Демон Максвелла

– Отнеси конверт домой и сожги.

9. Осенние листья

Я вышел из паба около девяти вечера и следующие десять минут стоял у автобусной остановки напротив, уткнув подбородок за воротник пальто, и, несмотря на холод, был рад немного побыть на улице. Сильный зимний порыв ветра подул с реки, влетел в меня и рассеялся, наполнив воздух ароматом дождя.

Осень в этом году наступила рано, листья быстро опали от морозов. Как и всегда, смена сезонов застала меня врасплох. Я проводил слишком много времени в четырех стенах квартиры и в своей голове, так что заметил, что выдохлось лето, только когда вышел в тот день из дома и понял, что придется вернуться за курткой.

Приятно было снова оказаться в мире, чувствовать, как меня подгоняет порывистый ветер. Приятно было чувствовать себя безымянным, маленькой пылинкой среди бесчисленных уличных фонарей, фар, машин, прохожих, зданий, дорог и шума ночного города. Приятно было ни с кем не разговаривать и ни о чем не думать.

Из чего состоит мир, в котором ты живешь? Из камней, травы и деревьев или из банковских выписок, статей, сертификатов, записей, файлов и писем?

Я отмахнулся от вопроса Софи, сосредоточив внимание на вещах – сотне вещей, сделанных из материи, химических элементов, звуковых и световых волн, движущихся и недвижимых, едущих, прогуливающихся или летающих вокруг меня. К счастью, ничто из этого города, полного миллионов жизней, кирпичей и огней, – ничто из этого не проявляло ко мне ни малейшего интереса. Ничто не зависело от моих мыслей или идей. Зданиям и уличному движению было совершенно плевать, написал ли я ответ Эндрю Блэку, закончил ли сценарий, получил ли звонок от Имоджен, принял ли сбой на линии за голос покойного отца, несущего чушь. Все это было неважно. По большому счету, все это не имело никакого значения. Я закрыл глаза, ощутил прикосновение холодного ветра к лицу и широко улыбнулся в воротник куртки.

Шли минуты.

К ветру присоединился слабый ледяной дождь, обжигающий щеки и лоб. Я был совсем не против. Мимо прошла группа подростков. Я наблюдал, как они шумно и кокетливо болтают, удаляясь все дальше по улице. Счастливые и пьяные, они смеялись и шутили, несмотря на плохую погоду, все время как бы невзначай касались друг друга – пихались, спотыкались, притворялись, что выталкивают друг друга на дорогу. Я вспомнил смех Имоджен, о том, как она внезапно запрыгивала на меня, стоило зазвенеть будильнику, и кричала во весь голос: «Готовсь!». Вспомнил, как ее душил смех, как она вырывалась, когда я с боем прижимал ее к постели и щекотал, как она истерически хихикала над видео с Ютуба про собаку по кличке Фентон, преследующую стадо оленей. Представил, как блестят ее глаза, когда от смеха она не может говорить и даже перевести дыхание. А затем перед внутренним взором явился – словно незваный гость – яркий взгляд Софи, ее серьезное выражение лица и костяшки ее пальцев, постукивающих по письму Эндрю Блэка.

Тук.

Тук.

Тук.

В воспоминании постукивание стало медленнее и громче, словно действие происходило в истории Викторианской эпохи и в дверь стучался гребаный Призрак Грядущего Рождества.

Боже. Мой мозг просто не дает мне продыху.

В отдалении один из парней схватил девчонку и рванул с ней вперед, сквозь дождь. «Отвали, Крейг! Крейг, ты – конченый придурок, тупица…» – закричала она, ударив его, но только для вида, в то время как остальные, смеясь, плелись позади.

Я улыбнулся и засунул руки в карманы.

«Думаю, край обрыва – это про тебя», – вот что я сказал Софи.

Черт.

Я почувствовал знакомое трепетание в глубине сознания – старые воспоминания снова зашевелились. «Расскажи ей», – заголосили толстые мохнатые тельца, и я услышал – хлоп-хлоп-хлоп – сухой шорох крыльев в темноте. – «Расскажи ей, расскажи ей, расскажи ей, расскажи ей».

Столько лет прошло, а они все еще не теряют надежду вырваться на волю.

