Дмитрий Иванович Менделеев

   (0 отзывов)

Thorfinn

«Сам удивляюсь, чего только я не делывал на своей

научной жизни. И сделано, думаю, недурно».

Д.И. Менделеев

В наш просвещенный век всем известно: Дмитрий Иванович Менделеев увидел во сне таблицу имени себя самого, знакомую нам по школьным урокам химии, и придумал водку. Ту самую, 40-градусную. При этом наиболее знающие люди утверждают, что последнее изобретение Дмитрий Иванович совершил после долгих опытов, каковые, как истинный ученый, проводил… на себе. Что и позволяет «на шумном пиру» время от времени поднимать тосты «За Менделеева».

На самом же деле все это – не более чем легенды. Менделеев вовсе не был «алкоголиком от науки», а «утку» о том, что свою таблицу увидел во сне, он придумал и запустил в массы сам.

Так что же интересного останется в Менделееве?

В действительности в российской и мировой науке того времени сложно найти человека таких энциклопедических знаний и столь широчайшего круга интересов – от физики и химии до экономики, от воздухоплавания до изготовления… чемоданов.

mendeleev.jpg.e9257a44238030ed1a8e13414c

DIMendeleev.jpg.fa468014028b158837c0c80f

От «классики» к естествознанию

Будущий ученый родился 27 января 1834 года в Тобольске. В семье директора местной гимназии Ивана Павловича Менделеева и Марии Дмитриевны Корнильевой он был семнадцатым – и последним – ребенком. Вскоре после его рождения отец умер, и многочисленные домочадцы остались существовать на весьма скромную пенсию и доходы с небольшого стекольного завода, которым управляла мать будущего гения. Несмотря на нехватку средств, Мария Дмитриевна смогла обеспечить своему сыну блестящее образование. После окончания Тобольской гимназии в 1849 году юноша был направлен в Петербургский Главный Педагогический институт.

Надо сказать, что в гимназии будущий ученый особыми успехами не отличался, охотно занимаясь лишь химией и физикой. «Классические» же предметы – литература, латинский и прочее – переполнявшие учебный курс тогдашних учебных заведений, абсолютно не привлекали Дмитрия. Отвращение к классической школе осталось у него на всю жизнь. Только в институте он с головой ушел в науку.

В 1855 году Менделеев окончил с золотой медалью отделение естествознания факультета физико-математических наук. И на целый год уехал на юг – преподавать в Симферопольской и Одесской гимназиях. Осенью 1856 года он вернулся в столицу, а еще через год, защитив две диссертации, стал магистром физики и химии, а потом и кандидатом наук. С этого момента начинается почти 35-летняя история Менделеева-преподавателя.

«А в этот час Наполеон…»

Поездка Дмитрия Ивановича в Крым совпала с завершающими событиями Крымской войны 1853–1856 годов. 8 сентября 1856 года русские войска оставили Южную сторону Севастополя, а 14 октября пала крепость Кинбурн. Англо-французская армия готовилась к зимовке в Севастополе. Менделеев впоследствии говорил, что «пребывание в южных областях России в то время» оставило у него «самые тягостные впечатления».

Та самая таблица

В 1859 году Менделеев отправляется в командировку за границу. Вернувшись из нее через два года, в 1861-м, он снова начинает преподавать органическую и теоретическую химию в Петербургском университете. Однако молодой ученый сталкивается с проблемой: нет подходящего учебника. И Дмитрий Иванович, недолго думая, решает написать его сам.

Эту работу высоко оценили не только в России, но и за рубежом; она даже была удостоена Демидовской премии. Только при жизни Менделеева учебник переиздавали восемь раз и перевели на основные европейские языки. А последнее издание «Органическая химия» выдержала в СССР в 1947 году. Но самое главное – работая над ним, ученый вплотную подошел к открытию своей периодической системы.

Сон или явь

Легенду о таблице, открытой во сне, придумал сам Менделеев. Он рассказывал, что прилег отдохнуть прямо в кабинете, уснул и увидел систему «как она есть», а проснувшись, записал на первом подвернувшемся под руку клочке бумаги. На деле же этому открытию предшествовали почти восемь лет работы.

И все-таки многое в истории с таблицей остается загадочным. Менделеев решительно поменял атомные массы нескольких уже известных элементов и «предсказал» открытие галлия, скандия и германия. Правда, научный мир попросту проигнорировал разработку никому не известного 35-летнего приват-доцента. Только после их обнаружения мир обратил внимание на Периодический закон, который стал «основой основ». Тогда кто-то из ученых восторженно сказал: «Менделеев приказал элементам построиться в ряд, и природа послушно смирилась!»

Менделеев и водка

А что же там с водкой, спросите вы. А ничего. К изобретению 40-градусного напитка Дмитрий Иванович не имел никакого отношения. Правда, в 1866-м Менделеев защитил докторскую диссертацию, посвященную исследованиям растворов спирта по их удельному весу. Однако про водку в работе ничего не говорилось. Что же касается так называемой «Комиссии для изыскания способов к упорядочению производства и торгового обращения напитков, содержащих в себе алкоголь», созданной по предложению Витте (а не царя, как гласит легенда), то Менделеев участвовал в ее деятельности только в конце 1895 года. И приглашали его туда не как специалиста по вопросам «массовой доли спирта», а для консультации по вопросу об акцизах.

Третье столкновение Дмитрия Ивановича с «алкогольной тематикой» произошло, когда Менделеев написал для словаря Брокгауза и Ефрона статью «винокурение». Однако и этот факт не позволяет объявить русского химика «отцом» 40-градусной жидкости.

Так что надпись на этикетке «Русского стандарта» «соответствует стандарту русской водки высшего качества, утвержденному царской правительственной комиссией во главе с Д. И. Менделеевым в 1894 году» – не более чем рекламный ход.

Еще немного о вредных привычках

Что же касается любви Дмитрия Ивановича «заложить за воротник», то и это не более чем легенда. А вот курил Менделеев действительно много. Причем предпочитал самокрутки – два пальца на его правой руке были постоянно желтыми от табака. Неизвестно, осознавал ли Менделеев вред курения,  однако он часто говорил, что эту пагубную привычку «в жизни не оставит».

Кое-что из жизни

Вообще же, еще при жизни ученого по Петербургу ходило немало анекдотов о нем. Говорят, однажды лабораторию Менделеева собирался посетить кто-то из многочисленных Великих князей дома Романовых. По такому случаю Дмитрий Иванович велел завалить коридор, по которому должен был проходить высокий гость, всякой рухлядью, взятой едва ли не с соседней свалки. Князь проникся бедственным положением лаборатории известного ученого и немедленно сделал довольно крупное пожертвование.

Другая история связана с экстравагантным хобби ученого: он довольно профессионально делал чемоданы. И вот как-то один из многочисленных питерских извозчиков, встретив Дмитрия Ивановича на улице, церемонно с ним раскланялся. На вопрос пассажира, кто это, он ответил: «Это – известный чемоданных дел мастер Менделеев».

Когда же в аналогичной ситуации другой, видимо, более образованный извозчик, ответил пассажиру, что только что видел великого химика Менделеева, тот несказанно удивился и спросил: «Почему же тогда его не сажают?»

Дело в том, что слово «химик» означало на тогдашнем жаргоне «жулик», «мошенник». Да и сейчас, сталкиваясь с запутанным результатом чьей-либо деятельности, мы употребляем выражение «нахимичил».

