Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки — страница 7 из 7

Корабль, который чинит сам себя

Во времена Второй мировой войны самым крупным судном, бороздившим морские просторы, был «Куин Мэри» (Queen Магу), его длина составляла 310,7 метра, а водоизмещение — 81237 тонн. В те времена требовались большие авианосцы — чем больше, тем лучше, — позволяющие взлетать и садиться самым разным самолетам, так что, когда английский инженер, журналист и разведчик Джеффри Пайк (1893–1948) объявил о своих планах дешевого и быстрого строительства корабля, который был бы в два раза длиннее и в три раза шире «Куин Мэри», адмирал флота Луис Маунтбеттен (если полностью, то Луис Френсис Альберт Виктор Николас Маунтбеттен, 1-й граф Маунтбеттен Бирманский, 1900–1979) живо заинтересовался проектом и захотел его выслушать.

Пайк оказался эксцентричным мужчиной в потрепанной одежде, который в 1920-е годы сколотил состояние на торговле металлами, а потом все потерял и переключился на изобретательство. В 1939 году он снарядил команду гольфистов в тур по нацистской Германии — якобы для участия в соревнованиях; на самом же деле цель была иной: Пайк хотел выяснить, что думают простые немцы о нацистах, — он надеялся, что Гитлер будет шокирован, узнав, какие чувства на самом деле испытывает его народ. В августе 1939 года гольфисты зачехлили клюшки, рассовали по карманам мячи и вернулись домой с весьма интересной информацией, но было уже слишком поздно, и предотвратить войну не удалось.

Подготовленные Пайком чертежи авианосца подразумевали использование материала, изобретенного его другом — биохимиком Максом Фердинандом Перуцем (1914–2002), позже получившим Нобелевскую премию (1962) за другие изыскания. Пайк скромно назвал новый материал пайкеритом, может быть, потому, что это благозвучнее, чем перуцерит. Пайкерит был довольно прост, он представлял собой смесь 86 % льда и 14 % древесных опилок. Пайк продемонстрировал, что добавление древесной массы превращает лед в «суперлед», который противостоит пулям и ударным нагрузкам, к тому же он может быть с легкостью нарезан на блоки разной формы.

Дальнейшая история гласит, что граф Маунтбеттен настиг тогдашнего премьер-министра Уинстона Черчилля прямо в ванной комнате, где время от времени проводились важные военные совещания, и бросил кусочек пайкерита в ванну, чтобы продемонстрировать его прочность.

Несмотря на всю странность материала (и его изобретателя), Маунтбеттен официально утвердил проект по разработке и испытаниям нового материала с конечной целью использовать его для строительства огромных кораблей с заманчивой способностью к самопочинке после торпедных атак — для этого планировалось использовать находящиеся на борту холодильники и морскую воду. Пайк даже предлагал при помощи этого оборудования разбрызгивать сверхохлажденную воду на вражеские корабли, чтобы их люки сковало льдом, а команда замерзла до смерти.

В течение года или чуть дольше проект продолжал развиваться: испытания шли в сверхсекретной лаборатории в Лондоне, а также на корабле-прототипе на озере Патриция в Альберте, Канада. Однако в ходе войны технологии вооружения двигались вперед так быстро, что вскоре огромные левиафаны наподобие авианосцев из пайкерита (так и не построенных) стали не нужны: увеличилась дальность полетов авиации, немецкий подводный флот был разгромлен и ходили слухи о появлении принципиального нового оружия, атомной бомбы, которая должна была положить конец войне.

Пережив после войны вспышку изобретательской активности, давшую миру энергосберегающий способ тяги товарных поездов — их должны были тащить за собой мужчины на велосипедах, — Пайк впал в уныние. Всё происходящее в мире, отвергающем его блестящие идеи, не внушало ему надежд, и в 1948 году изобретатель покончил с жизнью.

Кнуты, фолы и крекеры

Если бы вас попросили составить список «самых превратно понимаемых и неправильно трактуемых предметов в нашей культуре», вряд ли вы поставили бы на одно из первых мест кнуты. Более того, если вы наткнетесь на статью о кнутах, где автор пишет, что он «в долгу у Э. Конуэя и П. Креля[57] и благодарит их за предоставленные фотографии кнутов», то еще, пожалуй, решите, что читаете не серьезную научную публикацию, а порнографический журнал «Кнуты и порка». А ведь на деле обе приведенные выше цитаты содержались в докладе, опубликованном в авторитетном научном журнале «Physical Review Letters»[58].

Дело в том, что один математик из университета Аризоны решил изучить, как щелкает кнут. Еще в начале XX века ученые высказали предположение, что щелкающий звук раздается, когда кончик кнута — он называется фол — преодолевает звуковой барьер. Проведенная впоследствии высокоскоростная фотосъемка показала, что фол испытывает ускорение в 50 000 g. Человек при подобном ускорении чувствовал бы себя так, будто весит 3000 тонн.

Ален Горьели[59] подозревал, что щелчок кнута действительно сродни сверхзвуковому хлопку, но хотел детально разобраться, как возникает подобный эффект. От существовавших на тот момент объяснений не было никакой пользы. Один ученый утверждал, что сужение кнута к концу вызывает ускорение волны, возникающее, когда человек резко опускает рукоять, а чрезвычайно тонкая, почти с волос толщиной оконечность фола (именуемая крекером), мол, настолько легка, что движется со скоростью звука. Другой возражал, что это не может являться причиной, поскольку его расчеты с использованием такой величины, как импульс силы, показали: кончик кнута должен двигаться с той же скоростью, с какой был приведен в движение сам кнут. Другие ученые, взяв за основу расчетов иную величину, момент импульса (представим себе клюшку для гольфа, чье движение от момента замаха до удара ускоряется), получили совсем иные результаты.

«Цель [этой статьи], — писали Горьели и его соавтор Тайлер Макмиллен, — заново проанализировать динамику кнута и согласовать все эти, на первый взгляд противоречащие друг другу аспекты: связь между сверхзвуковым хлопком и скоростью кончика кнута, эффект сужения к концу, граничные условия, роль энергии, импульс силы и момент импульса».

Эта статья, испещренная математическими формулами, гуляет по таким темам, как классический критерий Куранта-Фридрихса-Леви — необходимое условие устойчивости численного решения некоторых дифференциальных уравнений, движение ускоряющейся гибкой границы в сверхзвуковом потоке и скорость распространения звука в коже.

(Здесь необходимо небольшое отступление — одной единой скорости звука не существует. Она изменяется в зависимости от среды, в которой распространяются звуковые волны. Так, в воздухе звук распространяется со скоростью 330 метров секунду, а в коже медленнее — со скоростью 220 метров в секунду. Кроме того, ученые недавно установили, что скорость звука в лунных породах намного ниже, чем в земных, и подозрительно близка к скорости звука в сыре.)

Статья ученых из Аризоны, судя по всему, дает окончательный ответ на вопрос, что происходит при щелчке кнута. Пока другие ученые подсчитывали, что крекер кнута якобы движется в воздухе со скоростью звука и порождает сверхзвуковой хлопок, Горьели доказал: самая быстрая часть кнута — это петля, образующаяся при резком движении руки, которая держит кнут; она движется со скоростью, вдвое превышающей скорость звука. Физический процесс формирования петли напоминает движения хвостика сперматозоида, направляющегося к яйцеклетке, хотя никто никогда не измерял мизерные сверхзвуковые хлопки, сопровождающие это перемещение.

Есть старая загадка: «Какая часть машины движется в два раза быстрее самой машины?» Ответ: «Верхние части колес». Нижняя часть колеса хоть на миг да оказывается неподвижной (допустим, машина в данный момент не скользит), ось движется вперед со скоростью, скажем, 60 километров в час, в таком случае верхняя часть колеса должна двигаться со скоростью 120 километров в час. Точно так же, когда петля кнута движется от рукояти до кончика, ее верх развивает вдвое большую скорость. А поскольку кончик кнута сужен, петля по мере движения от более широкой к более узкой части ускоряется, причем ее скорость может в 30 раз превышать изначальную.

Как это часто происходит в науке, найденный ответ порождает новый вопрос. А что, если хлопок мокрого полотенца — тоже результат превышения скорости звука? В 1993 году группа школьников из Северной Каролины сделала высокоскоростные снимки краешка хлопающего полотенца и доказала, что, когда возникает хлопок, полотенце действительно движется быстрее звука. Оставим в стороне тот вариант, что это, скорее всего, был просто удобный повод похлестать друг друга полотенцами; в любом случае впоследствии возникло подозрение, что предмет, которым «хлопали» школьники, вряд ли был простым полотенцем, — похоже, его соорудили после того, как первая попытка преодолеть звуковой барьер при помощи полотенца провалилась. В докладе, который подготовили школьники, упоминается, что они «изготовили новое, более длинное полотенце из куска хлопковой простыни». Очень похоже на то, что горе-исследователи просто подтасовали результаты. Возможно, доктору Горьели пора в очередной раз прийти на помощь науке. Уж он-то точно рассчитает скорость распространения звука в полотенцах.

Пожалуй, самая неожиданная идея, возникшая при изучении сверхзвуковых хлопков, касается одного из видов динозавров — апатозавров (больше известно их устаревшее название — бронтозавры), которые, возможно, щелкали хвостом как кнутом, чтобы произвести сверхзвуковой хлопок и тем самым передать сигнал другим динозаврам. Длина тела апатозавтра составляла около 30 метров, и половина этой длины приходилась на хвост. Тот, кому доводилось видеть в музее скелет крупного динозавра с сохранившимся хвостом, наверняка замечал, что позвонки к концу хвоста делаются все меньше и меньше, прямо как кнут. Смоделировав ситуацию на компьютере, ученые пришли к выводу, что волна, проходящая по такому хвосту, могла достигать скорости 2000 километров в час, а этого достаточно, чтобы устроить сверхзвуковой хлопок, по громкости не уступающий выстрелу корабельной пушки. Это предположение подтверждается самим видом позвонков на кончике хвоста — той его части, которая движется быстрее всего и испытывает наибольшую нагрузку. Позвонки как будто сплавились в единое целое — вероятно, в результате регулярно повторяющихся нагрузок при преодолении звукового барьера. Эта теория содержит вдобавок еще одно интересное предположение: самцы динозавров могли использовать сверхзвуковой хлопок для привлечения партнерши. Примерно у половины найденных на сегодняшний день скелетов апатозавров хвостовые позвонки были сросшимися. А благодаря недавно найденным в Вайоминге двум скелетам — самца и самки — выяснилось, что такой анатомической особенностью обладал только самец.