Я запустил пальцы в мокрые волосы, чтобы заставить голоса замолчать.

До встречи с Софи я ходил по книжным магазинам. В каждом выбирал книгу с полки, где стоял «Двигатель Купидона», вытаскивал ее и пихал поверх других, пока она со стуком не падала в темное пространство у задней стенки. Я занимался этим несколько лет и обычно жертвой выбирал Борхеса, если он был в наличии. Всегда считал, что уж он-то возражать не будет. Так вот, если спрятать таким образом одну книгу, на полке будет больше места. Тогда я создавал пустоту шириной с книгу между «Двигателем Купидона» и следующим произведением. Со временем это стало ритуалом. Неважно, в какой книжный я захожу, – всегда оставляю пустое место размером с книгу для второго романа Эндрю Блэка. Не знаю зачем. Может, считал, что кто-то из нас – Эндрю, я или отец – должен хоть что-то опубликовать. Стрелка времени отсчитывала наше прошлое, настоящее и будущее, и поскольку отец уже вряд ли что-то выпустит… В общем, не знаю я. Долгие годы создавал эти пустоты в книжных магазинах по всему Лондону, хотя знал, что второй книге Эндрю Блэка никогда не бывать. В последнее время начинаю думать, что создавал пустоты, чтобы не столько освободить место для надежды, сколько продемонстрировать отсутствие.

Я переминался с ноги на ногу, чтобы чуть-чуть согреться, наблюдая, как подростки исчезают в дверях бара. Я испустил долгий вздох, отчего из воротника куртки повалил пар. Шесть лет назад Эндрю Блэк столкнул Софи Алмондс с пика успеха, и было ясно, что она никогда ему этого не простит. Однако ее реакция застала меня врасплох. И слов о разрешении я тоже не ожидал. Неужели я и правда искал разрешения написать Эндрю? Не знаю. Всякий раз, когда задавал себе этот вопрос, не получал в ответ ничего, кроме смутной картины – как я пробираюсь через заросли ежевики. Заросли не имели злого умысла – не было и намека на ловушку для енотов, о которой говорила Софи, – это были просто заросли ежевики, но все же густые и колючие. «Зайти легко, – казалось, говорила эта картина, – а вот выбраться…»

Я втянул воздух через воротник и сосредоточил внимание на завораживающем, бесконечном свечении фар, движущихся по дороге. Вскоре из-за угла улицы показался автобус, и я присоединился к зашевелившейся, блестящей от дождя очереди, выстраивающейся к его прибытию.

* * *

Может, я не хотел возвращаться в нашу пустую маленькую квартирку, может, хотел еще немного побыть в реальном мире или, может, так и планировал с самого начала – как бы там ни было, я решил сойти на пару остановок раньше и преодолеть остаток пути домой пешком.

Мой маршрут пролегал по краю парка Виктории, в котором ветер волнами поднимал с земли огромные ворохи опавших листьев и вертел, кружил их, бросал мне под ноги со свистом и шорохом, вздымал их в смерчи, все выше и выше, под самые лампы уличных фонарей, создавая невероятный шум на тихой и пустой улочке.

Я опустил голову и часто заморгал, чтобы пробраться сквозь бурю листьев, и вдруг поймал себя на том, что думаю об истории, которую Софи рассказала мне несколькими месяцами ранее. Почти в каждую нашу встречу я видел маленькую черную записную книжку, на страницах которой содержались подробности какой-нибудь новой истории, набор имен, дат и терминов, на которые она постоянно ссылалась, рассказывая что-нибудь интересное. Однажды она рассказывала мне об Иоганне Фусте, нечистом на руку деловом партнере Иоганна Гутенберга, изобретателя книгопечатного станка. Судя по всему, Фуст предал Гутенберга, еще его арестовали по подозрению в колдовстве, а впоследствии он стал – по мнению некоторых историков – прообразом «Доктора Фаустуса». В другой раз она рассказала мне о человеке по имени Томас Харви. Он украл мозг Альберта Эйнштейна, тридцать лет хранил его в холодильнике для пива и в свободное время изучал его, разрезая на кусочки. Харви часто пил с Уильямом Берроузом, и Берроуз любил хвастаться друзьям, что в любой момент может раздобыть кусочек мозга Эйнштейна. Были и другие истории, например о том, как ошибка в алгоритмах книжных онлайн-магазинов привела к тому, что книга о ДНК мух получила цену в 23 698 655,93 доллара в интернет-магазине Amazon; о том, как появилось слово «амперсанд», и почему на короткое время в алфавит добавили знак &. Однако в тот вечер, когда я пробирался через груду кружащих ворохом листьев, мне вспомнилась история о математике по имени Барбара Шипман.