Однако с обликом этакого чудака-профессора, на досуге занимающегося еще и шитьем одежды (заказную Менделеев считал неудобной), не вяжутся другие поступки Дмитрия Ивановича.

В 1887 году ученый в одиночку поднялся в воздух на аэростате для наблюдения солнечного затмения. От услуг «пилота» он отказался, посчитав авантюру слишком опасной. Шар взлетел неподалеку от города Клин и совершил посадку в Тверской области. Вскоре этот полет стал известен всей Европе. Французская академия метеорологического воздухоплавания даже присудила Дмитрию Ивановичу специальный диплом «За проявленное мужество при полете для наблюдения солнечного затмения».

Несколько ранее, в начале 70-х годов, по приглашению известного нефтепромышленника В. А. Кокорева ученый отправился в Баку, чтобы ознакомиться с работой местного убыточного нефтеперерабатывающего завода. Тщательно обследовав предприятие, он предложил ряд нововведений по устройству нефтепроводов и переработке сырья. И предприятие вдруг стало приносить доход!

Черное золото

«Использовать нефть в качестве топлива – все равно что топить печь ассигнациями», – говорил Дмитрий Менделеев. Сейчас в эти слова вкладывают тот смысл, что нефть и нефтепродукты – ценные и невосстановимые ресурсы, и использовать их в качестве топлива не только невыгодно, но и вредно. Сам же ученый имел в виду несколько иное. В то время Россия экспортировала сырую, не переработанную нефть. Ее же использовали в качестве топлива. А керосин и прочие продукты переработки ценного сырья, наоборот, ввозились из-за рубежа, что, естественно, сказывалось на их цене. Дмитрий Иванович призывал российских «нефтяных магнатов» самим заняться переработкой нефти и продавать уже ее продукты. Это положительно отразилось бы и на их доходах, и на развитии отечественной промышленности и экономики в целом.

Не ограничиваясь собственным опытом, в 1876 году Менделеев посетил американские месторождения в Пенсильвании, где ознакомился с самыми передовыми способами добычи «черного золота». Результатом этой поездки стал целый ряд идей касательно развития нефтедобывающей отрасли России: схема размещения новых перерабатывающих заводов, проект постройки специальных танкеров, способы освоения новых месторождений. Некоторые из предложений ученого были приняты – итогом стало увеличение объема добычи «черного золота» и снижение его стоимости в пять раз. В стране начала формироваться нефтеперерабатывающая отрасль промышленности.

Экспертная оценка нефтяных промыслов не прошла незамеченной. В 1888 году ученый получил приглашение в Донбасс – оценить перспективы добычи угля. В то время она часто была убыточной, особенно для владельцев небольших шахт. Между тем, своего топлива в стране не хватало. Москва и Петербург отапливались углем из Силезии и Англии.

О природе нефти

Кстати, Менделеев не считал нефть «хорошо выдержанными» останками ископаемых биологических организмов. Ученый в 1877 году высказал предположение, что она образуется благодаря взаимодействию карбидов железа с глубинными водами при высоких температурах. Между прочим, в настоящее время эта гипотеза снова завоевывает популярность.

Вернувшись из поездки по Донбассу, Менделеев тут же выдал на-гора ряд предложений. Здесь и расширение угледобычи в регионе, и идея подземной газификации угля, и постройка системы судоходных каналов и дорог (например, железная дорога Москва-Донбасс, предложенная Менделеевым, была проложена только в 1930-е годы), развитие портов на побережье Азовского и Черного морей. Если бы его советам последовали, Россия могла бы не закупать, а продавать уголь.

Угольная коллекция

После публикации предложений Менделеева по развитию угледобычи в стране на адрес ученого начали поступать весьма своеобразные посылки. В них находились образцы угля со всех уголков России, и вскоре у Дмитрия Ивановича скопилась целая коллекция. В ней был уголь из Кузнецкого, Кизеловского, Карагандинского бассейнов и даже с Сахалина.

Специалист широкого профиля

При знакомстве с деятельностью Менделеева возникает ощущение, что Дмитрий Иванович «отметился» везде, где только возможно. Изучая любую область человеческой деятельности, он тут же находил способ ее усовершенствовать.

В самом начале своей научной карьеры Менделеев одним из первых обратился к проблеме экологии и загрязнения окружающей среды промышленными отходами. В 1859 году московский журнал «Вестник промышленности» опубликовал статью «О происхождении и уничтожении дыма». «Дым затемняет день, проникает в жилища, грязнит фасады зданий и общественные памятники и причиняет многие неудобства и нездоровья», – писал 25-летний ученый. Изучение этой темы вылилось в расчеты необходимого для полного сгорания того или иного топлива количества воздуха, анализ сортов топлива и изучение процесса горения.

Позже Менделеев занялся проблемой сохранения лесов. А затем обратился к сельскому хозяйству. Он разработал рекомендации по развитию сыроварения и других перерабатывающих производств, предложил пути улучшения кормовой базы животноводства. Дмитрия Ивановича интересовали вопросы развития виноградарства и выращивания хлопка в Средней Азии, он изучал различные виды удобрений и разрабатывал новые приемы обработки земли.

На собственном опыте

Рекомендации по ведению сельского хозяйства, сделанные Менделеевым, носили далеко не теоретический характер. Ученый специально купил в Клинском уезде имение Боблово с четырьмя сотнями десятин земли. И хотя ему  прочили неминуемое разорение, за короткий срок и без особых затрат ученый добился удвоения урожаев! Вскоре Боблово стало местом настоящего паломничества земледельцев, а студенты Петровской сельскохозяйственной академии даже проходили здесь практику.

После полета на аэростате Менделеев занялся конструированием герметической гондолы, защищавшей исследователя от холода и недостатка кислорода на больших высотах, т.е. фактически создал стратостат. Однако этот проект остался без внимания, а у самого ученого денег на реализацию затеи просто не было.

Успел Дмитрий Иванович поработать и на оборонную промышленность. Он изучил вопрос разрыва орудийных стволов при выстреле и, по своему обыкновению, внес предложения по улучшению их производства. А в 1891 году Менделеев был назначен консультантом при управляющем морским министерством по пороховым вопросам. Результатом стало создание бездымного пороха – сам ученый назвал его пироколлодием.

Американский «менделеевский порох»

В то время армии и флоты ведущих европейских государств активно переводились на бездымный порох. Российское правительство, не желая повторения Крымской войны, проигранной в том числе из-за технического превосходства противника, решило как можно быстрее сделать то же самое. Разработанный под руководством Менделеева пироколлодий-порох мог применяться во всех видах огнестрельного оружия – от винтовок и револьверов до корабельных орудий. Однако чиновники промедлили с оформлением патента – и точно такой же порох начали производить в Америке. России даже пришлось его закупать, так как мощностей своих заводов не хватало. При этом янки, продавая русским изобретение русского ученого, совершенно не скрывали его происхождения и прямо называли свой товар «менделеевским порохом»!

Интересовал Менделеева и вопрос освоения Северного морского пути. Уже в 67-летнем возрасте ученый развернул целую кампанию в защиту проекта первого российского ледокола «Ермак» и придумал способ перевести его котлы на нефтяное топливо. Одновременно Дмитрий Иванович пытался добиться назначения руководителем полярной экспедиции и предложил несколько вариантов маршрута, причем один из них проходил через Северный полюс.