В чем разница между гипотезой и теорией?

Если вы выстроите костяшки домино в ряд слева направо, а потом толкнете самую левую костяшку, она упадет на следующую, уронив ее, движение передастся третьей, и так далее, пока волна не прокатится по всему ряду и не упадет самая правая костяшка. Наиболее очевидное объяснение этого процесса таково: толкнув первую костяшку, вы смещаете центр ее тяжести вниз, а при падении ее на вторую костяшку давление от соприкосновения выводит из равновесия и вторую костяшку, и так далее. Любой наблюдающий за этим феноменом где-то на уровне интуиции поймет, почему все это происходит.

А теперь представьте себе два ряда костяшек домино, выставленных таким же образом по обе стороны короткого картонного «тоннеля». Допустим, вы толкаете левую костяшку, а затем смотрите, как движение по цепочке передается к началу тоннеля. Затем, после нескольких щелчков, донесшихся изнутри тоннеля, вы видите, что правый ряд костяшек валится в столь же организованном порядке. Как бы вы объяснили увиденное? Все шансы за то, что вы даже не усомнитесь: мол, картонный тоннель просто установили в центральной части того же непрерывного ряда домино, что и раньше, накрыв им часть костяшек, поэтому они падают точно так же, как и в прошлый раз.

А теперь представьте себе, что перед вами стол с длинным картонным тоннелем и в поле зрения ни одной костяшки. Слева в тоннель вкатывается красный мячик, а спустя секунду или две из правого конца тоннеля появляется синий мяч. На этот раз в поисках объяснения вы переберете уже больше возможных вариантов. Вам даже может прийти в голову (особенно теперь, когда вы все еще думаете про домино), что красный мячик толкает первую костяшку скрытого в недрах тоннеля ряда и весь ряд падает, пока последняя костяшка не вытолкнет синий мячик из другого конца. Но вы можете также предположить, что красный мячик просто врезается в синий где-то посередине тоннеля и подталкивает его к другому концу (хотя почему тогда он сам не выкатывается наружу вслед за синим?). Или может, красный мячик врезается в белую лабораторную крысу, выдрессированную подталкивать синий мячик к выходу из тоннеля. Или возможно, красный мячик — это и не мячик вовсе, а некая разновидность хамелеона со способностями ежа — он умеет сворачиваться в шар и менять цвет. Или, может быть…

Все вышеперечисленное имеет прямое отношение к гипотезам и теориям.

В первом случае вы можете предположить, что никакие гипотезы и теории не нужны, потому что весь ряд костяшек домино виден как на ладони. Вы знаете, что происходит, потому что обладаете определенными сведениями о физическом мире и эффектах, возникающих при соударении твердых тел. Если у вас есть хоть какие-то сомнения, вы можете проделать опыты с отдельными костяшками, взвесить их, измерить момент количества движения, проверить, не теряется ли по ходу падения костяшек энергия и не может ли эффект по этой причине не сработать (то есть падение костяшек прекратится, не дойдя до конца ряда), и так далее.

Во втором случае — когда костяшки расположены по обе стороны тоннеля — у вас есть теория относительно происходящих событий. Вы знаете, как ведет себя ряд костяшек, если толкнуть одну из них; все, что происходит за пределами короткого тоннеля, соответствует этому объяснению, и у вас нет причин полагать, будто внутри тоннеля ряд не продолжается и движение не передается из одного его конца в другой. Эта теория также является наиболее вероятным объяснением. В сущности, никаких иных идей, которые по-другому объясняли бы происходящее, у вас попросту нет. Применив «бритву Оккама», принцип, согласно которому самое простое объяснение, скорее всего, и будет верным, вы приходите к убеждению, что ваша теория полностью объясняет все, что вы видели.

В третьем примере — с красным и синим мячиками — у вас есть несколько гипотез. Хотя на этот раз вы не видите ни одной костяшки, вы можете сделать умозаключение, основанное на возможности, что внутри тоннеля костяшки все-таки есть. Но вы также допускаете и другие возможности, включая удар мяча по мячу, крыс и хамелеонов. При всем множестве конкурирующих гипотез, может статься, вы так и не узнаете, какая из них более (или менее) похожа на истину.

При обсуждении разнообразных научных вопросов — например, того, как устроена и действует Вселенная, — подчас не все понимают разницу между теорией и гипотезой, а некоторые и вовсе пренебрегают ею. Часто слышишь, как кто-то говорит: «Эволюция, движимая естественным отбором, — всего лишь теория», пытаясь тем самым выразить сомнение в обоснованности такого объяснения развития жизни на Земле. На самом деле это не «всего лишь теория» — это теория, не допускающая или почти не допускающая сомнений. Она не менее убедительна, чем теория о непрерывном ряде костяшек домино в тоннеле из второго примера. Как и в случае с этим примером, в наших знаниях об эволюционном пути от примитивных форм жизни к нынешнему многообразию форм жизни на Земле тоже есть некоторые пробелы; как и в случае с примером, мы знаем кое-что о той части цепочки костяшек, что находится слева, — благодаря изучению окаменелых останков. Мы также знаем многое о цепочке справа, поскольку можем наблюдать за естественным отбором в лабораторных условиях и даже воздействовать на него. Опять-таки, как и в случае с теорией о домино, любому сомневающемуся в данном объяснении придется предоставить достаточно убедительные контраргументы.

Если бы человечество считало, что «эволюция, движимая естественным отбором, — всего лишь гипотеза», оно должно было бы заготовить массу альтернативных объяснений, и, возможно, идея «разумного начала» — как раз одно из них (хотя я лично так не считаю, поскольку для гипотезы это объяснение содержит слишком мало характерных признаков научности). Но идея эволюции, основанной на естественном отборе, — прочнее, чем просто гипотеза, это теория. Единственная теория, объясняющая известные нам факты, и вместе с тем одно из величайших достижений науки за последние две сотни лет.

Без колес не разберешься

Когда крытые повозки мчатся по прерии, преследуемые улюлюкающими индейцами, иногда кажется, будто колеса этих повозок вращаются в обратном направлении — во всяком случае, если вы наблюдаете за этой сценой в кино. В реальной жизни такого никогда не происходит.

Эта иллюзия связана с тем, что движущаяся картинка состоит из серии неподвижных кадров, воспроизводимых со скоростью 24 единицы в секунду. Каждый кадр являет собой изображение, которое присутствует в вашей зрительной системе до тех пор, пока не сменится следующим кадром. Если камера «берёт» движение колеса со спицами — а именно такие колеса были у фургонов американских первопоселенцев, — последовательность кадров даст представление о вращении колеса за счет изменения расположения спиц. Есть три варианта оптических иллюзий, способных вмешаться в этот процесс. Хотя повозка и мчится, может показаться, будто колеса неподвижны; может показаться, что они крутятся в обратном направлении; и может показаться, что колеса крутятся в нужном направлении, но намного медленнее, чем вы ожидали. Объяснение первой иллюзии — неподвижные колеса у мчащейся повозки — поможет нам лучше понять остальные две.

Если для простоты объяснения взять колесо, где всего четыре спицы, то в первом кадре спицы могут выглядеть перекрестьем с осями, расположенными строго вертикально и горизонтально; будь спицы стрелками часов, они указывали бы на 12,3, 6 и 9 часов. Если между первым и вторым кадрами колесо совершит ровно четверть оборота, зрителю покажется, что спицы не сдвинулись, потому что та спица, что раньше показывала на 12, теперь показывает на 3 и все остальные спицы тоже сдвинулись на три часа вперед. То есть спицы выглядят точно так же, как и в предыдущем кадре, поэтому мы думаем, что они неподвижны. Если повозка сохраняет постоянную скорость, в следующем кадре спицы сдвинутся еще на четверть оборота, и нам снова будет казаться, что колесо не вращается. Допустим, съемка длилась несколько секунд и получилось сто и больше кадров, — все это время на экране нам будет казаться, будто повозка скользит по прерии на неподвижных колесах, — но это только при условии, что скорость не меняется.

Теперь предположим, что, вместо того чтобы поворачиваться от кадра к кадру ровно на четверть оборота, колесо делает чуть меньше, чем четверть оборота. Теперь спица, указывавшая на 12 часов, сдвигается, скажем, к 2 часам; с 3 часов спица сдвигается на 5, и так далее. Колесо, сдвинувшееся в новом кадре «на два часа вперед», на экране выглядит точно так же, как если бы оно сдвинулось «на час назад». В следующем кадре колесо, переместившееся еще «на два часа вперед», опять будет казаться откатившимся «на час назад». И так на протяжении нескольких следующих секунд: колеса будто бы медленно крутятся назад, а повозка при этом летит вперед.

И наконец, третья иллюзия: повозка мчится быстро, а колеса крутятся вперед, но медленно. Такое впечатление возникает потому, что спица с 12 часов передвигается вперед немного дальше, чем на 3 часа, и так с каждой спицей. В итоге от кадра к кадру заметно небольшое смещение всех спиц по часовой стрелке.

«…И Дисней, неизвестный и немой»[60]

В 1872 году перебравшегося в Калифорнию эксцентричного английского фотографа Эдварда Майбриджа (урожденного Магериджа, 1830–1904) попросили рассудить спор: если лошадь мчится галопом, бывает ли в ее движении такой момент, когда все четыре ее ноги находятся в воздухе? Майбридж придумал целую систему из множества фотокамер, которая запускалась при помощи натянутой проволоки и давала последовательные снимки галопирующей лошади: на одном из них все ноги лошади действительно не касались земли. Однако система Майбриджа не просто разрешила спор. Запечатлев таким образом разных животных и людей в движении, фотограф создал несколько комплектов снимков, которые, будучи быстро показанными в нужной последовательности, складывались в нечто вроде одного из самых первых мультипликационных фильмов.

Но не самого первого. В конце 1970-х годов группа итальянских археологов, работавшая на юго-востоке Ирана, наткнулась среди останков городского поселения бронзового века, получившего название Шахри-Сухте (перс., буквально «сожженный город), на древнюю глиняную чашу. Этот город, который некогда населяли земледельцы, строители и ремесленники, пять тысяч лет назад пребывал в самом расцвете и, похоже, никак не был связан с другими древними цивилизациями тех краев, например с Месопотамией. Среди поразительных находок, сделанных в Шахри-Сухте за несколько сезонов раскопок, был череп со следами одной из первых в мире операций на мозге.