Шипман работала исследователем в Университете Рочестера в штате Нью-Йорк и изучала математические многообразия – необычные, теоретические конструкции, описываемые сложной математикой.

Как ни странно, многообразия могут существовать более чем в трех измерениях. В частности, Шипман работала с шестимерными конструкциями, известными как «флаговое многообразие». Как ей, трехмерному человеку, удалось постичь теоретическую шестимерную конструкцию? Никак. Она нашла способ визуализировать эту конструкцию в форме, доступной для человеческого разума, после детального изучения теней, отбрасываемых на плоскую поверхность, такую как стена («к радости поклонников Платона», – добавила Софи). Трехмерный куб отбрасывает тень в виде двухмерного квадрата, а флаговое многообразие отбрасывает сложную двухмерную тень, которую человеческий мозг способен понять и обработать. Полагаю, изрядное количество математиков пыталось рассчитать и спроецировать тень флагового многообразия, но когда за дело взялась Барбара Шипман, в своей работе она задействовала не только математический талант. Она была дочерью пчеловода. А потому увидела в тени флагового многообразия то, чего никто другой никогда раньше не замечал.

Понимаете, пока математики изучали многообразия, пчеловоды тоже ломали головы над загадками своего ремесла. На протяжении тысячелетий они не могли понять поведение пчел-разведчиков по возвращении в улей. Пчелы всегда исполняют «виляющий» танец: потрясывая задней частью, они выписывают телом серию петель и восьмерок. Судя по всему, так они с поразительной точностью передают другим пчелам маршруты к лучшим источникам пыльцы, но вот каким образом пчела-разведчик способна передавать такие сложные данные с помощью обычного танца, всегда оставалось загадкой. То есть оставалось до тех пор, пока Барбара Шипман не увидела в тени, отбрасываемой флаговым многообразием, не сложную геометрическую форму или теоретическую шестимерную конструкцию, а танец пчел с пасеки отца.

Легко забыть в суете повседневной жизни, что логические выводы не всегда скучные и обыденные. Иногда они настолько неправдоподобные, настолько удивительные и причудливые, что не всякий здравомыслящий человек сможет сразу их осознать и принять. Логический вывод, сделанный из наблюдений Барбары Шипман, состоит в следующем: мы, люди, проживаем жизнь в привычных трех измерениях, а вот пчелы – нет. Пчелы живут и общаются в шестимерном. Как это выглядит на практике? Как видят мир пчелы? Как они видят нас и наши трехмерные занятия? Ответить на эти вопросы не получится, поскольку человеческий разум совершенно не в силах постичь эти ответы. Существуют вещи, которые нам не дано понять.

Я шел по вечерней улице сквозь ворох листьев, скользя пальцами по холодной ограде парка, и представлял, как Барбара Шипман просыпается в день своего открытия, чистит зубы, одевается и завтракает и готовится встретить, как ей тогда казалось, очередной обычный день. Простая истина: мы не имеем ни малейшего представления о том, что несет грядущий день. Раздастся звонок, на стене промелькнет тень, самолет упадет с неба, ни с того ни с сего придет письмо – и в мгновение ока мир перевернется с ног на голову.

Я остановился на ветреном перекрестке одинокой дороги к дому, и вокруг меня кружились листья. Поверни я налево, меньше чем через пять минут оказался бы дома. Продолжи идти по дороге рядом с парком – достиг бы ярко-красного почтового ящика напротив старой, заколоченной церкви в конце улицы.

Я расстегнул молнию кармана и вытащил письмо Эндрю Блэка. Голодный ветер тянул и выдирал его из рук, но моя хватка была крепкой.

«Отнеси конверт домой и сожги», – сказала Софи.