Не чужд был Менделеев и политики. Во время проходивших в 1890 году студенческих волнений он отправил Министру народного просвещения И. Д. Делянову студенческую петицию с пожеланиями дать университету автономию. А когда чиновник отказался рассматривать петицию, Дмитрий Иванович тотчас вручил ему другую бумагу – прошение об отставке. Однако это – лишь один из штрихов его политической деятельности.

Ученый раз за разом заявлял, что России необходимо отказаться от дальнейших завоеваний. Он утверждал: страна достигла своих естественных границ и дальше ей расширяться некуда, а главное – незачем. Теперь основной задачей должно было стать освоение земель Сибири, Дальнего Востока и Приморья. Особенно горячо Менделеев призывал к заселению Тихоокеанского побережья. Он утверждал, что если ранее основные морские пути проходили через Средиземное море, а потом – через Атлантику, то в будущем огромные торговые эскадры будут бороздить Тихий океан.

В своих работах ученый последовательно проводил идею сильной, экономически и промышленно развитой России – не сырьевого придатка европейских государств, а настоящего промышленного гиганта. Он утверждал, что индустриализацию нужно начинать не с легкой промышленности, а с тяжелой, уделять особое внимание добывающей и химической отраслям. А для подтверждения своего мнения приводил в пример железнодорожное строительство – в России не хватало производственных мощностей, и рельсы приходилось закупать за рубежом.

«Золотые» рельсы

Менделеев считал, что развитие транспортной сети еще со времен Петра I было направлено именно на удобство вывоза сырья – и в первую очередь хлеба – в Европу. Железнодорожное строительство, начавшееся после реформ Александра II, велось по тому же принципу. С одной стороны, в стране появилась великолепная система транспортных путей, с другой – она оказалась тяжким грузом для российской экономики. Рельсы, вагоны, паровозы в стране не производились вовсе либо выпускались в ничтожном количестве. Заказы в Германии, Англии и других странах приходилось оплачивать золотом. Оценивая эти расходы, Менделеев неоднократно отмечал, что германские фабрики построены на русские деньги.

Еще одной проблемой Дмитрий Иванович считал фритредерские таможенные тарифы. Низкие пошлины вели к тому, что засилье импортных промышленных товаров на российских рынках просто душило местных производителей. Впрочем, ситуацию в этой области Менделеев смог изменить.

«Какой я химик, я политэконом!»

В 1891 году друг Менделеева, министр финансов И. А. Вышнеградский, попросил его посмотреть проект таможенных тарифов хотя бы по группе химических товаров. Но Дмитрий Иванович подошел к вопросу шире. Он изучил весь проект и заявил, что работа над ним ведется неудовлетворительно, без общей концепции и – самое главное – без увязки с нуждами развития отечественной экономики. Вышнеградский попросил Менделеева дать несколько рекомендаций – и в результате тот фактически, хоть и негласно, возглавил разработку нового таможенного тарифа.

До Менделеева пошлины рассматривались только как источник дохода страны. Ученый резко выступил против такой политики и предложил установить таможенные тарифы на ввозимые товары в зависимости от того, можно ли заменить их отечественными. Ученый собрал огромную – почти два десятка томов – доказательную базу. Он смог убедить чиновников в том, что даже если какой-либо товар вовсе не поступит в Россию – а следовательно, не обеспечит и таможенного дохода – казна может получить гораздо большую выгоду в виде налогов с российских производителей. И это уже не говоря о том, что производство товара у себя увеличит прибыли промышленников, зарплаты рабочих и создаст новые рабочие места.

Опубликованную Менделеевым работу «Толковый тариф 1890 года» назвали «Библией российского протекционизма». Ученый последовательно убеждал чиновников: каждое государство должно в первую очередь защитить свою промышленность и своего производителя от конкуренции с импортными товарами. Полемизируя со сторонниками «невидимой руки рынка» – т.е. «свободной» рыночной экономики – Менделеев доказал, что ни в одной стране мира становление ее промышленной и экономической мощи не обошлось без участия государства. При этом он считал, что такое вмешательство для России оправдано не только экономически, но еще и исторически.

Предложения Менделеева встретили поддержку «на самом верху». Император Александр III лично утвердил их, и новый таможенный тариф сыграл важную роль в развитии российской промышленности.

Другое дело

Успехи в новом для себя виде деятельности Менделеев прокомментировал шуткой: «Какой я химик! Я – политэконом! Что там «Основы химии», вот «Толковый тариф» – это другое дело!»

От аршина к метру

В 1892 году Менделеев был назначен управляющим Депо образцовых гирь и весов, преобразованного через год в Главную палату мер и весов. Находясь на этом посту, Дмитрий Иванович не только настоял на изготовлении новых эталонов и установлении точного соотношения их с английской системой, но и активно продвигал идею перехода на метрическую систему мер. Во многом благодаря ему эта система была в конце концов введена, хотя и «факультативно», т.е. параллельно с российской.

В своих последующих работах на экономическую тему – «Письма о заводах», «Об условиях развития заводского дела в России», «Заветные мысли» и книге «К постижению России» Менделеев продолжает развивать идеи протекционизма. Свободную торговлю он предлагал сохранить только для товаров, которые не производятся или не могут производиться в России – например, из-за климатических условий. Отрицая существование некоей всеобщей и универсальной политэкономии, он утверждал, что экономическая наука должна быть «национально окрашенной». «Одно простое понимание заграничного метода заводской деятельности не может привести нас к развитию заводского дела, как простое подражание сельскохозяйственным приемам Запада, бывшее у нас в моде, не привело к сельскохозяйственному успеху, а только разорило многих людей», – писал Менделеев. При этом, признавая важную роль государства в развитии национальной экономики, Дмитрий Иванович был сторонником «множества форм собственности». Он утверждал, что государственные, частные и даже иностранные (если они не составляют большинства) предприятия должны «существовать на условиях соревновательности», т.е. свободно конкурировать друг с другом.

С каждой опубликованной работой количество сторонников Менделеева росло. Но пополнялись и ряды его противников, причем как слева, так и справа. «Народники» не могли простить ученому представлений о промышленном будущем России – ведь это шло вразрез с их виденьем аграрно-патриархальной «матушки-Руси». С другой стороны брезгливо косилась прозападно настроенная «образованщина» – те самые, кого в будущем метко окрестят «кухонными интеллигентами». Им-то давно было известно, что «солнце восходит на Западе», а тут какой-то химик смеет отрицать проверенную временем экономическую премудрость. Без восторга относились к деятельности Менделеева и помещики, чьим основным источником дохода был как раз вывоз хлеба за рубеж, и «сырьевые» капиталисты. Может быть, именно эта «оппозиция» и приложила руку к тому, что после смерти Менделеев в нашем представлении стал превращаться в этакого чудаковатого выпивающего химика, придумавшего только водку и Периодический закон.

Сам дурак

Дмитрий Иванович Менделеев был знаком с большей частью российской богемы. В 1894 году его даже избрали членом Императорской академии художеств. Однако дружба со служителями муз у ученого налаживалась редко. Показательны отношения Менделеева с Львом Николаевичем Толстым. Последний писал об ученом: «У него есть много выдающихся материалов, но выводы ужасающе глупы». Менделеев отвечал писателю той же монетой: «Он гениален, но глуп».