Обнаружив чашу, археологи обратили внимание на интересное украшение: по внешней стороне изделия шел орнамент, представляющий собой чередующиеся изображения козлов и деревьев. Поначалу никто не догадался, что это могут быть кадры анимации, похожие на снимки Майбриджа. И только когда иранский археолог Мансур Саджади решил скопировать каждый рисунок отдельно и прокрутить их последовательно, стало ясно, что рисунки были стадиями движения козла, встававшего на задние ноги, чтобы пощипать растущие на высоком дереве листья.

Разумеется, сейчас уже не установить, был ли узор специально рассчитан на просмотр в строгой последовательности. Но один иранский режиссер недавно снял об этой посудине с узором фильм, в котором изложена целая история прыгающего козла, и история эта действительно весьма похожа на мультик. Эффект создавался вполне убедительный, в связи с чем возникло несколько интересных вопросов. Настоящая мультипликация, то есть движущие картинки, зародилась в XIX веке с созданием оптических игрушек типа зоотропа, способных показывать рисунки в движении, а затем с изобретением кинематографа. И то и другое было невозможно без глубокого понимания принципов работы глаза и головного мозга. Зоотроп представляет собой вращающийся цилиндр с прорезями, сквозь которые зритель смотрит на полоску изображений — каждое слегка отличается от предыдущего, — нанесенную на внутреннюю поверхность цилиндра. Если вращать цилиндр и смотреть на картинки сверху, через край, то иллюзии движения не создается: полоска превращается в расплывчатое мельтешение. Но если смотреть на цилиндр сбоку, движущиеся прорези создают эффект отдельных кадров, перемежающихся краткими мгновениями черноты. Точно такой же эффект используется и в кинопроекторе, где каждый кадр демонстрируется в течение 1/25 секунды, затем на миг сменяется чернотой, после чего наступает очередь следующего кадра. С этим процессом связаны две загадки. Во-первых, почему при чередовании черноты и светлых кадров мы не видим никакого мелькания? И во-вторых, за счет чего последовательность неподвижных изображений так убедительно воссоздает эффект движения?

Отсутствие мелькания — это результат феномена, именуемого «слиянием мельканий». Когда даже очень быстро сменяющиеся изображения проецируются на сетчатку, информация об этих изображениях «распространяется дальше», от глаза к мозгу. Поэтому миг черноты, если он достаточно короток, «забивается» восприятием изображений.

Но это еще не объясняет, почему мы вместо серии сменяющихся неподвижных картинок видим движение. Судя по всему, чтобы воспринимать небольшие изменения в последовательно сменяющихся картинках как движение, требуется дальнейшая работа мозга. Существует даже неврологическое заболевание, влияющее на этот процесс, поэтому хоть и крайне редко, но все-таки встречаются люди, не способные идентифицировать объекты реального мира, если те неподвижны, и видящие их только во время движения. И наоборот, есть такие индивиды, которые без проблем различают объекты в состоянии покоя, а вот при перемещении те для них словно исчезают. В результате исследования этих систем мозга ученые обнаружили, что, если речь идет о восприятии движения, наша мозговая активность при просмотре фильмов или мультиков не отличается от того, что происходит, когда мы наблюдаем движение в трехмерном мире. Именно этим объясняется необычайная действенность иллюзии движения, а также то огромное потрясение, которое пережили зрители при первой публичной демонстрации первого кинофильма.

Открытия и изобретения, совершенные за последние два столетия, заставляют нас усомниться, что какая-то плошка возрастом в 5000 лет действительно могла содержать полоску с мультипликацией. Теоретически в те времена возможно было создать эффект движения, поставив чашу на гончарный круг, вращая его и подсвечивая рисунок каким-нибудь примитивным аналогом стробоскопа. Но не слишком ли много допущений и сложностей? Остается только предположить, что художник пристально наблюдал за поведением коз и однажды ему пришло в голову отразить несколько стадий движения животного, тянущегося к ветке за вкусными листьями.

До Вавилонского столпотворения

Можно ли воссоздать язык людей каменного века, на котором говорили наши далекие предки, жившие 30 000 или даже 100 000 лет назад? Некоторые филологи уверены, что да. Небольшая группа исследователей занялась поиском слов, обозначающих ключевые для человека понятия, и попробовали проследить истории этих слов в глубь тысячелетий — вплоть до того периода, когда, по мнению ученых, сформировался первый язык. От этого первого языка, как считают исследователи, произошли все остальные шесть тысяч языков, существующих на планете: от абазинского до зуни[61].

Многие из нас слышали о том, что некоторые языки содержат похожие слова и используют сходные грамматические конструкции. Итальянский и испанский, французский и румынский, русский и сербохорватский, норвежский и датский — вот лишь несколько примеров схожих языковых пар. В XIX веке стало понятно, что между языками прослеживаются более обширные и не столь легко уловимые связи, и языки были организованы в семьи, подчас содержащие языки, сходство между которыми совсем не очевидно, — например, английский и санскрит входят в одну и ту же индоевропейскую семью языков. Эти «семейные древа» были сформированы не по наитию, а благодаря открытию правил, доказывающих, что разные по написанию или произнесению слова на самом деле происходят из одного общего источника. Одно из этих правил, известное под названием «закон Гримма»[62], объясняет, как и почему слова, начинающиеся в некоторых европейских языках с буквы «f», произошли от слов на букву «р» из более старых языков, таких, как древнегреческий и латынь. «Pus» («нога» на древнегреческом) и «pes» («нога» на латыни) преобразовались в английском, немецком и шведском соответственно в «foot», «fuss» и «fod». Схожие изменения смычных согласных можно видеть в сдвигах от «b» к «р», от «g» к «к», а также в других «передвижениях согласных» (терминология Якоба Гримма). Применив эти правила и сравнив, допустим, английское слово «mouse», немецкое «Maus», шведское «mus», русское «мышь», польское «mysz» и греческое «mys», филологи смогли «реконструировать» слово, обозначавшее мышь в протоиндоевропейском языке, гипотетическом предке индоевропейской языковой семьи. И слово это — вряд ли оно вас удивит — «муус».

Но индоевропейские языки — это только одна группа, обладающая внутренними сходствами, которые подчас нетрудно заметить. А ведь есть еще другие языки, совсем не похожие на эту языковую семью, — те, на которых говорят, например, китайцы или североамериканские индейцы. Что, если, как полагают некоторые ученые, когда-то существовал единый протомировой язык, от которого произошли все остальные языки человечества? И как нам его реконструировать?

Вообще-то с небольшим количеством слов эта работа уже проделана — лингвисты опирались на сходства не между отдельными языками, а между языковыми семьями. Языковые семьи, в свою очередь, могут объединяться в еще более крупные группы — макросемьи. Одна из таких макросемей называется ностратической — от латинского выражения «Маге Nostrum», так древние римляне называли Средиземное море, вокруг которого из древнего ностратического языка образовались многие нынешние языки. Но языки, произошедшие от ностратического, распространились не только в странах Средиземноморья, они разошлись гораздо шире: к ним относится значительная часть языковых семей Европы, Азии, Африки и Северной Америки.

Рассмотрев взятые из разных современных языков слова, означающие «семя», «зерно», «пшеница» или «ячмень», филологи заключили, что в изначальном ностратическом языке было слово «бар» или «бер», которое со временем превратилось в «far» (латынь), «barley» (английский), «burr» (арабский), «paral» (малайалам, дравидийский язык, распространенный на юго-западе Индии), а также в ряд других слов со схожим значением в африканских и индийских языках и, конечно, в языках Средиземноморья.

Один из этих филологов даже написал стихотворение на ностратическом языке, использовав для передачи доисторических звуков специально разработанный алфавит:

Язык — это брод через реку времен,

Он ведет нас к жилищам давно умерших;

Но тот не сможет попасть туда,

Кто страшится глубоких вод.

Многим другим филологам подход «ностратистов» видится сомнительным. Один из оппонентов язвительно назвал их «Cosa Nostratica»[63] и обвинил в том, что они работают в «ностратисфере»[64].

Однако Джозеф Гринберг[65], первопроходец в этой области, был уверен, что применяемые им техники абсолютно верны. Он сравнивал филолога, пытающегося проследить взаимосвязи между современными языками, с биологом, который доказывает, что кот — близкий родственник тигра и куда более отдаленно связан с собакой и что все эти животные происходят от более древнего, а теперь уже вымершего предка — протомлекопитающего, чей облик можно восстановить, выявив общие черты среди его потомков. Как считал Гринберг, следующий очевидный шаг — это попытка разобраться, могут ли протоязыки тоже объединяться в языковые семьи, а конечная цель таких трудов — проследить историю всех языков от настоящего к прошлому, вплоть до единого протомирового языка.

В действительности теория о том, что все языки развивались с единой стартовой точки, вовсе не завиральная и официально признана многими филологами. Однако противники ностратистов и им подобных считают, что этот единый язык погребен в слишком глубоком прошлом, а посему нет никакой возможности восстановить его или хотя бы доказать, что он существовал.

Что же касается сторонников мирового языка, то они убеждены, что их методы точны и корректны с точки зрения статистики. Они столь же уверены, что когда-то люди, говоря о женщине, произносили «куна», а о воде — «вете», как я уверен в том, что сейчас есть те, кто в таких случаях говорят «femme» и «eau»[66]. Их аргументы зачастую базируются на внушительных списках похожих по звучанию слов, найденных в разных языках. «Сходств слишком много, чтобы считать их случайностью», — говорят они.

Американский лингвист Меррит Рулен (р. 1944) без всякого труда отыскивает примеры среди огромного арсенала языков, свидетельствующие о предполагаемой взаимосвязи. Взяв для рассмотрения английское слово «man» (человек, мужчина), он находит подходящие по звучанию слова в самых различных языках: в языке бамум (бантоидная ветвь в составе бенуэ-конголезских языков) — «mani»; в одном из восточно-суданских языков — «me’en»; в омотских языках (юго-запад Эфиопии и восток Судана) — «mino»; в кушитских языках (страны Африканского Рога) — «mn»; в авестийском (древнейший из сохранившихся в письменной записи иранских языков) — «manus»; в языке гонди (Центральная Индия) — «manja»; в языке билакура (один из папуасских языков) — «munan»; в языке нухалк (язык салишского народа, проживающего в канадской провинции Британская Колумбия в долине реки Белла Кула) — «man»; и, наконец, в старояпонском — «mina».

Чтобы вы составили представление, как могли говорить какие-нибудь «мано» или «куна» во времена палеолита, 30 000 лет назад, приведу несколько слов пресловутого первого мирового языка, реконструированных филологами новой волны:

айа (мать),

аква (вода),

бунка (изгиб),

бур (пыль),

кама (держать),

кано (рука),

кати (кость),

коло (отверстие),

кун (кто?),

куна (женщина),

мако (ребенок),

мана (стоять),

мано (мужчина),

мин (что?),

пар (летать),

поко (рука),

теку (нога, ступня),

тика (земля).

