Знание-сила, 2014 № 07 (1045)

Сергей Смирнов

Год 1832: люди, овладевшие техникой

В 1832 году сфинксы добрались от Уа-Сетх до Петербурга. Русский царь Николай Павлович Романов впервые взглянул в лицо египетскому царю Аменхотепу Тутмесовичу Неб-Ма-Ра, чье имя недавно перевел для европейцев Франсуа Шампольон. Не один век мечтали о такой встрече европейские короли, привыкнув глядеть в мраморные лица греческих и римских богов и правителей. И заимствовать их опыт из чудом сохранившихся текстов Плутарха и Геродота, Полибия и Тита Ливия. Пора теперь нырнуть поглубже — задолго до Троянской войны, воспетой Гомером. Удалой Шампольон прочел победные надписи Рамсеса и Тутмеса на стенах храмов Карнака и Луксора. Но в них нет упоминаний о постройке пирамид! Значит, их строили гораздо раньше — может быть, так же задолго до Геродота, как он далек от наших дней?

Шампольона от Геродота отделяют 23 столетия: это подсчитал дотошный Скалигер два века назад. Какой же срок отделял уже реального для нас Тутмеса от пока еще легендарного Хеопса, похороненного в Великой пирамиде? И кого изображает первый Сфинкс? Вот загадки для следующего поколения египтологов…

И еще одна задача: Египет все-таки далек от Святой Земли. Над нею властвовали цари Персии и Вавилона. Где скрыты их надписи, подобные похвальбам египетских царей? Наследники хитроумного Гротефенда научились с грехом пополам читать персидскую клинопись — благо, она оказалась алфавитной, и язык ее родствен современным европейским. А каково будет прочесть надписи библейского героя Навуходоносора? Или царя Асархаддона, покорившего Египет лет за двести до Геродота? Геродот о них многое знал — но не поведал афинянам, упоенным своими недавними победами. Когда же лопата археолога коснется руин Ниневии и Вавилона? Или славной Трои, где тоже воздавал хвалу предкам Александр Македонский?

Так мощно пробудился в умах новых европейцев интерес к давним корням рода человеческого. Аналогично ему вспыхнул в ученых умах интерес к древним животным и растениям. Здесь роль «биологического Шампольона» сыграл Жорж Кювье — ровесник Наполеона и его надежный сотрудник на ниве науки и просвещения. Когда звезда корсиканца закатилась в Атлантике, барон Кювье во главе своего научного королевства перешел к более древним Бурбонам. Он начал строить свою державу еще в 1796 году — когда молодой Бонапарт добывал себе славу в Италии, а потом в Египте. Тогда молодой Кювье в Париже описал ископаемого мамонта как особый вид слона, не пережившего Потоп. За мамонтом встала чреда допотопных зверей — косматых родичей нынешней африканской фауны. А кто жил на земле до них? Кювье смело вскрыл в недрах европейских гор и угольных шахт удивительное разнообразие ископаемых зверей и деревьев. По системе Линнея их пришлось отнести к новым родам и семействам; порою — даже отрядам.

Главный вывод Кювье прост и поразителен для непосвященных: древняя Европа по разнообразию флоры и фауны была подобна нынешним тропикам! Значит ли это, что Европа тогда лежала в земных тропиках? Или что повсюду на Земле тогда были тропики? Находят же китобои уголь на полярном Шпицбергене!

Кювье предложил этому странному факту простое объяснение: древняя история Земли была чередованием благодатных эпох и климатических катастроф, разрушавших древние биосферы. Все, как в старой Франции! Здесь за два века до Революции бушевала Реформация, а еще на два века раньше — Столетняя война. Еще раньше были Крестовые походы; до них — вторжения мусульман, а перед ними — чехарда языческих варваров. Если человеческая история многократно прерывалась катастрофами, то чего иного ждать от истории жизни на Земле?