Семья Менделеевых

А что же личная жизнь «русского гения»? Дмитрий Иванович был женат дважды. В 1862 году он женится на подруге своей сестры Ольги, Феозве Никитичне Лещевой. От этого брака у Менделеевых родились сын Владимир и дочь Ольга.

Однако первый брак ученого сложился неудачно. В 1882 году супруги развелись. Вскоре Менделеев женился вторично – на Анне Ивановне Поповой, дочери казачьего полковника, приехавшей в Петербург поступать в Академию художеств. Дмитрий Иванович познакомился с ней, еще будучи женатым, и, возможно, именно знаки внимания, расточаемые 48-летним ученым молодой казачке и стали причиной развода. Во втором браке у Менделеева родилась дочь Любовь, ставшая впоследствии музой Александра Блока.

О Менделееве-младшем

Кстати, Владимир Менделеев тоже был не чужд изобретательства. Он, получив образование инженера-кораблестроителя, вошел в историю как разработчик сверхтяжелого танка. Его так и называют – «Танк Менделеева». Над проектом работали почти пять лет – с 1911-го по 1915-й.

Умер Дмитрий Иванович Менделеев 2 февраля 1907 года. Ученый был похоронен на Волковском кладбище в Петербурге. К этому моменту он опубликовал более 500 научных работ и стал действительным членом всех крупнейших академий наук мира… кроме Российской. Воистину, нет пророка в своем отечестве.

Журнал "Планета", январь 2010.

Изменено пользователем Thorfinn



Отзыв пользователя

Нет отзывов для отображения.


