ящера с крылом, натянутым на одни палец - птеродактиля. Если был один такой монстр - значит, их было много, и разных! Не предшествовал ли целый мир ящеров нынешнему миру млекопитающих - подобно тому, как мир римлян и греков предшествовал миру англичан и французов ?
Эта дерзкая мысль с трудом умещается в голове маститого Кювье - хотя он ровесник Наполеона и был его любимым сотрудником, так что прошел отбор на гибкость и широту ума. Напротив - Жан Ламарк на четверть века; но он еще в 1809 году выдвинул первую программу эволюции животного царства, свободную от вмешательства божьих сил. Правда, удачной альтернативы этим силам Ламарк не нашел - и вообще, биология слишком сложна для ньютоновского "силового" подхода. Иное дело - физика: в ней электрические и магнитные силы составляют явную альтернативу тяготению. Возможно, они создали Солнечную систему ? В 1821 году - всего через два года после опыта Эрстеда с магнитом и электрическим током эта мысль еще не посетила ни одну ученую голову. Но скоро успехи Фарадея в освоении электричества изменят жизнь физиков и тогда их сознание послушно последует за бытием...
Хорошо, что теперь есть куда следовать - не то что полтора века назад, в ньютоновскую эру. Тогда новорожденное ученое сообщество Европы было очень узким и дружно занималось только математикой и астрономией, с явным преобладанием первой науки. А в ней господствовал Ньютон, и спорить с ним было неповадно: даже Лейбниц не выдержал накала той гонки за интегралами. Кто хотел прославиться помимо Ньютона, тому оставалось быть лишь наблюдателем - при телескопе или при микроскопе, построенном твоими руками. И не смей теоретизировать - а то живые классики убьют тебя презрением!
Этот монархический режим в науке рухнул в 1780-е годы, когда в Европе выросло первое поколение химиков-экспериментаторов. Тридцать лет спустя второе поколение химиков и физиков осознало свою смекалку и эрудицию и не боится теоретизировать в таких областях, куда сам Ньютон не дерзал заглянуть. Вот, Джон Дальтон повторил давнюю гипотезу Демокрита: весь мир состоит из атомов! Но для эллина эти слова были пределом знания; англичанин же уверенно сравнивает веса разных атомов, умеет попробовать их на запах и на вкус. Амедео Авогадро уже выяснил, что в одном литре любого газа содержится одинаковое число атомов или молекул. Правда, не ясно, чему равно это число - или сколько атомов содержится в одном фунте железа. Но все данные для такого расчета у физиков 1821 года уже есть!
Еще в 1814 году (когда Наполеон виртуозно отбивал натиск всей Европы силами французских новобранцев и остатков старой гвардии) в Мюнхене молодой мастер-оптик Йозеф Фраунхофер повторил давний опыт Ньютона: разложил солнечный свет посредством призмы. Оптика у баварца хорошая, человек он внимательный и аккуратный; там, где Ньютон видел лишь неясные штрихи, Фраунхофер различил сотни тонких темных линий, не меняющих свое положение при разных наблюдениях спектра. Кто или что сигналит человеку с Солнца этими линиями ? Возможно, это световые "голоса" отдельных атомов - водорода, кислорода, хлора ?
Если так, то можно повторить давнее рассуждение Пифагора. Он доказал: длина волны звука примерно равна размеру того инструмента, который издает этот звук. Через 23 столетия после Пифагора англичанин Томас Юнг, изучая дифракцию и интерференцию света, доказал: свет, как и звук, состоит из волн. Юнг сумел измерить длину световой волны; несомненно, Фраунхофер услышал об этих измерениях не позже 1817 года. Почему баварец не догадался по этим данным о возможном размере атомов ? Или он догадался - но не посмел высказать свою "безумную" догадку перед ученым миром ?
Второй вариант кажется ближе к истине. Ибо Фраунхофер не учился в университете и (в отличие от самоучки Фарадея) не имел возможности слушать даже популярные лекции первоклассных ученых. Для образованных немцев он был "черная кость"; ему разрешали присутствовать в ученом собрании, но права голоса он не имел и не смел сам отправить письмо прославленному Юнгу. Увы - "республика ученых" в 1820-е годы оставалась весьма аристократичной даже во Франции и Англии. А в Германии после Наполеона царил замшелый абсолютизм...