Экстрасенсорный предсказатель ядерных взрывов

Хотя не найдено никаких доказательств, что такие явления, как телепатия, ясновидение и телекинез (сгибание ложек силой мысли), в самом деле существуют, многие люди продолжают верить в паранормальные способности. В 1950-1960-е годы наблюдался всплеск научного интереса к этой области, появилась даже надежда, что тщательная научная проверка предполагаемых обладателей необычайных способностей, проведенная в лабораторных условиях, подтвердит существование сверхъестественных сил и включит их в научную картину мира. Самой многообещающей лабораторией, занимавшейся подобными опытами, была лаборатория при университете Дьюка в Северной Каролине, возглавляемая Джозефом Бэнксом Райном (1895–1980).

Во многих опытах, посвященных телепатии и ясновидению, использовались наборы карт со стандартными рисунками — специально чтобы можно было сравнивать данные из разных лабораторий. Некоторые испытуемые демонстрировали явную способность «видеть» карты, которые показывал в соседней комнате ученый; другие могли сказать, какая карта выпадет в ближайшем будущем.

Американский генетик Джордж Роберт Прайс (1922–1975) в своей знаменательной статье, опубликованной в 1955 году в американском журнале «Сайенс», описал метод использования сверхчувственного предвидения — способность экстрасенса «видеть», какую карту он перевернет в следующий раз, — для предсказания ядерных взрывов в будущем. Это был самый разгар холодной войны, и многие американцы опасались нападения Советского Союза.

«Карты следует подготовить, чтобы они реагировали на температурный всплеск, наблюдающийся при ядерном взрыве, — писал Прайс, — поэтому изначальный рисунок на картах нужно затушевать и разработать вместо него новый. Карты раскладываются внутри камер с открытыми створками по периметру области, являющейся потенциальной целью противника, и отверстия направляются на разные части этой области. Карты охраняются, и изображенные на них символы держатся в секрете. Ежедневно несколько тысяч специально отобранных перципиентов [людей, утверждающих, что у них есть способность к телепатии] пытаются угадать изображенные на картах символы на десять дней вперед. Ответы анализируются, исходя из того, что на каждой карте два символа, один из которых может быть правильным».

Прайс предлагал использовать пять стандартных символов, применяемых при исследовании паранормальных способностей, так, чтобы на каждой карте содержалось по два символа: один виден, когда карта в обычном состоянии, а другой проявляется при взрыве атомной бомбы. Если карты расположить в выгодных точках вокруг возможной цели, например вокруг города Вашингтон, округ Колумбия, то те карты, которые будут направлены в сторону взрыва, скажем в сторону Пентагона, выбелятся и на них проступит новый символ, а карты, направленные в другие стороны, возможно в сторону Белого дома, не испытают никакого воздействия.

И если в один прекрасный день эта массовая угадайка с набором карт, расположенных в конкретном месте, выдаст статистически значимую пропорцию правильно угаданных скрытых символов, тогда как на остальных картах, направленных в противоположную от будущего взрыва сторону, обнаружатся символы, видимые в обычных условиях, то у США останется в запасе еще десять дней и правительство успеет решить, стоит ли эвакуировать жителей города (это как минимум) или лучше (что более вероятно) заранее отплатить вероятным агрессорам, первыми сбросив на них бомбу.

«Звучит ли такое предложение абсурдно? — с иронией писал Прайс. — Нет. Если и теория информации, и выводы Райна верны, то это весьма практичное и крайне важное предложение. Такая система предупреждения окажется гораздо более эффективной и не столь дорогостоящей, как радар… Вообще, любая взаимосвязь между картами и догадками, которая настолько маловероятна, что может служить доказательством в пользу экстрасенсорного восприятия, вполне применима для передачи информации. И даже если вероятность, что данные Райна верны, составляет всего 10 %, все равно несомненный долг каждого ответственного правительственного чиновника — изучить эту возможность максимально оперативно и скрупулезно».

Конечно, идея, что можно было не тратить 14 миллиардов долларов на американскую программу стратегической оборонной инициативы, известную в народе как «Звездные войны», а вместо этого обойтись, допустим, покупкой сотни комплектов карт для телепатов и приглашением кучи экстрасенсов-волонтеров, выглядит весьма привлекательной. Однако, как Прайс и подозревал, разработки Райна и его единомышленников были обречены на провал. После того как ученые исключили откровенную подтасовку данных и отказались от маловразумительных экспериментальных методик, не нашлось никого, кто продемонстрировал бы в угадывании карт результаты выше тех, что получаются при случайных совпадениях. Хотя это все равно не оттолкнуло солидные университеты от возни с парапсихологией. В Принстоне парапсихологическая лаборатория просуществовала еще целых тридцать лет, и лишь в 2007 году ученые, признав свое поражение, наконец ее прикрыли.

Готорнский эффект

Большинство из нас в общих чертах представляет себе, что такое научный эксперимент. Если вы хотите проследить, какой эффект действие А оказывает на В, вам следует убедиться, что, пока вы производите А и наблюдаете за В, чтобы зафиксировать С, то есть результат, ничего больше не меняется. Если А — это «подбросить в воздух», а В — монета, то С может оказаться: «падает вверх орлом», «падает вверх решкой» или «встает на ребро». Обычно эксперимент проделывают по многу раз, дабы убедиться, что результат С повторяется. Если вы провели эксперимент с монеткой всего один раз и выпал орел, вы можете сделать поспешный вывод, что при подбрасывании монетки результат всегда будет только таким. После многократного подбрасывания действительно может обнаружиться подобный факт — это значит, что у вас каким-то чудом оказалась монетка с двумя орлами, но обычно орел и решка выпадают примерно с одинаковой частотой, а вот на ребро монета становится очень редко.

В Сисеро, предместье Чикаго, сейчас возвышается торговый центр, на месте которого раньше располагался огромный фабричный комплекс «Готорн», занимавший почти 500 000 квадратных метров. Именно там когда-то совершился переворот в представлениях о том, как происходит научный эксперимент. В зданиях комплекса трудилось более 40 000 человек, производивших широкий ассортимент оборудования для электросвязи, включая первую в мире электровакуумную лампу, так что в 1920 году это была отличная экспериментальная площадка для ученых, желавших выяснить, как условия работы влияют на производительность труда.

Среди интересовавших исследователей переменных было воздействие на производительность разных уровней интенсивности света. В ходе серии контролируемых испытаний они изменяли освещенность в одной части фабричного здания от 24 до 46, а потом до 70 фут-свечей[67], не меняя при этом освещенности прилегающих помещений. Обычно, приступая к эксперименту, ученые уже вооружены теорией, подразумевающей определенный диапазон ожидаемых результатов, но у них пока нет оснований остановиться на одном конкретном варианте. Готовясь к экспериментам в «Готорне», ученые предвидели три возможных итога: 1) на участке с более высоким уровнем интенсивности света рабочие будут трудиться лучше, нежели их коллеги с соседних участков; 2) они будут трудиться так же; 3) они будут работать хуже. Однако полученный результат не соответствовал ни одной из трех изначальных версий — производительность в экспериментальной группе повышалась при любом изменении интенсивности света, будь то повышение или понижение. При переходе к минимальной интенсивности света производительность выросла даже больше.

Впрочем, результаты экспериментов не свелись только лишь к этому. Когда ученые изменяли другие аспекты фабричной жизни — поддержание чистоты на рабочем месте, уборка с пола мешающих предметов, перемещение рабочих мест, — любое изменение условий труда на короткое время вызывало рост производительности.

За годы, прошедшие с тех дней, когда готорнский эффект (именно такое название получил этот феномен) был описан впервые, проводилось много подобных опытов, и все они давали сходные результаты. Это дало ученым возможность заключить, что изменение любой переменной в любую из сторон влечет за собой рост производительности труда, даже если изменение заключается в возврате к изначальным условиям. В этом открытии, казалось бы, таился немалый практический потенциал. Просто врубай на своей фабрике свет непредсказуемой яркости, устраивай перерывы на кофе и обед в разное время, постоянно меняй сумму оклада и длительность рабочего дня, и производительность труда станет непрерывно расти, пока рабочие не начнут крутиться как белка в колесе.

Естественно, оказалось, что все не так. Эти повышения производительности, порой весьма заметные, были недолговечны. В одном отчете о подобных экспериментах, проводившихся в 1990-е годы, указывалось, что, повысившись на 30 % (типичная для такого рода опытов цифра), производительность зачастую удерживалась на этом уровне всего несколько недель, а месяца через два и вовсе снижалась почти до изначальных показателей.

Теперь-то уже понятно, что опыты показали лишь одно: внезапно оказавшись в центре внимания администрации и ученых, а также замечая определенную симпатию и интерес со стороны людей, которых они уважают, или, во всяком случае, со стороны руководства, люди начинают работать лучше (возможно, сами не отдавая себе в этом отчета). Увы, описанная история так и не стала ценным уроком для фабричного руководства, вечно пытающегося выжать из рабочей силы максимум возможного, зато это прекрасный пример научного эксперимента, выявившего нечто фундаментальное в том, как надо проводить эксперименты — особенно когда они касаются людей.

Цепочка подлостей

Закон подлости, он же закон Мёрфи, гласит: если какая-нибудь неприятность может произойти, она обязательно случится. Этот закон обычно винят в таких досадных происшествиях, как падение бутерброда маслом вниз. У закона есть еще и следствие: если неприятность случиться не может, она все равно случится, причем в самый неподходящий момент. Паровые котлы выходят из строя посреди лютой зимы, телефон звонит как раз в тот момент, когда вы нежитесь в ванне, и так далее. Хотя в подобные ситуации время от времени попадает каждый и запоминаются они надолго, поскольку очень уж сильно раздражают, в повседневности досадные происшествия все же чередуются с приятными или нейтральными событиями. Если бы они шли сплошняком, мы не могли бы вести привычный, нормальный образ жизни.

Однако время от времени закон подлости проявляется настолько ярко, что это далеко выходит за рамки привычного опыта, и остается только признать, что нормальные законы функционирования Вселенной, видимо, ненадолго ушли на каникулы.

Один из таких случаев произошел несколько лет назад и был описан одним британским патологоанатомом в его коллекции необычных клинических ситуаций. Если точнее, то это был не один случай, а целая цепочка проявлений закона подлости, каждое из которых само по себе было досадным. Сильнее всех были удивлены знатоки закона Мёрфи: ведь если бы каждое звено в цепочке вело себя как должно, произошедшую в итоге трагедию можно было бы предотвратить. Но по мере развития событий Закон Подлости (прописные буквы использованы намеренно, в дальнейшем нам понадобится одна из них, а именно «П») сработал одиннадцать раз да еще на двух континентах.

