Краткая история почти всего на свете: экскурсия в окружающий мир

60

Суть арианства, возникшего в начале IV в., изложена не совсем точно: ариане утверждали, что Христос сотворен Богом Отцом и не равен, а лишь подобен Ему. Следовательно, вопреки господствовавшему в то время догмату, не равны и лица («ипостаси») Святой Троицы.

61

Джон Мейнард Кейнс (John Maynard Keynes, 1883–1946) – британский экономист, основатель современной макроэкономической теории.

62

Лондонское королевское общество – ведущая британская научная организация.

63

Насколько быстро вы вращаетесь, зависит от того, где вы находитесь. Скорость вращения Земли изменяется от более чем 1600 километров в час на экваторе до нуля на полюсах. В Лондоне эта скорость составляет 1038 километров в час.

64

Зенитный сектор – переносной астрономический прибор для точного измерения положений светил вблизи зенита.

65

Ла Кондамин, перед тем как отправиться на родину, первым среди европейских ученых предпринял крайне опасное путешествие вниз по течению Амазонки.

66

Прохождение Венеры по диску Солнца имело место 8 июня 2004 года, следующее – 6 июня 2012 года. В XX веке их не было ни одного.

67

Это принятое Международным астрономическим союзом значение астрономической единицы – среднего расстояния от Земли до Солнца. Оно известно с погрешностью ±30 метров. В течение года расстояние до Солнца меняется на величину ±2 % из-за того, что орбита Земли не идеально круговая.

68

В 1781 году Гершель первым в Новое время открыл планету. Он хотел назвать ее Георгом в честь британского монарха, но предложение отклонили. Вместо этого она стала Ураном.

69

Джеймс Клерк Максвелл (James Clerk Maxwell, 1831–1879) – выдающийся британский физик, создатель современной теории электромагнетизма.

70

Для физика масса и вес – две совершенно разные вещи. Ваша масса остается той же самой, где бы вы ни находились, а вес изменяется в зависимости от того, как далеко вы расположены от центра другого массивного объекта, вроде планеты. Отправляйтесь на Луну, и там вы будете намного легче, но не менее массивны. На Земле же из утилитарных соображений масса и вес отождествляются, так что оба термина можно считать синонимами по крайней мере за пределами учебного класса.

71

Джеймс Босвелл (1740–1795) прославился как биограф знаменитого британского литератора Сэмюеля Джонсона. Имя Босвелла стало в английском языке нарицательным, обозначающим постоянного компаньона и наблюдателя.

72

Равномерное (движение) по-английски – uniform. Отсюда название этого научного течения «униформизм».

73

Томас Генри Гексли (Thomas Henry Huxley, 1825–1895) – английский биолог, твердый последователь и популяризатор теории эволюции, за что заслужил прозвище «бульдог Дарвина». Ввел концепцию биогенеза, согласно которой живые клетки могут образовываться только из других живых клеток.

74

Роббер (англ. rubber) – в некоторых карточных играх (вист, бридж, винт и др.) круг игры, состоящий из трех отдельных партий.

75

Импактная теория (от англ. impact – удар) – гипотеза, согласно которой причиной вымирания (в частности, динозавров) стало падение на Землю крупного астероида. Многие современные палеонтологи по-прежнему довольно скептически относятся к импактной теории вымирания видов, считая ее слишком примитивной и недостаточно обоснованной.

76

Генри Томас де ла Беш (1796–1855) – британский геолог, первый директор Британской геологической службы, созданной в 1835 г.

77

Пермский период был установлен Мурчисоном во время его изысканий в России.

78

Меловой период назван по преобладающему типу горных пород (писчий мел) в той местности, где он был открыт.

79

Периодами называют отрезки времени в прошлом, а системами – совокупность пород, образовавшихся в течение периода.

80

У нас экзаменов не будет, но если вам когда-нибудь потребуется это запомнить, то, возможно, пригодится полезный совет Джона Уилфорда представлять себе эры (докембрийскую, палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую) как времена года, а периоды (пермский, триасовый, юрский и т. д.) как месяцы.

81

Джон Макфи (John Angus McPhee, р. 1931) – американский журналист, постоянный автор журнала The New Yorker. Автор около трех десятков книг, в их числе «Анналы прежнего мира», посвященная пяти важным эпизодам истории геологии, за которую в 1999 г. он был удостоен Пулитцеровской премии.

82

Именно так принято в российской традиции. Также в последнее время в мире стали выделять катархей – эру, предшествующую архейской.

83

Ричард Форти (Richard A. Fortey, р. 1946) – британский палеонтолог и научный писатель. В 2006–2008 гг. был президентом Лондонского геологического общества. См. также гл. 21.