  • Категории

  • Похожие публикации

    • Homo naledi
      Автор: Thorfinn
      В начале осени прошлого года напряженно работавшая команда палеоантропологов во главе с Ли Роджерсом Бергером наконец-то официально и полно обнародовала результаты исследовательского труда над доселе неизвестным видом из рода Homo. В комментариях ученых к этому открытию часто можно заметить эпитет «сенсация» – и, сказать по правде, расширение рода Homo еще на один вид и в самом деле является чрезвычайно важным для науки событием.
      Генезис человека
      По мнению современных ученых, ранняя эволюция человекообразных гоминин (подсемейство в семействе гоминид, в которое входит и род Homo) происходила на Африканском континенте. Доказано, что около 7 млн. лет назад там жил сахелантроп. Около 6 млн. лет назад – оррорин. Позже, уже около 4,2 млн. лет назад, в Африке по материку расселились австралопитеки. Сообщества предков людей активно осваивали африканские просторы и с переменным успехом боролись за выживание. В результате борьбы, адаптации и сопутствующей им эволюции примерно около 2,4 млн. лет назад в одной из многочисленных линий гоминин начался исключительно важный процесс – мозг человеческого предка начал увеличиваться в объеме. Именно объем мозговой коробки и ее пропорции к остальному телу являются важнейшими отличительными чертами человека от других млекопитающих.
      Первым «эрудитом», который мог похвастаться большим количеством серого вещества по сравнению с животными, был Homo habilis, Человек умелый, – его черепная коробка вмещала 400 – 600 см3 серого вещества. Именно этот вид начал изготавливать и применять орудия труда. Случилось это примерно 2,7 млн. лет назад, хотя имеются доказательства того, что предки человека изготавливали простейшие орудия труда намного раньше, до 3 млн. лет назад.
      Следующая эволюционная ветвь не заставила себя долго ждать – уже около 2 млн. лет назад появился Homo erectus, Человек прямоходящий. Принято считать, что этот вид научился эффективно использовать орудия труда и, что важно, успешно применять их в охоте. Исходя из этого африканский подвид Homo erectus назван Homo ergaster – Человек работающий. По сравнению с Homo habilis у Homo erectus объем черепной коробки увеличился вдвое и мог вмещать до 900 см3 мозга. Изменилась и мозговая структура – развились отделы, ответственные за абстрактное мышление, а также зона Брока, отвечающая за речь. Известно, что в районе 1,7 млн. лет назад Homo erectus стал выходить за пределы Африки и расселяться по Евразии. Люди этого вида научились делать более совершенные орудия труда, а также приручили огонь.
      Древнейшие представители Homo sapiens эволюционировали примерно 200 – 400 тыс. лет назад. Этот вид, как и его предшественники, зародился в Африке, после чего, как когда-то Homo erectus, распространился по всей доступной территории. Попутно происходила конкурентная борьба между существовавшими видами людей, например, с тем же эректусом, неандертальцами, денисовскими людьми и другими представителями Homo. В результате этой борьбы наш вид оказался единственным выжившим из всего рода людей и смог развиться до сегодняшнего состояния. Во всяком случае, такова наиболее популярная сейчас версия. Однако в противовес «африканской» существует и «мультирегиональная» теория, которая утверждает, что люди эволюционировали как один вид, начиная от Homo erectus, перемешивая собственные гены в естественных поисках наилучшей комбинации, результатом которой и стал Homo sapiens.
      В современной науке принято понятие антропогенеза не в виде концепции прямого пути от простого к сложному, а в виде разветвляющегося древа. Ученые утверждают, что в одно и то же время и даже на одной и той же территории могли жить бок о бок два, три или даже четыре разных вида людей. Так, ученым известно, что на том же отрезке времени, в котором получили распространение Homo erectus, существовали представители по меньшей мере 7 родов Homo, среди которых австралопитеки, неандертальцы, питекантропы и другие. Чем полнее ученые будут представлять себе общий процесс эволюции нашего рода, тем четче смогут ответить на вопросы, как именно сформировался наш вид. Каждое новое открытие в палеоантропологии вызывает бурные обсуждения в академической среде, а также в значительной степени дополняет мозаику генезиса человека.
      Ли Бергер
      Честь открытия нового вида древнего человека принадлежит американскому археологу и палеоантропологу Ли Роджерсу Бергеру.
      Ли Бергер родился в Шоуни Мишн, штат Канзас, в 1965 году. Уже в молодости он проявлял интерес к естественным наукам, участвовал в социальной и даже политической жизни штата Джорджия, добился признания в бойскаутской среде. В 1989-м он окончил Университет Южной Джорджии со степенью по антропологии, археологии и геологии. Бергера привлекали проблемы антропогенеза, и он решил продолжить свою карьеру в Университете Витватерсранда в Южной Африке. Параллельно с докторантурой он проводил научные изыскания, участвовал в экспедициях на перспективных раскопах и не переставал верить в мечту всех молодых ученых – о близком сенсационном открытии.
      В 1995 году новоиспеченный доктор палеоантропологии Ли Бергер получил место научного сотрудника в университете Витватерсранда. Ученый сосредоточился на весьма амбициозной цели – внести свой вклад в разрешение проблемы возникновения человеческого рода Homo в промежутке между двумя и тремя миллионами лет назад. Ученому сообществу известно, что 3 млн. лет назад на пике популярности древнего мира были австралопитеки. А уже в районе 2 млн. лет назад на сцене появляется тот самый Homo erectus, с развитым мозгом, миграционными амбициями и сходным с нашим строением тела. Бергер во что бы то ни стало хотел разгадать или хотя бы приблизиться к разгадке той эволюционной тайны, в результате которой обезъяноподобное животное за миллион лет эволюционировало в раннего человека.
      Однако время шло, кое-что интересное попадалось в руки ученого, однако результаты его трудов сложно было назвать сенсацией.
      Австралопитек седиба
      Неутомимая страсть Бергера к науке, оптимизм и вера в себя в итоге дали свои плоды. В 2008 году Бергер работал в ЮАР, неподалеку от Йоханнесбурга. Эта область занимает территорию в 474 км2, на которой щедро разбросаны известняковые пещеры. В этих пещерах начиная с 40-х годов прошлого века палеоантропологи извлекали из-под земли останки древних людей, живших под землей 2 – 3 млн. лет назад. Количество и важность таких находок стали причиной того, что за этой местностью закрепилось название «Колыбель человечества». С 1999 года этот культурно-археологический памятник находится в списке Всемирного наследия ЮНЕСКО.
      В последнее время раскопки в окрестностях Йоханнесбурга почти не велись. Внимание передовой палеоантропологической науки сконцентрировалось на совсем другом районе – большинство значимых открытий было сделано в Великой Рифтовой долине в Восточной Африке. Однако Ли Бергер поставил перед собой очень дерзкую задачу: опровергнуть мнение коллег о том, что все сколько-нибудь важные находки на тему древнейшей эволюции Homo в Южной Африке и в частности в «Колыбели человечества» уже давно сделаны. И в 2008 году ему улыбнулась удача – ученый обнаружил несколько костей древнего человека, торчащих из раскопа Малапа. Ухватившись за эту ниточку и мобилизовав помощников, он за год раскопал два практически полных скелета возрастом около 2 млн. лет. Это первая крупная находка в данной области за последние пару десятилетий. А последующие анализы в лабораториях позволили утверждать, что раскопанные кости принадлежали предку человека доселе неизвестного вида.
      Гордый результатом своей работы, Бергер назвал его Australopithecus sediba («sediba» означает «источник» или «колодец» в языке сото, одного из коренных народов ЮАР), а в дополнение привел аналогию между обнаруженными скелетами и Розеттским камнем – мол, они непременно помогут прояснить загадку человеческого происхождения.
      Строение скелета Australopithecus sediba оказалось довольно примитивным, но некоторые части уже сходны со скелетом современного человека. Несмотря на вспыхнувшие прения о месте открытого австралопитека на древе эволюции человека, Бергер получил заслуженное признание. И продолжил разработку раскопа Малапа в надежде найти другие останки Australopithecus sediba.
      А в сентябре 2013 года к профессору пожаловали двое спелеологов и рассказали такую непостижимую историю, от которой буквально веяло фантастикой, приключениями и сенсацией.
      Спелеолог должен быть голодным
      Спелеологи и геологи Педро Бошофф и Стивен Такер были знакомы Бергеру – они выполняли для ученого работы по предварительной разведке пещер на предмет археологического потенциала. И в тогда они пришли к ученому не с пустыми руками.
      В тот раз Стивен Такер вместе со своим коллегой Риком Хантером спустился в пещерную систему под названием Райзинг-Стар, в том же самом районе под названием «Колыбель человечества», в котором вел свои раскопки Бергер. Райзинг-Стар в целом пользуется популярностью у спелеологов – пещера разведана, не слишком сложна для прохождения и находится вблизи населенных пунктов. Приятели решили поразмяться на знакомой трассе и заодно проложить новый маршрут в уже известной пещере. Оставалась и надежда на какую-нибудь находку, полезную для археологов.
      Пещерная цепь Райзинг-Стар состоит из специфических участков с говорящими названиями. Например, входом в основные залы пещеры является узкий коридор под названием Путь Супермена, так как по нему можно продвигаться, только прижав одну руку к телу, а вторую выставив вперед, чтобы цепляться за породу. Оба спелеолога, как и большинство профессиональных спортсменов, были довольно худощавы, поэтому с легкостью преодолели узкое место. Далее проход расширялся, а затем Такер и Хантер взобрались на зубчатую стену, прозванную Спина Дракона. Здесь спелеологи решили немного передохнуть и осмотреться. Хантер заметил красивое скопление сталактитов и решил сфотографировать находку. Такер, чтобы освободить место для кадра, немного отошел в сторону и внезапно нащупал в Спине Дракона какую-то расщелину. Он попробовал осторожно спуститься в нее и понял, что ниже находится какой-то узкий естественный колодец. Такер окликнул Хантера, и спелеологи решили спуститься вниз на разведку.
      Тут худощавая комплекция мужчин снова существенно помогла им, так как колодец оказался неприятно узким и при этом довольно глубоким. После осторожного 12-метрового спуска Такер и Хантер оказались в небольшой пещере, которая соединялась проходом с пещерой побольше, на этот раз тупиковой. На одной из стен красовался выглядывающий из породы белый кальцит, а под ногами у спелеологов лежали человеческие кости. Их было необычайно много, они усеивали весь пол пещеры. И, без сомнения, они были очень старыми. Но вот насколько? Такер знал, что ископаемые останки возрастом в миллионы лет обычно скрываются в толще пород, наслоившихся на них за прошедшие века. А в этой пещере кости лежали прямо на полу, слегка припорошенные серой пылью.
      Прежде чем покинуть обнаруженную полость, спелеологи тщательно исследовали ее и сфотографировали все обнаруженное. Эти снимки Такер и показал Бергеру. Внимательно изучив их, ученый пришел к выводу, что это останки не современного человека. Более того, судя по форме челюсти и виду зубов, они не принадлежат ни одному из известных ископаемых предков человека. Сопоставив сделанные фотографии, Бергер осознал, что в пещере находится как минимум один полный скелет неизвестного науке человеческого существа. В палеоантропологии находка даже большинства костей скелета – явление экстраординарное, не говоря об обнаружении всех останков.
      «Требуются худощавые люди с высшим образованием»
      Объявление с такой формулировкой было опубликовано Бергером в социальной сети Facebook после того, как Такер рассказал ему о трудностях проникновения в пещеру. Фактические габариты тела в этом деле оказались чрезвычайно важны, и ученый, который в без малого 50 лет отличался не самым стройным телосложением, пожалел, что не сможет лично извлечь останки из Райзинг-Стар.
      Экспедиция формировалась в спешке, так как по положению костей было очевидно, что Такер и Хантер не первые посетители пещеры. Возможно, их предшественники не заметили останки, а возможно, не сумели распознать их ценность. Как бы то ни было, следовало торопиться, пока никто из ученых-конкурентов не перехватил этот перспективный участок. Через полторы недели после публикации объявления команда «подземных астронавтов», как прозвал их Бергер, была набрана. Экспедицию профинансировало Национальное географическое общество.
      В ноябре 2013 года возле входа в пещерную систему Райзинг-Стар вырос небольшой археологический городок. В нем было все необходимое для временного проживания 60 человек, а также специальные палатки с лабораторным оборудованием и технической аппаратурой. Сам Бергер не мог спуститься в пещеру, однако удовольствия от наблюдения за процессом раскопок он себя не лишил. Все археологи, которые спускались в пещеру, несли на себе видеокамеры, изображение с которых прямиком передавалось на мониторы командного центра, где в компании взволнованных коллег за процессом следил сам Ли Бергер.
      Археологи работали в пещере посменно по два часа, планомерно отправляя на поверхность мешки с костями. Когда работа по сбору останков с пола пещеры была закончена, специалисты приступили к осторожному высвобождению черепа, который торчал из грунта. Как только инструменты вонзились в пол пещеры, стало понятно, что его составляют плотно слежавшиеся кости, которые, как оказалось после, в некоторых местах образуют слой в 15 см.
      За три с лишним недели раскопок в ноябре 2013-го с дополнительными работами в марте 2014-го команда Ли Бергера подняла на поверхность свыше 1500 фрагментов скелетов, принадлежавших как минимум 15 различным особям неизвестного науке вида. Это было больше, чем любая другая находка, совершенная в Африке за все время существования палеоантропологии.