А началось все с неуверенности по поводу биопсии: взятая на анализ ткань то ли свидетельствовала о наличии рака, то ли нет. Поскольку врачи из больницы А так и не смогли прийти к единому мнению, они решили отправить образец опытному специалисту в больницу В, которая находилась в другой стране. (Это конкретное заболевание не всегда было просто распознать, а тот врач действительно знал свое дело.)

Далее события разворачивались так.

В среду первой недели бандероль с образцами ткани, закрепленными между предметными стеклами, была отнесена в почтовое отделение неподалеку от больницы А и опущена в почтовый ящик для авиапочты, адресованной больнице В. На сопроводительной наклейке было написано: «ОЧЕНЬ СРОЧНО! — ПРЕДМЕТНЫЕ СТЕКЛА С МАТЕРИАЛОМ ДЛЯ ДИАГНОЗА — НЕ ОПАСНО — НЕ ИМЕЕТ КОММЕРЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ». К несчастью, больничный служащий, ходивший на почту, наклеил на бандероль недостаточно марок [П1], и почта отправила ее обратно в больницу А с требованием оформить посылку правильно. Бандероль попала в главную регистратуру, а не в патологоанатомическое отделение [П2] больницы А в пятницу. Там решили, что для отправки посылки авиапочтой, согласно уставу больницы, требуется разрешение старшего администратора. (Этот пункт устава частенько обходили, заплатив за отправку из собственного кармана, как и было в первый раз.) Нужный администратор появился на работе только в понедельник [ПЗ], он дал согласие на покупку дополнительных марок, так что теперь бандероль можно было снова нести на почту и отправлять, что и произошло во вторник второй недели.

Проделав небогатое событиями путешествие длиной почти в 20 000 километров (да-да, я тоже не знаю, почему не нашлось специалиста где-нибудь поближе), бандероль прибыла в нужный город, и в четверг курьер отвез ее в больницу В. Это был не рядовой четверг, а Страстной [П4]. Рассылка корреспонденции в больнице В осуществлялась централизованно, поэтому бандероль не отправилась прямиком в лабораторию, а была доставлена в офис администрации, который по случаю приближения Пасхи закрылся пораньше [П5]. Курьер вручил бандероль единственному человеку, пребывавшему в офисе, — уборщице [П6], и та аккуратно положила пакет в коробку с надписью «Входящая почта». (В сущности, для лаборатории той больницы, весьма перегруженной, это было в порядке вещей — они и без того ежедневно получали множество образцов для исследования.)

На утро среды третьей недели администрация вернулась с пасхальных каникул, и бандероль была передана нужному специалисту. Тот посмотрел образцы, обсудил их с коллегами и к четырем часам дня пришел к некоему умозаключению. Он уже хотел было позвонить в больницу А, но вдруг вспомнил о разнице во времени — в стране, где находилась больница А, был час ночи [П7].

В четверг врач из больницы А, затеявший всю эту пересылку, забеспокоился, что из больницы В так долго ничего не слышно, и отправил туда телеграмму с вопросом, нет ли каких новостей. Откуда ему было знать, что лаборант, отсылавший телеграмму, ошибся и вместо города, где находилась больница В, указал в адресе Нью-Йорк [П8]. Пять дней спустя сотрудники телеграфа сообщили в больницу А, что телеграмма вернулась недоставленной.

Тем временем патолог из больницы В, зная, что дело срочное, решил отправить свой вердикт телеграммой и передал текст секретарше. Та, в свою очередь, продиктовала его оператору телефонной станции больницы и сочла свой долг выполненным. Однако она не ведала [П9] о действовавшем в больнице распоряжении, что все отсылаемые телеграммы должны быть одобрены — да, вы совершенно правы! — старшим администратором. Читатель наверняка испытал бы разочарование, если бы с этого момента дела в моей истории пошли на лад, но отвечавший за телеграммы администратор оказался на совещании [П10], откуда отправился прямиком домой. Он заметил дожидающийся одобрения текст только к вечеру следующего дня, это был четверг третьей недели. Лихим росчерком пера администратор одобрил телеграмму, и утром в пятницу его секретарша передала текст оператору, который по телефону продиктовал его сотрудникам телеграфа.

Сообщение со скоростью электрического тока — ну наконец-то! — добралось до регистратуры больницы А, где как раз был вечер пятницы (разница во времени — плюс девять часов; вы все еще с нами?). Тут случился прямо-таки редкостный приступ профессионализма: телеграмму немедленно — вручную! — отнесли в лабораторию и оставили в лотке для входящих писем. Там ее нашли только утром в понедельник четвертой недели [П11], тогда же изначальный патолог вскрыл ее и наконец узнал мнение коллеги с другого континента.

Все это время (19 дней) он и его коллеги мучились из-за дилеммы. Анализ образца мог подтвердить, что у пациентки рак молочной железы. С другой стороны, могло также оказаться, что беспокоиться не о чем. Не зная, что делать, и не получив подтверждения, что ткани доброкачественные, врачи провели мастэктомию — удаление грудной железы — ровно за день до того, как наконец пришел ответ.

Заключение патолога из больницы В, подтвержденное результатами биопсии удаленной груди, гласило, что у пациентки не было раковой опухоли.

Если хотя бы одного из проявлений закона подлости в этой цепочке удалось избежать, то телеграмму доставили бы как минимум на день раньше и операцию отменили бы.

Мне кажется, такую последовательность ошибок, идущих одна за другой, следовало бы назвать «цепочкой подлостей». В это трудно поверить, но если вы хорошенько изучите обстоятельства какого-нибудь бедствия, случившегося за последние полвека (в этот период после особенно страшных катастроф начали проводить детальные расследования), будь то авария на Три-Майл-Айленд[68], взрыв на Чернобыльской АЭС или катастрофы двух американских космических челноков — «Челленджера» и «Колумбии», — то придете к выводу, что в каждом случае тоже была своя «цепочка подлостей». Ведь если хотя бы одно из событий, составляющих цепочку, не произошло, то и самой катастрофы не случилось бы.

Да возьмите же трубку, наконец!

Самые первые телефоны, появившиеся в продаже в 1877 году, состояли из деревянного ящичка с отверстием, в которое была вставлена мембрана. Она вибрировала под действием электрического тока, возбужденного голосом абонента, который находился на другом конце провода. Чтобы услышать этот голос, нужно было прижать ухо к отверстию, а для ответа требовалось повернуть голову и говорить в то же отверстие. Причем чтобы пользоваться этим новым изобретением, от говорящего требовался не просто громкий, а оглушительный голос. Как писал в те времена один очевидец: «Владельцы телефонов держали в руках аппарат как бомбу с часовым механизмом… и кричали в отверстие на пределе возможностей легких, так что в шести или даже в десяти кварталах (если ветер дул в правильном направлении) их было слышно и без всякого телефона».

Поначалу телефоны продавались парами, чтобы соединить две определенных точки — например, чей-то рабочий кабинет с домом. Но вскоре стало очевидно, что новое изобретение принесет больше пользы, а также больше прибыли производителям, если удастся соединить аппараты в общую многопользовательскую систему, — тогда любой владелец аппарата мог бы поговорить с любым своим собратом. Однако этим примитивным, хотя и эффективным устройствам не хватало одного важного качества, без которого сейчас невозможно представить ни одну телефонную сеть, — у них отсутствовал механизм оповещения о том, что вам звонят.

Если вы подходите к телефону и на другом конце провода кто-то есть, то вы можете с ним поговорить — в ином случае устройство бесполезно. Поначалу владельцы телефонов пытались исправить этот недочет, постукивая по мембране карандашом. Но хрупкий материал не выдерживал такого обращения, и мембрану часто приходилось менять. Или, как вариант, можно было очень громко кричать в телефон в надежде, что человек, с которым вы хотите поговорить, окажется поблизости от аппарата и услышит исходящие от него слабые попискивания.

Так продолжалось до тех пор, пока уже не изобретатель телефона Александр Грэм Белл, а его помощник Томас Огастус Уотсон придумал встраивать в аппарат колокольчик, который начинал звенеть, если кто-то пытался выйти на связь. Это было заметное усовершенствование, если бы не один недостаток — нельзя было сделать личный звонок. Пользователи одной из первых телефонных сетей в Торонто, чтобы дозвониться кому-то, сначала должны были поговорить с оператором, а тот в свою очередь начинал обзванивать все телефоны, входившие в сеть. Владелец каждого из аппаратов вынужден был подойти к телефону, чтобы узнать, не ему ли адресован этот звонок, а если нет — правила вежливости предписывали отойти от аппарата, хотя на деле никто не мог помешать любопытному телефоновладельцу постоять рядом и послушать чей-то интересный разговор.

Итак, когда какой-нибудь абонент желал с кем-либо поговорить, начинали звонить все телефоны города. Вот что писал об этом Томас Диксон Локвуд[69], автор книги «Практическая информация для телефонистов» (1882): «Непрерывный звон колокольчиков, каким бы мелодичным он ни был сам по себе, пусть даже сладкозвучным, как “Корневильские колокола” [популярная в те времена оперетта], стал напоминать монотонное дребезжание, утомлявшее уши, истосковавшиеся по тишине и покою». Наконец было найдено решение, позволявшее оператору направлять звонки конкретным абонентам, хотя по-прежнему оставалась масса абонентов со «спаренными линиями», то есть тех, кто делили линию с другими владельцами телефонов.

Теперь нужно было придумать устройство, которое позволяло бы людям направлять свои звонки самостоятельно, а не через оператора. Такое устройство появилось, поскольку его изобретатель, владелец похоронного бюро Алмон Браун Строуджер (1839–1902), не доверял местной телефонистке и не хотел, чтобы звонки проходили через нее. Она была женой его конкурента, и Строуджер подозревал, что звонки скорбящих родственников, адресованные ему, эта телефонистка перенаправляет своему супругу.

Его изобретение получило название «искатель Строуджера». Теперь абонент, желая дозвониться, должен был «выступать» кнопкой цифры набираемого номера, по-еле чего контактный рычаг подъемного-вращательного искателя на телефонной станции передвигался на одну из ста позиций — этого было достаточно, поскольку абонентов в зоне действия телефонной станции насчитывалось немного.

Строуджер разбогател, а в 1902 году в его похоронном бюро раздался телефонный звонок. Номер «выступала» жена изобретателя: Строуджер умер и семье требовались ритуальные услуги.