84

Хотя практически все книги упоминают про Ашера (Ussher), поражает различие в деталях сообщаемых о нем сведений. В некоторых книгах говорится, что он объявил о своем выводе в 1650 году, в других – в 1654-м, в третьих – в 1664-м. Во многих датой предполагаемого начала существования Земли называется 26 октября. По крайней мере в одной достойной внимания книге фамилия пишется как Asher. Этот вопрос интересно описан в книге Стивена Джея Гоулда «Восемь поросят».

85

Стивен Джей Гоулд (Stephen Jay Gould, 1941–2002) – американский палеонтолог, эволюционный биолог и историк науки. См. также гл. 21.

86

Дарвин любил точные цифры. В одной более поздней работе он утверждал, что на одном акре земли в сельской местности Англии в среднем обитает 53 767 червей.

87

В частности, он сформулировал второе начало термодинамики. Дискуссия об этом законе природы достойна отдельной книги, но, чтобы почувствовать, о чем идет речь, я предлагаю здесь блестящее резюме, сделанное химиком П. У. Аткинсом: «Существует четыре начала [термодинамики]. Второе начало было осознано первым; Нулевое начало было сформулировано последним; Первое начало было вторым; Третье начало вообще не должно считаться законом, равным остальным трем». В кратчайшей форме второе начало утверждает, что небольшое количество энергии всегда пропадает зря. Невозможно создать вечно движущееся устройство, поскольку, как бы ни было оно эффективно, оно всегда будет терять энергию и в конце концов остановится. Первое начало говорит о том, что вы не можете создавать энергию [из ничего], а третье – что вы не можете понизить температуру до абсолютного нуля: всегда сохраняется некая остаточная теплота. Денис Овербай отмечает, что три фундаментальных начала можно в шуточной форме выразить так: (1) вы не можете победить, (2) вы не можете прервать поединок и (3) вы не можете выйти из игры.

88

Следует отметить, что это все же не было основной целью экспедиции. Ее главной задачей была попытка отыскать водный путь по рекам и озерам через американский континент от Атлантического океана до Тихого.

89

Сомерсетский угольный канал – узкий канал длиной 29 км, входивший в систему доставки угля из шахт графства Сомерсет в Лондон.

90

«Она продает морские раковины на берегу моря» (англ.).

91

Дронты, открытые португальцами на острове Маврикий в XVI веке, менее чем за 200 лет были полностью истреблены.

92

Дебора Кэдбери (Deborah Cadbury) – британская писательница и продюсер на BBC. Неоднократно удостаивалась премий за свои телепрограммы, в том числе научно-популярные.

93

Мнения о числе открытых ими динозавров расходятся. Есть данные, что Коуп описал 56 видов динозавров, а Марш – более 120. По другим источникам – 26 и 34 соответственно.

94

Достойным внимания исключением является тираннозавр, найденный в 1902 году Барнумом Брауном.

95

В итоге честь открытия рода гигантских ископаемых носорогов Uintatherium досталась другому американскому палеонтологу Джозефу Лейди, а вид Uintatherium anceps выделил уже в 1961 г. У. Х. Уиллер.

96

Джон Джоли (1857–1933) – ирландский геолог, геофизик, почетный член АН СССР с 1930 г., член-корреспондент АН СССР по Отделению математических и естественных наук с 29 марта 1932 г.

97

Бранд был не ученым, а купцом. Поэтому он сначала держал способ получения фосфора в секрете, а потом несколько раз продавал этот секрет (который тогда связывали с философским камнем). Один из покупателей – Даниил Крафт устраивал публичные демонстрации светоносной силы фосфора. Другие торговали им, держа рецепт в секрете.

98

Шееле получал фосфор из золы, образующейся при обжиге костей. К этому времени получение фосфора уже давно не было секретом. Впервые рецепт был опубликован Робертом Бойлем в 1695 г., потом метод усовершенствовал Андреас Сигизмунд Маргграф в 1743 г.

99

Шееле, выделив хлор, назвал его «дефлогистированной морской кислотой». Дэви в 1810 г. первым доказал, что хлор является химическим элементом, а не соединением.

100

Испорченным (vitiated) называли воздух, выдохнутый живыми организмами, флоксы – то же самое, что флогистон, калксы – продукты используемого в алхимии процесса кальцинирования, миазмы – вредоносные испарения. До определенного времени все эти понятия широко использовались в химии и алхимии.

101

Аналогичные опыты проводил в России Ломоносов, однако полученные им результаты долгое время оставались неизвестными научному сообществу, в том числе и в России.