      Homo Naledi
      Когда раскопки были завершены, Бергер для ускорения процесса изучения вновь прибег к удачному способу рекрутинга через современные каналы коммуникации. Более полусотни специалистов, на этот раз обладающих весом в академических кругах, из 15 стран мира приехали в Йоханнесбург на блиц-исследование костей. Ученые трудились 6 недель. Итогом их работы стал вывод о том, что приобщение костей к любому известному сегодня виду человека проблематично. Останки имеют схожие с Homo habilis и Homo erectus черты черепа и челюсти, но отличаются от всех этих видов сводом черепной коробки и строением нижней и верхней челюстей. По объему черепной коробки обнаруженное существо приближается к Homo erectus больше, чем к остальным видам.
      Так как находка принадлежала к роду Homo, но не соответствовала ни одному известному виду, Бергер дал ей название – Homo naledi (на языке сото «naledi» означает «звезда», что отсылает к месту обнаружения костей – пещере Райзинг-Стар).
      Основная особенность открытого вида в его близости как к облику современного человека, так и к облику животного. Как отметил Стив Черчилль, палеонтолог из Дюкского университета в Северной Каролине, можно провести линию по бедрам: выше почти все примитивное, ниже – современное. Если бы мы нашли одну только стопу, можно было бы подумать, что умер какой-то бушмен.
      Взрослые особи мужского пола были около полутора метров в высоту и весили 45 кг. Женские особи в силу диморфизма были немного легче и меньше. Черепная коробка привлекала внимание всех ученых, работавших с костями. Судя по ее размерам, внутри головы у такого существа мог уместиться не очень большой мозг, примерно 560 см3, что приближает некогда живших существ к Homo erectus больше, чем к остальным видам.
      Как отметил Ли Бергер в финале исследований, «собранные данные свидетельствуют о том, что перед нами животное в ключевой момент трансформации из австралопитека в Homo. Все органы, которые соприкасаются с внешним миром, как у нас. Другие части тела сохраняют черты примитивного прошлого».
      Загадка пещеры Райзинг-Стар
      Археологический клад, которым стали кости Homo naledi для экспедиции Ли Бергера, таил в себе еще одну загадку. На извлеченных костях отсутствовали следы когтей и зубов животных, а также другие признаки насильственной смерти, которые могли свидетельствовать о том, что древние люди попадали в пещеру, убитые каким-нибудь хищником, живущим в глубине Райзинг-Стар. Вторая версия – что пещера использовалась в качестве жилища – не подтверждается находками. Да и посторонних останков, кроме костей Homo naledi, в пещере не нашли (несколько костей птиц и грызунов не в счет).
      Поразмыслив над этой загадкой, Бергер пришел к выводу, что экспедиция раскопала самое настоящее доисторическое кладбище. Действительно, культ почитания мертвых, погребение трупов и ритуальное поведение – вещи невообразимо древние. Еще на заре своего развития человеческое общество уже обладало определенной степенью осознания и абстрактностью мышления.
      Но в случае с Homo naledi это кажется невероятным: ведь открытые Бергером древние люди являлись все еще в большей степени животными, чем, собственно, людьми. Размеры их черепов не могут свидетельствовать о том, что они обладали развитым мозгом, а значит неспособностью к такому сложному поведению, как ритуал погребения. Однако факты налицо – кости намеренно и методично перемещались в пещеру и сбрасывались в колодец.
      При этом в подземелье не проникал солнечный свет, что невольно подталкивает ученых к выводу, что Homo naledi умели пользоваться огнем и освещали себе дорогу в темноте факелами или кострами. Впрочем, версия с огнем оспаривается: есть предположение, что пару миллионов лет назад пещера могла иметь несколько входов, да и вообще выглядеть иначе. Однако эта версия по-прежнему не объясняет феномен кладбища, которое устроили в Райзинг-Стар древние предки человека.
      Закрытый пещерный грот с сухим воздухом отлично сохранил кости. Ирония в том, что такие прекрасные условия стали причиной сложностей – теперь сложно дать ответ на вопрос о датировке находки. В случае с классическим извлечением останков из породы возраст костей определяется по возрасту слоев, их окружающих. К скелетам Homo naledi археологи не могут применить этот способ, так как кости свободно лежали на полу пещеры.
      Так что временной диапазон существования Homo naledi огромен. По одной версии, они жили около 2,8 млн. лет назад, что делает их прогрессивной переходной формой между австралопитеком и человеком прямоходящим. Другая версия называет период в 1,5 – 2 млн. лет назад, что делает их соседями более развитых популяций Homo. Это предположение ставит перед учеными множество вопросов, вроде межвидового взаимоотношения как на чисто физиологическом, так и на культурном уровне. Возможно, именно такое соседство способствовало перенятию Homo naledi тех умений, которыми они изначально не обладали – например, разведение огня, изготовление орудий труда и некоторые ритуалы, включая практику погребений.
      Исследования еще продолжаются, и вполне вероятно, что Ли Бергер и в самом деле сумел воплотить свою давнюю мечту – пролить свет на генезис человека. Ведь даже если обнаруженные им существа окажутся не настолько древними, как показывают строение и особенности их скелетов, Homo naledi все равно является важным ответвлением в общем дереве антропогенеза. Находка Бергера уникальна, однако вместе с очередным триумфом науки не стоит забывать о том, что, цитируя палеоантрополога Фреда Грайна из университета в Стоуни-Брук, «если вы думаете, будто мы уже нашли достаточно окаменелостей, чтобы составить рассказ об эволюции, то вы ошибаетесь».
      Журнал "Планета", апрель 2016.
    • Джон Форбс Нэш
      Автор: Thorfinn
      О гении математики Джоне Нэше заговорили во всем мире после выхода фильма «Игры разума». После 30 лет изнуряющего лечения и борьбы с безумием он совладал со своей шизофренией и научился с ней жить. Нэш внес огромный вклад в экономическую науку и был удостоен Нобелевской премии.
      Рождение великого гения
      13 июня 1928 года в семье инженера-механика из Блюфилда, штат Западная Вирджиния, родился мальчик – Джон Форбс Нэш. Религиозная семья американских провинциалов воспитывала его – а позже и младшую сестру Марту – согласно строгим протестантским канонам.
      В школе юному Нэшу часто бывало скучно. Особых способностей к учебе он не демонстрировал, а математикой не интересовался вовсе. Учителям мальчик запомнился неуемной тягой к чтению, отличной игрой в шахматы и умением по памяти насвистывать все произведения Баха.
      В детстве Джон Нэш был необщительным, обидчивым и порой очень мнительным. Он много времени проводил за книгами или, уединяясь у себя в комнате, пытался проводить химические эксперименты. Но все изменилось, когда в руки к нему попала книга Эрика Темпла Белла «Творцы математики. Предшественники современной математики». Американский писатель навсегда перевернул мир 14-летнего мальчика и пробудил в нем интерес к точным наукам. Позже в своей автобиографии Нэш напишет: «Прочитав эту книгу, я сумел сам, без посторонней помощи, доказать малую теорему Ферма».
      Рвение юноши к знаниям оценили – он в числе других 10 счастливчиков получил престижную стипендию на обучение и поступил в Политехнический институт Карнеги на специальность «инженер-химик». Но еще долго не мог определиться, кем он действительно хочет стать. Изучение химии не принесло ему никакого удовольствия, зато прослушанный курс международной экономики развеял все сомнения: будущий ученый понял, что хочет связать свою жизнь с математикой.