Сколько в Чикаго фортепианных настройщиков?

Такой вопрос любил задавать в ходе лекций своим чикагским студентам знаменитый физик Энрико Ферми (1901–1954), дабы продемонстрировать, что люди могут ответить на вопрос, не имея для этого достаточной компетенции и знаний, а просто высказав догадку, базирующуюся на обычных допущениях.

Он доказал, что целый ряд научных вопросов может быть решен при наличии небольшого количества элементарных знаний (а на деле — путем догадки), если руководствоваться одним простым правилом. Взяв в качестве примера вопрос о настройщиках, Ферми показывал, как можно использовать самые приблизительные предположения о численности населения, о доле в нем людей, владеющих пианино и роялями, а также о том, как часто нужно настраивать инструменты, чтобы найти приблизительный ответ. Затем он убеждал студентов, что тем же способом можно приблизиться к верным ответам на самые разные научные вопросы, например: какова масса Земли? какие люди ходят быстрее: высокие или низкие? какая часть съеденной пищи требуется для физического труда и какая — для поддержания жизни в организме? какова общая масса всех учеников в вашей школе или коллег в вашем офисе? сколько клеток в человеческом организме? Подобные вопросы получили общее название «вопросы Ферми» и часто используются в педагогике.

Итак, зададимся вопросом, который не требует сведений ни о Чикаго, ни о клавишных музыкальных инструментах: сколько лет жизни в среднем теряет курильщик? Возможно, вы проворчите: «Ну вот, вместо Чикаго и инструментов от меня теперь потребуются знания о раке, продолжительности жизни и прочих подобных вещах». Но ведь мы повседневно впитываем самую разную информацию из прессы, благодаря чему можем строить достаточно обоснованные научные предположения.

Допустим, вас силой заставляют ответить на этот вопрос, приставив к затылку пистолет или загоняя под ногти иголки. Каким образом вы попытаетесь спасти свою жизнь или пальцы?

Должно быть, вы знаете, что курение убивает не само по себе, а повышая вероятность рака и сердечно-сосудистых заболеваний, а эти заболевания обычно развиваются после пятидесяти. Вы знаете также, что большинство людей проживает не более восьмидесяти лет. Так что ответ должен находиться где-то в промежутке от 0 до 30. Он равнялся бы нулю, если бы эта вредная привычка не укоротила бы ни одну жизнь, и тридцати, если бы каждый курильщик умирал в день своего пятидесятилетия. Очевидно, что нулю ответ не равняется, иначе не было бы самой проблемы и мы не задавались бы этим вопросом. Так что корректнее будет сказать, что минимальный ответ — 1 год, а максимальный — 30 лет.

Итак, у вас есть то, что математики называют верхней и нижней границами (см. главу «А все началось с обеда…»), — 30 и 1. А теперь в игру вступает то самое простое правило, о котором я упоминал выше: вам нужно вычислить среднее геометрическое между верхней и нижней границами. Для этого следует умножить верхнюю и нижнюю границы друг на друга и извлечь из произведения квадратный корень: 1 × 30 = 30, а квадратный корень из 30 будет порядка 5,5.

Использовав эти нехитрые фрагментарные знания — или, проще говоря, догадки, — мы получили некий ответ: 5,5. На самом деле правильный ответ — 6,5, так что мы были не так уж далеки от истины.

Есть еще один совет, который может пригодиться, когда имеешь дело с вопросами Ферми. Число π можно округлить до 3, в сутках может быть 25 часов, каждый взрослый весит около 65 килограммов, шар с диаметром D имеет примерно тот же объем, что и куб со стороной D, и так далее. Подобные округления и приближения могут оказаться довольно полезными, а иногда результаты прикидок даже взаимно компенсируются.

Получить ответ, настолько близкий к правильному, как 5,5 к 6,5, — это не просто счастливое совпадение. Используя подобную методику, можно получить число, которое ученые называют правильным порядком величины. Это означает, что ваш ответ будет отличаться от правильного не более чем на порядок. На первый взгляд не слишком многообещающий итог, и в обычной жизни от таких результатов действительно мало толку. Вам хочется знать размеры своей зарплаты, пенсии, свой вес и прогноз лечения гораздо точнее, но в науке порой хоть какой-нибудь ответ лучше, чем совсем никакого.

Ту же самую методику приблизительной оценки вы можете применить, если нужно ответить на вопросы типа «Сколько человек сейчас летит на самолетах над территорией США?» или «Какой длины сосиска получится из коровы средних размеров?», — ответ попадет все-таки в мишень, а не уйдет в молоко. (Кстати, заодно можете прикинуть, сколько обычных сосисок влезет в стандартный бидон для молока или сколько молочных бидонов потребуется, чтобы заполнить пассажирский самолет.)

Арабская наука под телескопом

Слово «шовинизм», часто употребляемое в сочетании «мужской шовинизм», — это убежденность, что мужчины в чем-то превосходят женщин. Однако подлинное значение этого слова — фанатичный патриотизм. Термин произошел от имени полумифического персонажа Николя Шовена, фигурировавшего в нескольких французских водевилях первой половины XIX века, — весьма националистически настроенного солдата, служившего в армии Наполеона Бонапарта.

Современный пример шовинизма, в котором на самом деле содержится зерно правды, я нашел в очерке, включенном в ливийский учебник английского языка, который написал некий Мухаммед А. Манна’. В очерке, пытающемся восстановить историческую справедливость, подчеркивается вклад арабских народов в развитие науки. Приведу отрывок из этого оригинального опуса под названием «Арабские ученые», сохранив все изобилующие в нем грамматические ошибки, ошибки в написании имен собственных, фактические ошибки и неточности, не говоря уже о построении фраз.

«К сожалению, западные писатели и в особенности ориенталисты редко уделяют внимание трудам арабских ученых.

Европейские авторы время от времини фабрикуют клеветнические истории с ложно трактуемыми фактами, касающимися способностей арабов принимать участия в любых выдающихся умениях благодаря знанию.

Чтобы пролить на происходящее свет истины, наш неукаснительный долг — рассказать о работе, проделанной арабскими учеными, и тем самым воспрепятствовать ложным обвинениям.

Нет никаких сомнений в том, что, пока Европа тонула во тьме невежества, а Америка и вовсе была неизвестна истории, арабы уже являли собой выдающуюся фигуру на сцене науки.

Европейцы так толком и не умели считать, пока Джабер Эль-Аш’били не изобрел в 1196 году Алгебру, которая и поныне носит его имя[70].

В астрономии Ибн Эльхейтам Альбасари изменил ход истории, изобретя микроскоп, что придало астрономии практическую ценность. Очевидно, что англичанин Бикон изобрел современный микроскоп сразу после того, как прочитал книги Альбасари, в которых тот описывал космос как темную и вечную ночь, и только в окружающей планеты атмосфере присутствует свет — отраженный свет солнца.

В медицине арабские ученые были первыми, кто достиг высот в анатомии и хирургии, а также они играли заметную роль в разработке фармацевтических лекарств и излечении многих инфекционных заболеваний, таких, как оспа, корь, чесотка, дизентрия, дизурия, выкидыши, чума, холера и других; а также в диагностике всех видов патогенеза.

Пока европейцы практиковали шарлатанство как способ лечения пациентов, вводя их в заблуждение при помощи всяких трюков, и пока они верили, что болезни — это “зло”, вызванное природой, арабские ученые считали эту теорию ретроградской и не заслуживающей беспокойства, и они открыли “заразу”, которая представляет собой сообщение болезни при контакте со страдающим ей человеком, задолго до появления Луи Пастера.

Более того, арабские ученые были сведущи в Химии и осуществили процесс анализа в дополнение к их вкладу, касающемуся неорганической Химии, которая изучает минеральные субстанции, и органической Химии с ее животными и растительными субстанциями, и сделали шаг вперед, чтобы соединить Химию и изобразительные искусства, такие, как дубление кожи, окрашивание шерсти в разные цвета, лужение и косметические смеси.

Вдобавок к этим научным завоеваниям они — несмотря на то, что были кочевниками, — не пренебрегали и земледелием, про которое в книгах Закарии Аль’ашбейли ясно указывается на заметные арабские достижении в культивации почвы, будь то постьба, фермерское дело, возделывание земли или садоводство, в управлении землями, а также в изучении питания растений, ирригационных систем и удобств климата в отношении определенной почвы на конкретный период высаживания растений.

К концу X века арабские ученые изобрели материалы перегонки, исходное сырье для фильтрации и приготовления алкоголя и работу металлургии.

Ни один современный ученый не дерзнет отрицать, что слова “алкоголь”, “аламбик”[71] и поташ и по сей день сохраняют арабское происхождение.

Музыка долгое время была предметом насмешек, но десять столетий назад она расцвела, когда Эль-Фараби сочинил первую музыкальную ноту, под каковую симфонию испанские тинейджеры танцуют до сих пор.

Не было совсем никакой географии, пока Эль-Идрисси не нарисовал первую карту мира, отобразив физические качества земной поверхности и распределение суши и воды; континенты и океаны. Христофор Колумб, известный мореплаватель, открыл Вест-Индию пять столетий назад, сразу после того как он ознакомился с картами Эль-Идрисси, на которые он полагался во время своих странствий.

Арабы основали фабрики по производству железа и стали; оружие и боеприпасы; стекло и хрусталь; сыра-мятни и фабрики текстиля и шелка, прядение шерсти, хлопка и льна на Иберийском полуострове.

Кроме того, Абдуррахман Эль-Бадр первым изобрел литографию и книгопечатание за восемь веков до появления на свет немца Гуттенберга.

Вдобавок ко всему арабские ученые продемонстрировали большую склонность к геометрии, метафизике и философии. Мухиддин Эль-Араби и Эль-Маарри оставили великое литерарное наследие, из которого современные философы слишком часто выхватывают цитаты. И нельзя упускать, что “Описание Рая” итальянца Данте Аллегьери есть не что иное, как цитата из “Рисалат Эль-Гуфран” Эль-Маарри[72].

Ибн Халдун написал свои священнические и социологические книги задолго до того, как появились на свет британцы Сэмюэл, Шекспир и Бекон, француз Декарт и немец Артур Шопенгауэр.

Очевидно, что пока другие нации жили в пещерах и хижинах, арабские архитектуры, ценившие красоту во всех ее формах, возводили и украшали дворцы, здания и мечети по всей Южной Европе и Африке на всем протяжении до Дальнего Востока.