102

Высказывания Марата в 1791 г. не были непосредственно связаны с казнью Лавуазье в мае 1794 г. А в 1791–1793 гг. Лавуазье, находясь на посту директора академии, сотрудничал с Национальным собранием, рекомендуя правительству полезные для страны технические изобретения и даже разрабатывая новые рациональные методы сбора налогов. Однако в 1793 г. академия была упразднена, а депутат Конвента Брудон потребовал судить всех бывших откупщиков (хотя откуп был уничтожен еще в 1791 г.). Лавуазье был арестован в июле 1793 г., через четыре месяца после гибели Марата, который, кстати, был убит не по мотивам личной обиды, а по политическим убеждениям: Шарлотта Корде не могла простить Марату казни Людовика XVI в январе 1793 г. и репрессий против монархистов.

103

Аскезианское общество было образовано в 1796 г. Его название происходит от греческого слова askesis, означающего упражнения или подготовку. Позднее некоторые его члены приняли участие в создании Британского геологического общества.

104

Лоялистами называли противников независимости Америки от Англии, которые тем самым проявляли лояльность британской короне. Впрочем, иногда их называют и роялистами.

105

С названием алюминия случилась забавная история, причиной которой стали нехарактерные для Дэви колебания. Открыв элемент в 1808 году, он сначала назвал его алюмиум (alumium). Однако спустя четыре года по каким-то причинам передумал и изменил название на алюминум (aluminum). Американцы послушно приняли новый термин, однако многим британцам не понравилось, что слово aluminum нарушает сложившуюся схему именования элементов с окончанием на – ium (sodium – калий, calcium – калий, strontium – стронций). Поэтому они предпочли добавить еще одну гласную, а с ней и дополнительный слог. Теперь в Америке говорят aluminum, а в Великобритании aluminium. А еще в числе достижений Дэви следует назвать изобретение безопасной рудничной лампы для шахтеров.

106

Этот закон значительно позже привел к принятию так называемого числа Авогадро в качестве основной единицы измерения в химии. Оно соответствует числу молекул в 2,016 грамма водорода или равного объема любого другого газа и составляет 6,0221367 • 1023 – ужасно большое число. Студенты-химики всегда любили развлекаться, демонстрируя, насколько велико это число. Так что я могу сообщить, что таким количеством зерен воздушной кукурузы можно было бы покрыть Соединенные Штаты слоем в 15 километров, таким количеством чашек можно было бы вычерпать Тихий океан, а такое же число банок прохладительных напитков, сложенных штабелями, покрыло бы Землю слоем высотой в 300 километров. Такого количества американских центов было бы достаточно, чтобы сделать каждого жителя Земли долларовым миллиардером. Поистине большое число.

107

Верхние индексы теперь служат для обозначения степени ионизации атома или молекулы. Например, O2– означает дважды ионизированный, то есть лишенный двух электронов атом кислорода. Также применяются верхние индексы слева от символа элемента, они обозначают атомный вес изотопа, например, 14С – это радио активный изотоп углерода с атомным весом 14, применяющийся в археологии для датировки находок.

108

В семье Менделеевых было 17 детей, но четверо из них умерли в младенчестве.

109

Много позднее, в 1900 году, Менделеев и У. Рамзай пришли к выводу о необходимости увеличить длину периода до восьми, чтобы включить группу благородных газов.

110

На самом деле Периодическая таблица выглядит намного сложнее. Дело в том, что длина периодов не является постоянной. После двух периодов по восемь элементов следуют два длиной по 18. Десять добавочных элементов вставлены в них между второй и третьей позициями. Следующие два периода еще больше – по 32 элемента в каждом (самые последние из них до сих пор еще не получены). И это еще не все – самый первый период состоит всего из двух элементов: водорода и гелия. Все эти особенности успешно объяснены сегодня квантовой механикой. Но в XIX веке уловить закономерность при столь непостоянных периодах было весьма непросто. По мнению историка науки ван Спронсена, открытие периодического закона было возможно только в 1860-х годах, когда еще не выделили большинство редкоземельных элементов, из-за которых так раздуваются последние периоды таблицы.

111

Филип Болл (Philip Ball, р. 1962) – британский популяризатор науки, лауреат премии «Авентис» за лучшую научно-популярную книгу 2004 года – «Критическая масса» (русский перевод: М.: Гелеос, 2008).

112

По данным Объединенного института ядерных исследований в Дубне (ОИЯИ), к 2012 году были получены элементы с номерами до 118-го.

113

В мае 2006 г. в ОИЯИ были впервые исследованы химические свойства 112-го элемента. В соответствии с Периодической таблицей он оказался химическим аналогом ртути.