Многие геологи и биологи согласны с этим выводом Кювье. Но он поднимает другой вопрос: как восстанавливалось разнообразие жизни на Земле после очередной катастрофы? Барон Кювье — добрый католик: он готов допустить повторные акты Творения жизни на руинах очередного Потопа. Ведь были в истории Франции чудеса возрождения: как крещение дикаря Хлодвига или призыв Жанны Д’арк, вдохновившей униженных французов на общий подвиг. Почему не быть подобным чудесам в царстве животных и растений?

Кювье оставил сей вопрос без ответа; Ламарк дал такой ответ, который никого не убеждает. Видимо, нельзя понять биологическую историю Земли, не осмыслив ее геологическую биографию. Это начал делать Чарльз Лайель — наследник геологов Смита и Седжвика. Смельчак Лайель обратил особое внимание на осадочные породы, которыми изобилует Земля и которые продолжают накапливаться в ее морях и озерах. Предположим, что темп накопления осадков во все времена был почти одинаков. Каков тогда окажется возраст меловых скал вдоль Ламанша — или угольных залежей Рура, рожденных древними морями и болотами? Это — совсем простой вопрос с вычислимым ответом; но ответ выражается многими миллионами лет — и это фантастическое число вносит разлад в умы геологов и биологов. Не помогут ли им физики?

За эту острую проблему скоро возьмутся два молодых студента: немец Герман Гельмгольц и британец Вильям Томсон. Опираясь на азы термодинамики (их только что сформулировал Сади Карно) и на сохранение полной энергии — тепловой и механической — эти дерзкие физики попробуют оценить срок горения Солнца и остывания Земли — если оба эти тела нагреваются химическими либо гравитационными печками. Результат расчетов поразит многих ученых: космическим телам на разогрев или остывание нужны десятки либо сотни миллионов лет! Пусть-ка биологи и палеонтологи заполнят этот огромный срок детальным расписанием эволюции живых существ на матушке Земле!

Не ведая о грядущих чудесах, юный натуралист Чарльз Дарвин упоенно изучает гигантские кладбища древних зверей в пустынях Патагонии — пока его корабль «Бигль» упорно картирует сложные рифы и течения вдоль южной оконечности Америки. Матерые геологи Седжвик и Лайель послали молодого Дарвина на край света, чтобы сопоставить скальную летопись Южной Америки и ее древних зверей с тем, что уже стало известно в Европе. Чтобы юный британский «космонавт» — достойный преемник старого Гумбольдта — не терял связи с родиной, Лайель успевает посылать ему с оказией очередные тома своих «Принципов Геологии». Как бы он хотел назвать их «Новыми Математическими Принципами Природы» — вслед за книгой Ньютона! Увы — ньютонова точность расчетов в геологии и географии пока недостижима, а хорошие математики увлечены другими проблемами.

Незаметно для большинства участников гонки фундаментальная математика навсегда отделилась от фундаментальной физики. Они просто изучают разные миры, со своими законами — и пересекаются в работе не больше, чем зоологи с ботаниками. Вдобавок сильно различаются математические школы — не по национальному признаку, а по кругу любимых объектов и методов работы отца-основателя. Для большей части Европы таким предком является здравствующий патриарх — Гаусс. Но его дети и внуки поразительно разошлись уже в первых поколениях. Николай Лобачевский в далекой от Геттингена Казани избрал полем боя Геометрию; но в ней он действует скорее как алгебраист и логик — в погоне за идеальной системой аксиом. Такой, где бы генетические основы плоскости, всюду выпуклой сферы и всюду вогнутой псевдосферы (которую еще никто не видел целиком) различались лишь в одной аксиоме о параллельных прямых. Какая из этих аксиом воплотилась в звездном мире? Этот вопрос ректор Лобачевский охотно передал своему другу Ивану Симонову: ведь тот уже наблюдал южные звезды у берегов Антарктиды!

В Берлине и Париже у Гаусса уже выросли (и увы, уже погибли!) другие нечаянные дети: норвежец Нильс Абель и француз Эварист Галуа. Оба они работали как алгебраисты, выясняя симметрии ансамбля всех корней уравнения-многочлена. Они заметили то, чего не заметил Кардано два века назад: уравнение разрешимо в радикалах, только если допустимые перестановки его корней составляют нормальную подгруппу среди всех перестановок. Если число корней больше, чем 4, то бывают неразрешимые уравнения: их группы симметрий встречались еще старику Лагранжу, но он их недооценил.