Ориенталисты использовали несколько писаний по Химии и механизму из книг Ибн Сины (Авеценна), Эль-Газали, Ибн Эрруми, Эррази и других. Но эти ориенталисты не только присвоили работы, писания, изобретения и идеи, а также теории арабских ученых, скопировав их, чтобы заполучить в свою собственность, они даже отрицают существование истинных составителей.

Очень трудно собрать все работы арабских ученых в укороченной статье, ведь на это потребовалось бы много томов.

Не столь важно помпезно демонстрировать великие работы наших прародителей, но в силу того, что некоторые ориенталисты и экстремистские элементы, финансируемые сионистами, противоправно используют их перме-ментные, безграничные и беспочвенные аспекты, важно со всей неизбежностью сводить на нет фальшивые обвинения, выдвигаемые без доказательств, а с другой стороны, являть миру работы тех гениальных ученых, которые проложили путь Цивилизации XX столетия».

В тяжелые минуты мне, как англичанину арабского происхождения (моя фамилия как раз происходит от ремесла «окрашивания шерсти в разные цвета»), доставляет огромное удовольствие перечитывать «Арабских ученых», желательно с бокалом алкоголя и первой музыкальной нотой, сочиненной Эль-Фараби, звучащей из музыкального центра. И тем не менее при всей своей местами (sic!) непробиваемости, неосознанном юморе, грубых ошибках и при всем своем сомнительном владении английским языком господин Манна’ упомянул целый ряд философов и ученых, по большинству незнакомых западному читателю, которые совершили важные и зачастую фундаментальные открытия, во многом заложившие основы современной науки. Вот только как это Манна’ избежал соблазна и не указал, что Данте, возможно, на самом деле звали Данте Али Гиерри?..

Почему зеркало меняет местами только лево и право, а не верх и низ?

А вот это очень интересный вопрос, и не потому, что он представляет интерес сам по себе, а потому, что порождает массу глупых ответов. Даже я сам придумал их немало. Вот некоторые выдержки из моих попыток объяснить это обстоятельство:

«Давайте начнем с одного простого факта — у зеркала нет предпочтений, что именно отражать…»

«Как выяснилось, лево и право — не абсолютные понятия, в отличие от верха и низа. К примеру, у пирамиды нет ни левой, ни правой стороны, хотя есть верх и низ…»

«Понятия “лево” и “право” не так легко объяснить, и, если бы вам нужно было растолковать марсианину, что вы имеете в виду, вам пришлось бы туго…»

«…потому что обычно вы располагаете зеркало вертикально. Если вы положите его на пол, оно прекрасным образом поменяет местами верх и низ…»

«Представьте себе, что в мире не существует силы тяжести. Тогда мы встречали бы людей, повернутых на 180 градусов относительно оси х (где х — ось, проходящая слева направо, прямо через их правый и левый бока). То есть ноги у них были бы там, где у нас голова, а голова там, где у нас ноги…»

Теперь, когда я знаю настоящий ответ (см. ниже) — во всяком случае, сейчас он представляется мне единственно верным, — эти более ранние попытки кажутся мне движением на ощупь в нужном направлении, однако так и не приводящим к месту назначения.

Английский эволюционист и популяризатор науки Ричард Докинз (р. 1941) обнаружил практическую полезность этого вопроса — поставленная таким образом задача заставляла абитуриентов, поступавших в университет, разговориться.

«Много лет, работая преподавателем колледжа в Оксфорде, — пишет Докинз, — я оценивал интеллект абитуриентов и их способности к рассуждению. В ходе собеседования я просил молодых людей поразмышлять вслух над загадкой: почему отражение в зеркале перевернуто слева направо, но не снизу вверх? Это провокационная задачка, которую трудно отнести к какой-либо конкретной академической дисциплине. К чему в большей степени относится этот вопрос — к психологии, физике, философии, геометрии или тут просто нужен здравый смысл? Я не ожидал от абитуриентов, чтобы они непременно “знали правильный ответ”. Мне просто хотелось послушать, как они думают вслух, посмотреть, пробуждает ли в них этот вопрос живой интерес, разжигает ли любопытство. Если да, то, возможно, их будет приятно учить»[73].

Что ж, профессор Докинз, давайте посмотрим, было бы вам интересно учить меня.

Прежде всего мне хотелось бы ненадолго отвлечься от зеркала — оно только все запутывает. Есть еще один похожий вопрос: почему правая перчатка, если вывернуть ее наизнанку, прекрасно садится на левую руку, а вот вывернутая наизнанку шляпа почему-то не превращается в пару ботинок? В математике трансформация того, что находится слева, в то, что находится справа, называется отображением (не важно, участвует в процессе зеркало или нет). Во время этого процесса многие свойства не меняются — цвет перчатки, длина пальцев, угол между линиями рисунка на ткани и прочее. Все такого рода характеристики — длина, угол, рисунок, предназначенность для той или иной руки — это свойства перчатки, некоторые из них подвержены математическому процессу отображения, а другие нет. Но в перчатке нигде нет фиксированного верха или низа. Если рука поднята, пальцы перчатки могут быть направлены вверх, а раструб вниз. В космосе, в ста световых годах от Земли, это по-прежнему будет правая перчатка, но верха у нее не будет вообще, эта категория применима только к объектам, находящимся на Земле.

Таким образом, понятия «право» и «лево» в названии этой главы существенно отличаются от понятий «верх» и «низ». Мы скорее имеем в виду «голову» и «ноги» и удивляемся, почему они тоже не меняются местами, как право и лево.

Но если задуматься, мы определяем наши «право» и «лево» относительно головы и ног. Если вы представите себе движение по часовой стрелке вокруг вашего тела, то правая сторона попадется на пути первой: голова, правая сторона, ноги, левая сторона, голова. Однако если бы в мире не существовало силы тяготения, мы могли бы ориентироваться в пространстве, назначив одну руку левой, а другую правой, и тогда положение в пространстве верхней части тела, включая голову, квалифицировалось бы в зависимости от положения рук. Вы можете определить верхнюю часть тела — ту, где располагается ваша голова, — как первое, что попадется вам, если представить себе движение по часовой стрелке, начиная от левой руки. В этом случае человек, глядящий в зеркало, обнаружит, что та, часть тела, которая должна быть верхней, или головой, то есть первая часть тела, встречающаяся при движении по часовой стрелке от левой руки, будет обута в ботинки. И тогда этот человек спросит: «Почему зеркало меняет местами верх и низ, но не меняет лево и право?»

Итак, ответом на вопрос в заголовке служит другой вопрос: «А почему оно должно?»

Теперь, узнав это, я чувствую себя спокойнее.

Вижу связь!

Два француза — давайте назовем их Бувар и Пекюше[74] — стоят на двух холмах. На одном холме находится осажденный город, а на другом, расположенном примерно в 6 лигах (30 километров), — возможное средство спасения. У каждого из французов есть поблизости небольшая пушка, а в руке маятник. Человек из осажденного города, Бувар, стреляет из пушки; Пекюше, стоя на другом холме, стреляет в ответ и начинает раскачивать маятник. Услышав выстрел пушки Пекюше, Бувар перестает удерживать свой маятник, и тот начинает раскачиваться. После некоторого количества колебаний — допустим, двенадцати — Бувар снова палит из пушки. Услышав залп, Пекюше перестает считать колебания своего маятника и раскрывает маленькую книжицу. Это список слов и фраз, стоящих напротив определенных чисел. Числу 12 соответствует фраза: «Мне нужна еда». Пекюше велит своему слуге собрать караван мулов, нагруженных багетами, связками лука и quiches Lorraine[75], и направить его в осажденный город. Несколько часов спустя Бувар снова палит из пушки, маятник успевает качнуться 23 раза, Пекюше заглядывает в книжицу и видит, что 23 означает: «Merci beaucoup»[76]. Жители осажденного города спасены от голодной смерти.

В мире, где весь образ жизни построен на почти мгновенной связи, такой, как телефонные звонки, Интернет или телевидение, трудно представить, что все эти средства быстрой связи были разработаны совсем недавно. Удивительно также и то, какой медленной и неудобной была связь на дальних расстояниях всего какие-то две сотни лет назад.

Маятники как метод скоростной связи между отдаленными точками были предложены в 1790 году в книге «Encyclopédie Méthodique, Arts et Métiers Mécaniques»[77], хотя нет никаких доказательств, что этот метод хоть раз применялся на практике. За прошлые века человечество предпринимало многократные лихорадочные попытки найти способ дальней связи, который был бы быстрее скачущего на лошади гонца. Палестинский поэт Михаил Саббаг (да, это был мой далекий предок) написал авторитетный трактат о почтовых голубях, который включал исторический обзор, начинавшийся от Ноя, голубки и оливковой ветви и далее переходивший к голубиным почтовым системам, что были налажены при некоторых халифах.

Во времена французской революции необходимость быстрой связи между правительством и армией стала настолько острой, что французский парламент принял закон, гласивший:

«Каждый, кто, не обладая официальными полномочиями, передает какие-либо сигналы из одной точки в другую при помощи оптического телеграфа или любыми другими средствами, подлежит заключению в тюрьму на срок от одного месяца до одного года…»

Не было ни единого человека, кто не понимал бы, насколько ценным для правительства и коммерции стало бы изобретение успешного способа сообщения между разными районами страны, а также между странами. Изобретателю «маятникового телеграфа» не повезло: прошло всего два года и братья Шапп[78] изобрели куда более удобный оптический телеграф. 2 марта 1791 года в 11 часов утра они передали сообщение: «Si vous réussissez, vous serez bientôt couvert de gloire» («Если вы преуспеете, то вскоре будете купаться в славе») на расстояние в десять миль, используя сочетания черных и белых поперечин семафора, часы, телескопы и шифровальные книги.

Система показала себя настолько успешной, что вскоре во Франции образовалась целая телеграфная сеть общей протяженностью свыше 5000 километров, связывавшая 534 станции. На передачу от станции к станции одного слова с использованием хитроумного семафора с подвижными поперечинами, стоящего на вершине башни и управляемого снизу тросами, уходило около трех минут, а чтобы совершить путешествие, скажем, из порта Тулон в Париж, на расстояние 800 километров, сообщение должно было миновать около восьмидесяти станций, и для этого требовалось несколько часов. В романе Александра Дюма «Граф Монте-Кристо» один из персонажей, банкир, разоряется, потому что оператора телеграфа подкупили и он подменил текст сообщения, передававшегося с юга Франции в одно из правительственных учреждений Парижа.