114

Возможно, вы когда-нибудь задавались вопросом, как атомы определяют, каким 50 процентам суждено погибнуть, а каким – продолжать жить до следующего раза. На это можно ответить, что период полураспада берется просто для удобства подсчета – это своего рода актуарная таблица элементарных частиц. Представьте, что у вас имеется образец вещества с периодом полураспада 30 секунд. Это не означает, что каждый атом образца будет существовать точно 30, или 60, или 90 секунд, или какое-то точно предназначенное время. Каждый атом фактически будет существовать совершенно произвольный период времени, вовсе не кратный 30; он может просуществовать две секунды, а может продержаться на протяжении нескольких лет, десятилетий или столетий. Никто не в силах этого предсказать. Но зато можно утверждать, что интенсивность исчезновения в целом по образцу такова, что половина атомов исчезает каждые 30 секунд. Это средний темп распада; другими словами, это характеристика, применимая к любой большой выборке. Например, кто-то однажды вычислил, что период полураспада американских десятицентовиков составляет примерно тридцать лет.

115

Первоначально Менделеев действительно очень скептически отнесся к сообщениям об открытии радиоактивности, и у него были все основания не доверять этой сенсации. Однако в 1902 г. он посетил лабораторию Беккереля и убедился в существовании явления радиоактивности. Для его объяснения он пытался построить собственную теорию, основанную на гипотетическом элементе эфире, который должен быть легче водорода, но это оказалось ошибочным ходом.

116

Пол Стразерн (Paul Strathern, р. 1940) – британский лектор, популяризатор науки и философии, автор книги «Мечта Менделеева», профессор университета Кингстона (Лондон).

117

Не все из этих физических единиц появились в XIX веке. Джоулем и ампером стали пользоваться только в середине XX века. При жизни лорда Кельвина единицу измерения абсолютной температуры, конечно, тоже не называли кельвином.

118

Это справедливо в отношении английского языка.

119

Если быть конкретнее, энтропия – это мера хаотичности или разупорядоченности в системе. Даррелл Эббинг в учебнике «Общая химия» очень удачно поясняет это на примере колоды карт. В новой упаковке, только что вынутой из коробки, карты сложены по мастям и по старшинству – от тузов к королям, – можно сказать, что карты в ней находятся в упорядоченном состоянии. Перетасуйте карты, и вы создадите беспорядок. Энтропия – численно характеризует, насколько беспорядочно это состояние, и помогает определить вероятности различных результатов дальнейшей перетасовки. Чтобы полностью постичь энтропию, необходимо также иметь представление о таких понятиях, как тепловые неоднородности, кристаллические решетки, стехиометрические отношения, но здесь была представлена самая общая идея.

120

Уильям Кроппер (William H. Cropper) – почетный профессор химии университета Сент-Лоуренс в Нью-Йорке. Автор книги «Великие физики: от Галилея до Ньютона».

121

Тем самым подчеркивалась сопоставимость труда с «Началами» Ньютона.

122

Планку в жизни часто не везло. Любимая первая жена умерла рано, в 1909 году, а младший из двух сыновей погиб в Первую мировую войну. У него также было двое дочерей-близнецов, которых он обожал. Одна умерла при родах. Другая взялась присматривать за маленькой девочкой и влюбилась в мужа ее сестры. Они поженились, и два года спустя она тоже умерла во время родов. В 1944 году, когда Планку было восемьдесят пять лет, в его дом попала бомба союзников [по антигитлеровской коалиции], и он потерял все – бумаги, дневники, все, что было собрано за целую жизнь. В следующем году его оставшийся в живых сын был уличен в заговоре с целью убийства Гитлера и казнен.

123

Дж. Дж. Томсон (Joseph John Thomson, 1856–1940) – английский физик, первооткрыватель электрона.

124

Кип Торн (Kip Stephen Thorne, р. 1940) – американский физик-теоретик, один из ведущих мировых экспертов по астрофизическим приложениям общей теории относительности, занимает позицию фейнмановского профессора теоретической физики в Калифорнийском технологическом институте.

125

Эйнштейн был удостоен премии за несколько неопределенные «заслуги в области теоретической физики». Ему пришлось ждать награды шестнадцать лет, до 1921 года, – довольно долгий срок по любым меркам, однако пустяк по сравнению с присуждением премии Фредерику Рейнсу, который открыл нейтрино в 1957 году, а удостоился Нобелевской премии лишь в 1995-м, тридцать восемь лет спустя, или немцу Эрнсту Руске, изобретшему электронный микроскоп в 1932 году, а получившему Нобелевскую премию в 1986-м, почти через полстолетия. Поскольку Нобелевская премия не присуждается посмертно, важным условием ее получения наряду с изобретательностью является долголетие.