Я разглядывал свое имя и адрес на конверте, пока тот бешено трепыхался между пальцами, пытаясь освободиться. Я чувствовал края снимка внутри.

«Как думаешь, что это?»

«Несомненно, это приманка. Только сумасшедший решится на нее клюнуть».

Я сунул руку в карман и вытащил второе письмо, адресованное Эндрю. Мой ответ – написанный, проштампованный и готовый к отправке.

«Не отвечай ему. Хочешь моего совета? Это он и есть. Другого не жди. Не отвечай ему».

Ветер с ревом пронес мимо ворох листьев, и они, шурша, унеслись к почтовому ящику у старой церкви. Засунув обе руки – и оба письма – поглубже в карманы куртки, я склонил голову и зашагал следом.

* * *

Я стоял перед почтовым ящиком две, три, четыре минуты.

Сказал себе: «Суй уже в щель. Это просто письмо».

Но рука оставалась неподвижной.

– Чтоб тебя.

Не хотелось стоять и выставлять себя идиотом, поэтому я перешел дорогу, перелез через старый забор и сел на ступеньки заколоченной церкви, держа письмо Блэка в одной руке, а свой ответ в другой.

– Чтоб тебя, Софи.

Стоит добавить еще кое-что про Софи Алмондс – любой ее совет оказывается крайне полезен. Чем дольше я с ней работал, тем больше в этом убеждался.

– Черт.

Кроны деревьев у церкви были гуще, да и самих деревьев – больше, и лиственные торнадо мотались и ревели вокруг, пока ледяной ветер обрушивался на плиты маленького кладбища.

Я вытянул руки, подставляя оба конверта ветру, и они дико затрепетали, пытаясь освободиться. Проще всего было их отпустить. Они затеряются в плотном ковре листьев и обветренных надгробий, а затем размокнут и растворятся в зимних снегах и весенних оттепелях. И тогда нить этой истории попросту оборвется и исчезнет. Не будет ни продолжения, ни ответов, ни проблем, ни решений – совершенно ничего. Словно кто-то выключит компьютер – щелк, и все.

Я поднял руки чуть выше. Софи настойчиво убеждала меня бросить эту затею, – и для этого мне всего-то надо будет совершить одно небольшое движение.

«В изолированной системе энтропия стремится к максимуму», – подумал я, представляя цветные пластиковые буквы на холодильнике дома. Я думал об Имоджен, давно покинувшей дом, и о том, что станет – или не станет – с нашим браком, когда она вернется. Я думал об изношенных кабелях над пустыми полями и сбоях на линии, о тишине и шуме, которые заполняли пространство между мной и отцом. Держал конверты в руке и думал: слово clue – подсказка – происходит от слова, обозначающего клубок ниток, который помогает выйти из лабиринта. Фото Блэка – это подсказка? Я думал: «Несомненно, это приманка»; и: «Остерегайся ловушек для енотов, что обещают дать ответы на все вопросы». Думал: «Нет ни лабиринтов, ни великого замысла. Только хаос и крах. Все гибнет». Думал: «Я обращаюсь к Богу, но небеса пусты».

Закрыв глаза, я сосредоточился на шуме листьев вокруг.

В изолированной системе энтропия стремится к максимуму.

10. Еще одно имя Бога

Второй закон термодинамики гласит: в изолированной системе энтропия стремится к максимуму. Эйнштейн считал, что второй закон термодинамики – единственный закон во всей науке, который никогда не будет изменен или дополнен, а астрофизик Артур Эддингтон высказался еще более решительно: «Если ваша теория противоречит второму закону термодинамики, мне нечем вас утешить; она неминуемо потерпит унизительный крах».

Иронично, как по мне, что закон энтропии – закон неизбежного разрушения – воспринимается учеными настолько уникальным и незыблемым. Эйнштейн был уверен, что ни одному ученому будущего не только не удастся разрушить его фундамент, но и нацарапать свое имя на штукатурке. Великий гений считал, что конструкция второго закона никогда не разрушится, его внешняя отделка никогда не осыплется, а фасадным скульптурам будут не страшны непогода и время – они останутся неизменными. Пока всё вокруг рушится и гибнет, второй закон стоит несокрушимым особняком. В царстве научных теорий второй закон термодинамики являет собой нечто невероятное – совершенный, вечный рай.