Но эта система телеграфных башен, включая сеть, организованную английским Адмиралтейством для передачи сообщений из портовых городов южного и восточного побережья в Лондон, исчезла практически в одночасье с изобретением электрического телеграфа, коммерческое применение которого началось в 1840-е годы. Единственным наследием громоздкого оптического телеграфа стали немногочисленные географические названия на картах Англии и Франции (а также Сан-Франциско), такие, как Телеграфный холм.

Враскачку

Во времена моего детства в рождественские хлопушки клали загадочное и удивительное устройство, очень долго занимавшее мои мысли. Это был простой маятник: нитка и гирька — небольшой кусочек выкрашенного в бронзовый цвет металла, отлитого в форме стрелы или геральдической лилии. Если расположить такой маятник над ладонью мальчика или мужчины и немного подождать, то маятник начинал раскачиваться по прямой взад-вперед; если подержать его над ладонью девочки или женщины, он начинал описывать круги. Он умел даже угадывать пол домашнего животного. Более того — что еще поразительнее, — если подержать маятник над беременной женщиной, по движению гирьки можно было определить пол будущего ребенка.

Не могу сказать, что я верил показаниям маятника на сто процентов. Я был скептически настроенным ребенком, мне хотелось разобраться, что происходит, а значит, найти возможное объяснение. И желательно было проделать это, не раздвигая границы научного знания до идеи о существовании неких связанных с полом эманаций, исходящих от живых существ и влияющих на движение маятника.

Пример с беременной женщиной заставлял меня усомниться в довольно правдоподобном объяснении: мол, раз ты знаешь пол существа, над которым держишь маятник, ты сам каким-то образом — сознательно или подсознательно — двигаешь маятник в нужном направлении. Но как это может объяснить отчетливые круговые движения над животом женщины, которая и сама еще на тот момент не знала пол своего будущего ребенка, а потом родила девочку?

Теперь, став старше и немного мудрее, я знаю, что сомневался тогда не напрасно. В происходящем нет ничего таинственного, и изумление вызывает лишь способность человеческого организма исподволь использовать зрительную обратную связь.

А происходит на самом деле вот что.

Во-первых, эффект действительно основывается на знании пола человека или животного (о беременной женщине мы поговорим чуть позже).

Во-вторых, гирька движется так, как вы ожидаете, — если бы вам сказали, что прямая линия означает «женщина», а круг — «мужчина», маятник именно так и двигался бы. (Если вам объяснили наоборот, маятник двигается наоборот.)

Когда вы держите маятник неподвижно и «мысленно велите» ему двигаться, слабые и незаметные сокращения мышц пальцев сообщают нити движение. Благодаря этим движениям гирька маятника начинает чуть-чуть покачиваться в нужном направлении. Пока вы наблюдаете, как маятник движется, те же мышечные движения становятся более интенсивными, а другие движения, вызывающие колебания в ненужном направлении, тем временем гасятся. Вы вглядываетесь пристальнее, и маятник все более и более четко движется по нужной траектории, мышцы пальцев все более точно передают движение, благодаря которому возникает «таинственный» эффект.

Есть простой способ проверить правильность этого объяснения. Попробуйте силой мысли заставить гирьку двигаться тем или иным образом, не держа ее над рукой. Вы все равно можете этого добиться, как бы ни старались держать маятник неподвижно. Попробуйте заменить «мужчину» с прямой линии на круг, и вам это удастся. Попробуйте «приказать» маятнику вращаться (не совершая при этом сознательных движений рукой), а глаза при этом держите закрытыми. Ничего не произойдет, и тем самым будет доказано: зрительная обратная связь необходима, чтобы правильные движения мышц «вознаграждались» и усиливались за счет видимого подтверждения успеха.

Наконец еще одна впечатляющая наглядная демонстрация того, насколько сильно неуловимые мышечные движения подчиняются зрительной обратной связи. Подвесьте маятник внутри бутылки, плотно зажав нить между пробкой и горлышком бутылки, и поставьте бутылку на ничем не накрытую столешницу. Прижмите ладони к столу и пристально следите за гирькой. А теперь «велите» ей двигаться по прямой или кругами. Опыт займет немного больше времени, чем если бы вы держали маятник в руках, но рано или поздно гирька подчинится вашему приказу — в результате передачи незаметных сокращений мышц через древесину к бутылке, а потом и к нити.

А как же беременная женщина? Что ж, вынужден признать, что маятник все-таки предсказывает пол ребенка, но только с вероятностью пятьдесят процентов… Точно так же его предсказывает подброшенная монета.

Из Европы в Америку за один час, поездом

В 1956 году американский адвокат Фрэнк Пол Дэвидсон (р. 1918), проведя вместе со своим семейством целых семь часов в качающемся на волнах пароме, пересекающем Ла-Манш, решил, что должен быть какой-нибудь более удобный способ добираться из Франции в Англию. Дэвидсон имел хорошие связи в американских финансовых кругах, и как-то раз он поделился пережитым в компании своих приятелей, нью-йоркских банкиров. Прошло совсем немного времени, и они все вместе основали «Группу по изучению тоннеля под Каналом[79]». Прошло менее сорока лет, в 1994 году тоннель под Ла-Маншем был открыт, и вот благодаря тому самому начинанию поезда уже вовсю курсируют по подводному тоннелю между Англией и Францией, перевозя пассажиров и машины. И те, кто не любит летать самолетом, теперь не обязаны бороться с морской болезнью.

Дэвидсон, которому сейчас уже за девяносто, по-прежнему бодр и деятелен. Последние три десятилетия он вместе с небольшой группой инженеров из Массачусетского технологического института занимается разработкой трансатлантической трассы, которая пролегала бы на дне океана в тоннеле, тянущемся, допустим, от Бристоля к Бостону, а внутри этого тоннеля бегали бы поезда на магнитной подушке. Используемая технология — магнитная левитация, или маглев, — основывается на взаимном отталкивании магнитов поезда и рельсов, в результате чего создается воздушная подушка, по которой поезд передвигается практически без трения. В Японии был сооружен пробный участок подобной железной дороги, и в ходе испытаний поезд развивал скорость до 581 километра в час[80].

Но кто захочет отправиться на поезде в путешествие длиной в пять тысяч километров только ради того, чтобы попасть из Англии в Америку? Даже при скорости 500 километров в час дорога займет десять часов, а на самолете можно долететь за пять или шесть. Однако у «Атлантического тоннеля» Фрэнка Дэвидсона есть еще одно дополнительное качество: в тоннеле не будет воздуха; мчась в вакууме, поезд будет экономить энергию, которая при обычной магнитной левитации тратится на преодоление сопротивления воздуха, благодаря чему поезда смогут двигаться намного быстрее.

Таким образом, поезд Дэвидсона все-таки обгонит самолет, да еще с приличным запасом. Технология, которую пропагандирует Дэвидсон, предполагает, что у поездов практически не будет ограничений по скорости, поскольку с ростом скорости не будет нарастать сопротивление, как это происходит в воздухе. Поезда смогут с легкостью разгоняться до 8000 и более километров в час, так что можно будет смотаться из Англии в Америку на денек, потратив на дорогу по часу в каждый конец.

В отличие от большинства предсказанных технологий будущего, эта технология не требует разработки новых идей. Пока есть только два препятствия: деньги и общественное мнение. Построить тоннель, то есть изготовить в странах, расположенных на северных побережьях Атлантики, бетонные секции, а потом соединить их в одно целое, не так уж сложно. Необходимые технологии уже существуют. А развивающаяся семимильными шагами система спутниковой навигации поможет разрешить, пожалуй, самую непростую проблему — как предотвратить возможность случайного контакта поезда со стенами тоннеля на высокой скорости. (Возникшее в такой ситуации трение сожжет поезд дотла вместе с пассажирами.)

Прокладывание «Атлантического тоннеля» потребует тесного сотрудничества целого ряда стран и международных корпораций по части финансирования и осуществления строительных работ. Но стоимость проезда будет на удивление умеренной. Согласно произведенным несколько лет назад предварительным оценкам, билет будет стоить около ста фунтов в один конец, что несколько дешевле билета на самолет, а времени на дорогу уйдет гораздо меньше.

Фундаментальная химия

Гетероциклические соединения — это молекулы, состоящие из атомов, образующих кольцо (цикл), в которое, помимо углерода и водорода, входит атом какого-либо еще элемента. Существует много разных гетероциклических соединений с разным количеством атомов водорода и углерода, объединенных в кольца, и различными атомами других элементов, дополняющими эту структуру. Каждое из соединений имеет собственную уникальную формулу, например С5Н5N (пиридин) или С4Н8О2 (этилацетат), однако чаще в разговоре и на письме молекулы веществ обозначаются не формулами, а названиями. Но как быть, если известно множество вариантов того или иного типа молекул и всегда есть возможность синтезировать новые? И вот в 1880-е годы два химика, Артур Рудольф Ганч (1857–1935) и Карл Оскар Видман (1852–1930), независимо друг от друга разработали систему, позволяющую дать каждому соединению уникальное название исходя из количества атомов в кольце и свойств дополнительного химического элемента, входящего в состав соединения.

Поскольку перед вами не монография по химии, вам, наверное, хотелось бы чего-нибудь не столь скучного, как достижения химической номенклатуры. И вы совершенно правы. Система Ганча-Видмана не учла специфического ребячливого чувства юмора английских химиков. Практически каждому гетероциклическому соединению она присвоила совершенно безупречное наименование, которое легко запоминалось и не вызывало неприличных ассоциаций. Но когда очередь дошла до соединений, содержащих мышьяк, возникла проблема. По-английски «мышьяк» — «arsenic», это слово происходит от арабского «al-zarnikh»[81]. Профессора Ганч и Видман решили, что все гетероциклические соединения, содержащие мышьяк, должны начинаться на «арс-»[82]. (Точно так же приставки «фтор-» и «йод-» указывают на содержание в соединении фтора и йода.) Но лиха беда начало. Затем ученые решили ввести систему суффиксов, зависящих от размеров кольца: «-ирин», «-ит», «-ол», «-инин» и «-епин». Так что, к сожалению, никак нельзя было избежать присвоения пятизвенному гетероциклу, содержащему мышьяк, названия «arsole»[83].

Это не шутка, такая молекула действительно существует. Вы можете узнать о ней поподробнее, ознакомившись со статьей двух шведских ученых, которая начинается словами: «Ароматичность арсолов бурно обсуждалась в литературе на протяжении многих лет…»[84] Профессор Пол Мей, химик из Бристольского университета, настолько увлекся возможностями, открывшимися благодаря этой номенклатуре, что предложил на своем сайте «Молекулы с дурацкими или необычными именами» назвать производную ареола и шестизвенного бензольного кольца «сексибензарсолом».