Видимо, Юнг так и не узнал об измерениях Фраунхофера (который успел обнаружить свои замечательные линии даже в спектрах звезд). В итоге размеры атомов и химический состав звезд оставались не известны еще 40 лет до изобретения спектрального анализа Кирхгофом и Бунзеном.
А бесстрашный вундеркинд Юнг вернулся в 1818 году к своим детским увлечениям. Он решил, наконец, расшифровать египетские иероглифы, полагая, что математический расчет и хватка физика-экспериментатора помогут там, где бессильна эрудиция филолога и историка. В этом Юнг оказался прав: заметка, написанная им для Британской энциклопедии, произвела фурор среди египтологов и позвала на подвиг юного Франсуа Шампольона. В 1822 году он сломал те последние барьеры в чтении Розеттского камня, перед которыми остановился гениальный дилетант Юнг. С этого момента голоса Рамзеса 2 и Тутмеса 3, Джосера и Имхотепа сделались слышны просвещенным европейцам из сорокавековой дали, о которой Наполеон говорил своим солдатам перед битвой с мамлюками у пирамид. Через четверть века египетская добыча просвещенного всемирного грабителя нашла, наконец, полноценное научное применение.
А в царстве Математики в 1821 году назревают события, сравнимые с заочной дуэлью Юнга и Шампольона. Многолетняя абсолютная монархия Карла Гаусса дала трещину, и он сам в этом виноват. Но еще больше виновата эпоха, о которой Гете вскоре скажет: "Лишь тот достоин жизни и свободы, кто каждый день за них идет на бой!" В 20 лет так думал и Гаусс. Он хотел сравниться в славе с Ньютоном - но видел, что в сфере математического анализа это невозможно, и потому взялся за алгебру, где после Ферма не работал ни один первоклассный математик. За четыре года Гаусс совершил чудеса, какие редко выпадают на долю одного ученого.
Отчего некоторые геометрические построения (например, деление произвольного угла на три равные части) не удается выполнить циркулем и линейкой ? В течение 23 веков никто не мог ответить на этот вопрос а Гаусс смог. Дело в том, что циркулем и линейкой можно построить только корень квадратного уравнения по его коэффициентам. Поэтому все числа, достижимые циркулем и линейкой, лежат в числовых полях, размерности которых суть степени двойки. Но синус угла, равного одной трети данного, лежит в поле размерности 3 - и не умещается ни в каком поле размерности 2 , поскольку степень двойки не делится на 3. Вот и все рассуждение: оно замечательно не трудностью, а неожиданностью сопоставлений, которые осеняют только гения - и обычно в молодости.
В 1821 году Гауссу исполнилось 44 года. Нельзя сказать, что возраст открытий миновал; но их темп снизился, поскольку Гаусс (как и Ньютон) не любит читать чужие работы. Все, что ему понадобится для дела, он сам откроет и докажет! Ведь он талантливее любого из своих современников...
Да, это так - но ВСЕ ВМЕСТЕ они сильнее Гаусса, потому что в сотню умных голов приходит больше оригинальных идей, чем в одну гениальную голову. Да и дерзости у молодых побольше. Вот, в 1818 году Гауссу показалось, что он решил вторую великую проблему геометров Эллады: недоказуемость евклидова постулата о параллельных прямых. Именно ПОКАЗАЛОСЬ: Гаусс попробовал заменить этот постулат альтернативным утверждением, постарался сделать из этой гипотезы как можно больше разных выводов - и не нашел ни одного противоречия! Похоже, что возможны НЕСКОЛЬКО разных непротиворечивых геометрий. Одна из них (евклидова) реализована на плоскости; но где реализуются остальные ? Придумать такие поверхности Гаусс пока не умеет - и потому молчит о своем открытии, стесняясь поделиться им с новой дерзкой молодежью.