А рай, как известно, привлекает змиев.

Прежде чем мы продолжим, отмечу, что энтропия применима не только к беспорядку материального мира. Энтропия также связана со способностью выполнять то, что ученые называют «полезной работой». Что это значит? А вот что: заряженная батарейка или заведенные часы находятся в том же состоянии низкой энтропии, что и прибранная кухня. Когда часы замедляют ход или кухня становится все грязнее, их энтропия увеличивается. Процессы идентичны; неважно, о чем мы говорим – о натянутой пружине или прибранном шкафу, – правила не меняются. Викторианцы, кстати, не стремились постичь фундаментальные законы времени и вселенной, когда столкнулись с оными, а использовали их в более практических целях. Намерения наших предков вполне очевидны и по сей день – они сохранились в названиях законов, подобно ископаемым папоротникам. Вдумайтесь: термодинамика. Тепло, движение, энергия. Викторианцы стремились сделать машины более эффективными.

Первый закон термодинамики гласит, что энергию невозможно создать или уничтожить, а только преобразовать. Викторианцы открыли второй закон, пытаясь понять, почему эти преобразования никогда не эффективны на сто процентов, почему каждая трансформация – уголь в тепло, тепло в пар, пар в движение – происходит с потерей части энергии.

Суть в чем: все упорядоченные сосредоточения подвержены воздействию энтропии. Кубики льда тают, батарейки садятся, звезды гаснут, а чашка чая остывает.

Согласно теории вероятности, чай в кружке был теплым в прошлом, а в будущем будет только холоднее, поскольку его тепло переходит из состояния порядка (полностью концентрируется в чашке) во все более беспорядочное (уходит в воздух в виде пара, просачивается в стол и держащие чашку руки и, в конечном итоге, рассеивается по всей вселенной).

Согласно второму закону термодинамики, невозможно снова разогреть чашку чая, не затратив на это дополнительную, «упорядоченную» энергию из других источников (например, электричество в микроволновой печи). Представьте, как чашка чая самопроизвольно втягивает пар обратно и становится теплее – очень похоже на то, как видео проигрывается в обратном порядке, не находите? Чай словно движется назад во времени. Понятно, что в жизни так не бывает. Время не меняет ход, когда ему заблагорассудится, потому что наша старая добрая неисчислимо огромная вероятность ведет вселенную от порядка к беспорядку, а стрелку времени – от прошлого к будущему. Шанс победить второй закон термодинамики, вооруженный огромным количеством вероятностей, и начать движение от беспорядка к порядку или от будущего к прошлому – чрезвычайно, чудовищно, предельно мал. Потому формально такое развитие событий и считают невозможным. Его никогда не удастся воссоздать в лаборатории или в ходе эксперимента. Энтропия только возрастает. Чай, предоставленный самому себе, только остывает. Если хотите, чтобы он снова стал горячим (пришел в порядок), придется заплатить, но по итогу получите меньший объем.

Тут нет никаких исключений, никак не сжульничать. Правила научного рая абсолютны и неизменны. Так сказал Эйнштейн, а учитывая, что Эйнштейн немного похож на Бога, взявшего выходной, легко можно представить, как мы с ним прогуливаемся по идеальным лужайкам второго закона, пока он в очередной раз объясняет, что любые попытки нарушить закон могут плохо для нас закончиться. «И вы потерпите унизительный крах», – скажет он, предупреждающе погрозив пальцем, прежде чем неторопливо удалиться под яблони. Как только он уйдет, мы услышим, как нечто ползет в нашу сторону по траве, – и забеспокоимся, но совсем не удивимся…[3]

Чуть более десяти лет спустя, после того, как Рудольф Клаузиус в 1854 году написал первую формулировку того, что впоследствии станет известно как второй закон термодинамики, шотландский физик и математик по имени Джон Клерк Максвелл поставит простой мысленный эксперимент в рамках публичной лекции. Этот эксперимент в дальнейшем станет настоящей занозой для физиков почти на восемьдесят лет, потому что продемонстрирует, что при определенных условиях второй закон можно с легкостью нарушать снова и снова, что можно снова разогреть чашку чая, не затрачивая ни единого джоуля энергии. Максвелл предложил процесс, который без каких-либо ощутимых затрат может обратить вспять энтропию, а значит, по сути, обратить вспять течение времени.