126

Нельзя с уверенностью говорить об удочерении первого ребенка Эйнштейна – Лизерль. Никаких официальных данных о ее рождении и дальнейшей судьбе не сохранилось. Предположительно Милева Марич родила дочь по имени Лизерль, находясь у своих родителей, поскольку внебрачный ребенок помешал бы едва начавшейся карьере Эйнштейна на государственной службе. Из писем Эйнштейна известно, что в возрасте 1,5 лет Лизерль тяжело болела скарлатиной. Не исключено, что она просто не дожила до того времени, когда родители вступили в брак и могли забрать ее к себе.

127

Это не вполне верное описание. Упомянутая статья Эйнштейна содержала довольно обширные, хотя и не очень сложные математические выкладки, были в ней и подстраничные сноски, но вот библиографических ссылок действительно не было.

128

Чарлз Перси Сноу (Charles Percy Snow, 1905–1980) – британский ученый и литератор. Наиболее известна его статья «Две культуры» (1959), в которой он отмечает, что разрыв между гуманитарной и естественно-научной культурами является главным препятствием для решения мировых проблем.

129

Как с стало символом скорости света – своего рода загадка, но вот Дэвид Боданис предполагает, что оно происходит от латинского celentias, означающего скорость. В соответствующем томе «Оксфордского словаря английского языка», подготовленном лет за десять до появления теории Эйнштейна, для символа с указывается множество значений – от углерода (carbon) до крикета (cricket), но нет никакого упоминания о символе света или скорости.

130

Поль Валери (Paul Valery, 1871–1945) – французский писатель и поэт. Имел широкий круг интересов, в частности, переписывался с Луи де Бройлем и Альбертом Эйнштейном.

131

Речь идет о книге «Ученые-атомщики» (Boorse et al. The Atomic Scientists) – которая содержит более ста биографий ученых: от Тита Лукреция Кара до Ричарда Фейнмана.

132

Широко распространено заблуждение, будто специальная теория относительности (СТО) не годится для описания ускоренного движения и вызывающих его сил. На самом деле СТО позволяет описывать движение под действием сил, но она не раскрывает природу гравитации и не объясняет процессы в очень сильных полях тяготения.

133

Сама общая теория относительности была обнародована в 1915 г.

134

Дэвид Боданис (David Bodanis) – автор ряда научно-популярных книг. Лауреат британской премии «Авентис» 2006 года за научно-популярную книгу «Электрическая вселенная: Как электричество включило современный мир» (русский перевод: М.: Колибри, 2009).

135

Если быть точнее, такой массе эквивалентна кинетическая энергия летящего мяча.

136

На самом деле объединение пространства и времени появилось уже в специальной теории относительности. Однако искривление пространства-времени, о котором идет речь дальше, действительно вводится только в общей теории относительности.

137

Стивен Уильям Хокинг (Stephen William Hawking, р. 1942) – британский физик-теоретик, профессор математики Кембриджского университета. Основные направления исследований – космология и квантовая теория гравитации. В 1974 г. доказал, что черные дыры должны испускать излучение. Книга Хокинга «Краткая история времени», опубликованная в 1988 г., 4,5 года продержалась в списке бестселлеров лондонской газеты Sunday Times и разошлась суммарным тиражом около 10 млн экземпляров (русский перевод: СПб.: Амфора, 2010).

138

Митио Каку (Michio Kaku) – американский физик-теоретик японского происхождения, автор ряда монографий и нескольких научно-популярных бестселлеров, в частности «Физика невозможного» (русский перевод: М.: Альпина нон-фикшн, 2009). В 2006 году Каку подготовил на BBC серию программ, посвященных природе времени, он ведет большое научное ток-шоу на радио.

139

Введение космологической постоянной в уравнения общей теории относительности было математически совершенно корректным шагом. В последние годы новые астрофизические данные вновь поставили перед учеными вопрос о том, что космологическая постоянная (или нечто наподобие нее) может потребоваться в уравнениях, описывающих эволюцию Вселенной. Так что «величайшая ошибка Эйнштейна» вполне может оказаться одним из его пророчеств. Но нельзя не признать, что из-за веры в статичность Вселенной и введения в уравнения космологической постоянной Эйнштейн не смог на основе собственной теории предсказать расширение Вселенной. Это действительно было очень досадным упущением для Эйнштейна, но его не замедлили восполнить другие космологи, в первую очередь де Ситтер, Леметр и Фридман.