      Теория игр в судьбе Джона Нэша
      Нэш перевелся на математический факультет и в рекордные сроки – всего за 3 года! – окончил магистерский курс. Получив два диплома, бакалавра и магистра математики, ученый в 1947 году поступил в аспирантуру Принстонского университета. Он крайне редко посещал занятия, убежденный в том, что это притупляет новизну исследовательских идей. Тем не менее в рекомендательном письме, написанном преподавателем Ричардом Даффином, было сказано: «Он гений математики».
      Обучаясь в университете, Нэш впервые услышал о теории игр Джона фон Неймана и Оскара Моргенштерна. Новые знания захватили воображение юного математика. Спустя два года 21-летний ученый написал докторскую диссертацию по теории игр. В его работе было всего 27 страниц, но на них уместились созданные Нэшем основы нового научного метода, сыгравшего огромную роль в развитии мировой экономики. Именно этот труд спустя 45 лет был удостоен Нобелевской премии по экономике «за фундаментальный анализ равновесия в теории некооперативных игр». В 1951 году диссертацию опубликовали отдельной статьей в журнале «Анналы математики».
      В начале 1950-х Нэш начал работу в Массачусетском технологическом институте, а также стал консультантом в разработках корпорации RAND. Фирма занималась исследованиями в области теории игр, математической экономики и общей теории рационального поведения в игровых ситуациях.
      Сложный характер и личная жизнь
      Однако работа в Массачусетсе не задалась. Высокомерному, заносчивому и чудаковатому ученому было сложно ужиться в коллективе. Стремление Нэша к соперничеству с коллегами, эгоизм и болезненное честолюбие стали причиной частых конфликтов с руководством. По той же причине математику пришлось расстаться и с проектом RAND. Разработка новых стратегических концепций проводилась по заказу правительства США, и во время холодной войны проходила под кодом особой секретности. Человек, от которого никто не знал чего ожидать, представлял собой большую угрозу всему проекту.
      За время работы с RAND Нэш внес большой вклад в исследования корпорации. Ему удалось решить классическую проблему, связанную с дифференциальной геометрией. И все же, несмотря на заслуги, в 1954 году он был отстранен от всех проектов.
      Не менее сложной была и личная жизнь Джона Нэша. Его первой любовью стала медсестра Леонора Стир. В результате их недолгого союза родился мальчик, которого, как и отца, назвали Джоном. Однако с Леонорой математик расстался еще до рождения ребенка, полностью отказав сыну в финансовой поддержке и опеке. Правда, некоторые источники свидетельствуют, что у ученого не было другого выхода: только так он мог защитить Леонору и ребенка от возможных преследований из-за конфликта с RAND. Но как бы то ни было, практически все детство Джон-младший провел в приюте.
      Научные труды
      До 1959 года Нэш опубликовал четыре значимые работы по экономике, которые были высоко оценены другими учеными. В статьях «Точки равновесия в играх с N-числом участников» и «Проблема заключения сделок» он математически точно вывел правила действий участников, которые выигрывают в соответствии с выбранной стратегией. Ученый описал кооперативные (допускающие свободный обмен информацией и принудительные условия между игроками), бескоалиционные (не допускающие свободного обмена информацией и принудительных условий) и некооперативные (без контроля взаимодействия между участниками) игры и указал на отличия между ними с точки зрения классической теории. Сегодня теория игр широко применяется в экономике и других общественных науках при изучении социоэкономических и социально-политических отношений.
      Не остыл интерес Нэша и к математике. Он опубликовал серию блестящих статей по теории римановых многообразий и алгебраической геометрии. Журнал Fortune назвал его восходящей звездой Америки в «новой математике».
      Равновесие Нэша
      Тщательно изучив классическую теорию игр и разработав серию новых математических игр, Нэш стремился к пониманию того, как функционирует рынок, как участники экономических отношений принимают решения, связанные с риском, и почему они действуют так, а не иначе. Ведь для того чтобы сделать шаг в экономике, руководители фирм должны учитывать не только последние, но и предыдущие действия конкурентов, а также множество других факторов. Участники экономических отношений могут идти лишь на оправданный риск. Именно поэтому каждый из них должен иметь свою стратегию.
      Рассуждая так, Нэш разработал метод «некооперативного равновесия», который позже назвали «равновесием Нэша». Теория Нэша позволяет проанализировать множество ситуаций, начиная от конкуренции внутри компании и заканчивая принятием решений в законодательной сфере. Исходя из «равновесия Нэша», существуют игры, в которых ни один игрок не может в одностороннем порядке увеличить свой выигрыш. Все участники либо сотрудничают друг с другом и от этого выигрывают, либо вместе проигрывают. Игроки вынуждены прибегать к стратегиям, благодаря которым создается устойчивый баланс, который и был назван «равновесием Нэша».
      Классическим примером, на котором можно продемонстрировать подобное равновесие, являются переговоры членов профсоюза с работодателем. Если участники станут сотрудничать друг с другом, это может привести к соглашению, которое будет выгодно обеим сторонам. Отказ от сотрудничества выльется в убыточную для всех забастовку. Равновесие Нэша – все стратегии или действия, из которых каждый участник выбирает оптимальные, чтобы опередить соперника. При этом обе стороны используют стратегию, приводящую к устойчивому равновесию.
      В дальнейшем многие ученые продолжали изучать и совершенствовать равновесие Нэша, чтобы максимально приблизить теорию к реальной экономической действительности.
      Причуды разума Джона Нэша
      В 1957 году Джон Нэш женился на колумбийской студентке Алисии Лард, изучавшей физику в Массачусетском технологическом институте. Брак был счастливым, но тяжелый 1958 год чуть было не разрушил их союз: вскоре после женитьбы у Нэша стали проявляться первые симптомы шизофрении.
      Для математиков 30-летний возраст считается критическим, ведь большинство великих ученых сделали свои важнейшие открытия до этого времени. Джон Нэш перешагнул 30-летний рубеж, считая себя неудачником. Его попытки доказать теорему Римана закончились провалом, а отклики на его работы были не достаточно яркими и авторитетными, чтобы прославить ученого.
      Спусковым крючком для болезни Нэша послужила беременность жены. Переживания скорого отцовства отразились на поведении математика, и на новогоднюю вечеринку гений явился в костюме младенца. После этого у Нэша стали появляться бредовые идеи и развилась мания величия. Также математику казалось, что его постоянно преследуют. Ученый утверждал, что за ним наблюдают международные организации, которые хотят разрушить его карьеру. А в портрете Папы Римского Иоанна XXIII ученый видел себя, объясняя подобное совпадение тем, что его любимое простое число – 23.