Как восхитился стареющий Гаусс успехами юных удальцов! Ведь они, дерзко вскочив ему на плечи, разобрались в симметриях того многомерного кристалла из алгебраических полей, который Гаусс придумал в свои 23 года — чтобы понять недостижимость вершин правильного семиугольника циркулем и линейкой. Теперь молодые смельчаки объяснили недостижимость многих корней многочленов с помощью радикальных формул — в духе Виета и Кардано. А Гаусс даже не успел их поздравить с победой, пригласить к себе в Геттинген: Абеля убил туберкулез, Галуа погиб на дуэли. Хорошо, что хоть Лобачевский — хозяин жизни в далекой Казани: там ему никто не мешает быть самим собою в науке и в жизни. Как и Петеру Дирихле в Берлине, где он нашел себя после учебы у старика Фурье в Париже — рядом с Нильсом Абелем. Не пора ли пригласить Дирихле в Геттинген — на роль будущего преемника Гаусса? Ведь пока здесь не вырос ни один новый гений! Не дала Гауссу природа учительского дара — какой был у Эйлера и у братьев Бернулли…

Лобачевского Гаусс боится похвалить открыто и точно. Ибо стоит ему признать возможность многих разных геометрий — как под перьями полузнаек появится много разных алгебр, много уродливых анализов. И пропадет у простого читателя вера в святость божественной геометрии, основанная на 20 веках изучения Евклида! Тогда вся математика будет выглядеть произвольной игрой в слова, без строгого смысла — наподобие философских дискуссий, которые смолоду вызывали у Гаусса лишь презрение к невеждам. Как мог Эйлер участвовать в этой болтовне — и сохранить здравое научное воображение? Этого Гауссу не понять. Ему ближе позиция Коши в Париже: тот старается открыть принципы анализа функций, начиная с аксиом действительных чисел. Ветер ему в паруса! Надо бы и своих студентов навострить на эту проблему…

Полной противоположностью Гауссу стал в 1832 году Майкл Фарадей — самый популярный ученый в Англии, да и во всей просвещенной Европе. Он не учился в университете — ибо вырос в многодетной семье кузнеца и начал жизнь учеником переплетчика. Начитавшись умных книг и попав случайно на лекцию химика Дэви, любознательный подмастерье на все руки попросился к нему в ученики — и был принят, ибо не чурался черной работы. Усвоив многое из умных бесед Дэви с Волластоном, Вольта и другими корифеями, Фарадей обрел свои цели в физике. В 30 лет он сумел превратить некоторые газы в жидкости — одним давлением, без охлаждения. Через десять лет Фарадей превзошел всех электрофизиков: в один год он открыл основные принципы электролиза и построил первый электрогенератор переменного тока.

Любое из этих открытий могло бы сделать Фарадея президентом Королевского общества; другое сделало бы его миллионером-промышленником, вроде Уатта. Но Фарадей не хочет ни того, ни другого! Он чувствует себя скромным и уверенным жрецом экспериментальной физики — каким в XVII веке был Гук, а в XVIII веке — Шееле. Зачем ему отрываться от милого дела ради немилых почестей? Благо, природа щедро наградила Фарадея такими открытиями, которые не требуют глубокого знания математики! Он — не теоретик и не любит выдумывать новые универсалии; разве что когда они сами лезут в глаза. Так Фарадей изобрел термины «Поле» и «Ион»: они работают в фарадеевой картине физического мира столь же успешно, как бесконечно малые величины — в анализе функций. А если теоретики не умеют пока связать работающие в электричестве ионы с работающими в химии атомами — так это их проблема, пусть сами ее решают!

Через 80 лет двойник Фарадея в следующем веке — Эрнест Резерфорд скажет, что главная цель экспериментатора — ставить точные опыты, результаты которых бесят теоретиков. Фарадей от всей души согласился бы с такой оценкой своих и чужих усилий.