Этот змий впоследствии стал известен как демон Максвелла.

Рассмотрим суть этого мысленного эксперимента. Представьте коробку с двумя отделениями.

Коробка наполнена обычным воздухом комнатной температуры, и каждое отделение полностью герметично. Ни одна молекула не может проникнуть внутрь или выйти наружу.

Остановимся на секунду. Давайте немного поговорим о воздухе, прежде чем продолжим.

Воздух – это смесь газов. То есть, по сути, это пустое пространство, населенное молекулами, и все эти молекулы носятся туда-сюда, занимаясь своими делами.

Некоторые молекулы обладают большей энергией и носятся туда-сюда с большой скоростью. Общая температура воздуха определяется соотношением быстро движущихся и медленно движущихся молекул. Если в воздухе больше быстро движущихся молекул, он будет теплым. Если больше медленно движущихся молекул, то холодным. Из-за энтропии молекулам воздуха не нравится аккуратно кучковаться в горячие или холодные области: они хотят смешиваться, перемещаться, рассеиваться, чтобы достигнуть максимальной энтропии – средней температуры. Вы можете сами в этом убедиться: оставьте на пару часов дверцу морозильной камеры открытой или распахните окна в гостиной в морозный день. Беспорядок начнет расти, и в случае с температурой воздуха это проявится в виде смешивания быстрых и медленных молекул до тех пор, пока температура не станет ровной, однородной.

А теперь вернемся к нашей запечатанной коробке:

б ((( – быстрая молекула с высокой энергией.

м… – медленная молекула с низкой энергией.

В коробке содержится равномерно перемешанный воздух комнатной температуры, но разделенный на два герметичных отсека. Температура в этих двух отсеках одинакова.

Энтропия максимальна и там и там – дальнейшие изменения невозможны, потому что любое дальнейшее перемешивание не может сделать воздух более беспорядочным.

Теперь представьте, что в перегородке между отсеками есть отверстие и опускная дверка:

Отверстие крошечное, а дверка открывается и закрывается так быстро, что за один раз может пройти только одна молекула.

В нашем первом эксперименте дверка будет открываться и закрываться случайным образом. Иногда одна из молекул будет проскальзывать из правого отсека в левый, или наоборот. В одном случае это будет быстрая молекула с высокой энергией, в другом – медленная молекула с низкой энергией.

Как вы понимаете, на температуру внутри отсеков это не влияет, поскольку переходить из правого отсека в левый молекулы будут с такой же вероятностью, как и из левого в правый; энергия на изменение энтропии нашего ящика тратиться не будет (важно отметить, что дверка не добавляет никакой энергии в изолированную систему, она просто открывается и закрывается и не взаимодействует с молекулами воздуха внутри). Итак, пока никаких сюрпризов и противоречий не происходит, все идет так, как предписывает второй закон.

Давайте добавим нашего демона:

Проведем еще один эксперимент: герметичная коробка, два отсека, заполненные воздухом, крошечная дверка – но на этот раз она будет открываться не случайно. Теперь ее движения буду контролироваться разумом крошечного демона. Демон Максвелла настолько мал, а его зрение настолько острое, что он может видеть отдельные молекулы, приближающиеся к дверке. Демон открывает дверку для медленно движущихся молекул, если они идут справа налево, а для быстро движущихся – если они идут слева направо.

Вот и все. Больше ему ничего не нужно делать. В левом отсеке температура начнет падать, поскольку там процент медленно движущихся молекул увеличится, а в правом – температура повысится, поскольку там соберутся быстро движущиеся молекулы. Дверка открывалась столько же раз, как и в первом эксперименте, поэтому в систему не добавляется дополнительная энергия, но, как мы видим, демон Максвелла достиг того, что должно быть в принципе невозможно: левый отсек стал холодным, а правый – горячим. Демон буквально создал тепло и холод (и порядок) из воздуха. Другими словами, он уменьшил энтропию замкнутой системы, причем уменьшил без затрат, бесплатно. Согласно нерушимому второму закону такое никогда не может произойти. Однако, как мы видим, произошло.