      Джон Нэш отверг предложение занять престижный пост декана факультета математики Чикагского университета, так как не намерен был растрачивать свое время зря, ведь он считал, что уже принял высокую должность императора Антарктиды. Также математик подозревал всех людей, носящих красные галстуки, в том, что они состояли в коммунистической партии и организовали заговор против него. Ученый стал видеть тайные символы во всем, что его окружало. Нэш был уверен, что он пророк, и с ним на связь выходят инопланетяне, которые посылают людям зашифрованные послания через New York Times и другие СМИ.
      Болезнь развивалась. Нэш испытывал постоянный страх, писал бывшим коллегам бессмысленные сообщения, произносил длинные путаные монологи по телефону. Состояние ученого невозможно было скрывать дальше, и жена поместила его в частную психиатрическую клинику неподалеку от Бостона. Врачи поставили диагноз – параноидная шизофрения. Математика лечили комбинацией фармакотерапии и психоанализа. Но Нэш довольно скоро научился утаивать симптомы, и спустя 50 дней его выписали из больницы.
      Побег в Европу
      По-прежнему больной Джон решил сбежать из Америки, где, по убеждению ученого, против него строился некий тайный заговор. Он уволился из института и уехал во Францию в поисках политического убежища. Алисия оставила новорожденного сына у своей матери и последовала за мужем. Однако под давлением со стороны Государственного департамента США Франция отказалась приютить ученого. Так же, как позже ГДР и Швейцария.
      Все это время за действиями Нэша следил американский военно-морской атташе, который блокировал обращения математика в посольства разных стран. После 9 месяцев скитаний по Европе Нэш был арестован французской полицией и со специальным сопровождением депортирован обратно в Америку.
      Вернувшись на родину, супруги обосновались в Принстоне, где Алисия нашла работу. Но болезнь Нэша прогрессировала: он постоянно чего-то боялся, говорил о себе в третьем лице, звонил бывшим коллегам с бессмысленными рассуждениями о нумерологии и мировой политике.
      Джон Нэш: «Я не осмелюсь сказать, что математика и сумасшествие связаны напрямую, но многие великие математики страдали шизофренией, психическими расстройствами и бредом».
      Повторное лечение
      Через 2 года после первой госпитализации Нэш попал в больницу повторно. Он провел там полгода, и на этот раз ученого лечили с помощью единственного известного на тот момент метода – инсулиновой терапии. Она была нацелена на то, чтобы погубить нервные клетки головного мозга и сделать пациента спокойным и послушным. Сейчас инсулиновая терапия запрещена во всех цивилизованных странах.
      После выписки состояние Джона ненадолго улучшилось. Он стал проводить больше времени с Алисией и своим сыном и даже написал первый за 4 года научный труд, посвященный динамике жидкостей. Коллеги Нэша из Принстонского университета предложили ему работу исследователя, однако математик отказался и вскоре снова сбежал в Европу. Там ему опять начало казаться, что он получает сигналы от космических пришельцев. Нэш расшифровывал их, записывал цифровыми кодами и присылал родным и коллегам в многочисленных открытках.
      Вторая госпитализация не дала положительного результата. Жена математика, Алисия, уставшая от постоянной борьбы с невидимыми преследователями мужа, развелась с ним в 1962 году. Она практически сама вырастила сына, которого, так же как и первого, незаконнорожденного, назвали в честь отца – Джоном.
      В 1964-м у Джона Нэша появились слуховые галлюцинации. Сам ученый описывал этот период своей жизни так: «Я тоже слышал голоса, когда был болен. Как во сне. Сначала у меня были галлюцинаторные идеи, а потом эти голоса начали отвечать на мои собственные мысли, и так продолжалось несколько лет. В конце я понял, что это лишь часть моего мышления, продукт подсознания или альтернативный поток сознания».
      Борьба с болезнью
      Периодически у Джона Нэша наступали непродолжительные ремиссии. От приема лекарств он окончательно отказался в 1970-х, полагая, что они мешают гению его мысли. В это же время Алисия окончательно уверилась в том, что совершила ошибку, предав мужа, и вновь сошлась с ним. И вполне вероятно, что лишь благодаря переезду к бывшей супруге Нэш не закончил свои дни на улице.
      Коллеги-математики продолжали помогать ученому: когда болезнь на время отступала, они предоставляли ему место в университете. Между 1970 и 1980 годами математик проводил все свое время, бродя по коридорам и аудиториям Принстонского университета и оставляя на досках многочисленные расчеты и формулы. Студенты прозвали эксцентричного человека «Фантомом».
      Многие годы жизнь Нэша представляла собой череду обострений между приемом лекарственных препаратов и ремиссиями с попытками вернуться к научной деятельности. Его единственным другом в этот период был математик Дэвид Байер из Колумбийского университета. Лишь к середине 1980-х ученый оправился от болезни и смог возобновить занятия математикой. К удивлению и радости коллег, приступы шизофрении практически не повторялись, и Нэш стал постепенно возвращаться в «большую» науку. Сам Джон признавался, что решил мыслить более рационально, как и подобает ученому, и не слушать голоса. Конечно, Нэш не мог просто по своему желанию излечиться от шизофрении. Однако он сделал нечто, требующее огромных усилий – научился мирно сосуществовать со своими галлюцинациями.
      Джон Нэш: «Сейчас я мыслю вполне рационально, как всякий ученый. Не скажу, что это вызывает у меня радость, какую испытывает всякий выздоравливающий от физического недуга. Рациональное мышление ограничивает представления человека о его связи с космосом».
      Признание
      Несмотря на то, что в период с 1966 по 1996 год Джон Нэш не опубликовал ни одной научной работы, 11 октября 1994 года, в возрасте 66 лет, он получил Нобелевскую премию по экономике «За фундаментальный анализ равновесия в теории некооперативных игр». Вместе с ним награды были удостоены Райнхард Зельтен и Джон Ч. Харсаньи.
      Торжественную речь новоявленный нобелевский лауреат так и не произнес. Ученый опасался за собственное здоровье, а Нобелевский комитет решил перестраховаться, чтобы избежать возможных неприятностей во время вручения премии. Вместо этого был организован семинар с участием Джона Нэша, где обсуждали его неоценимый вклад в науку. После вручения премии ученого пригласили прочитать лекцию по космологии в университете Уппсалы. После завершения всех торжественных мероприятий Нэш вернулся в Принстон и продолжил свои занятия математикой.
      В 1998 году американская журналистка Сильвия Назар, по совместительству являющаяся профессором экономики в Колумбийском университете, написала биографию ученого под названием «Прекрасный ум: Жизнь гения математики и нобелевского лауреата Джона Нэша». Книга моментально стала бестселлером. Благодаря этому весь мир узнал удивительную историю ученого. А в 1998-м американская гильдия литературных критиков признала работу журналистки лучшим биографическим произведением. Сильвия Назар была номинирована на престижную Пулитцеровскую премию.
      В 2001 году в США на экраны вышел фильм Рона Ховарда Beautiful Mind с Расселом Кроу в главной роли. Название кинокартины, созданной по книге Назар, дословно переводится на русский язык как «безупречное сознание», но русскоговорящему зрителю фильм стал известен под названием «Игры разума». Фильм получил четыре «Оскара», награду «Золотой глобус» и был отмечен несколькими призами BAFTA.
      Конечно, в кинокартине есть неточности и художественный вымысел. Например, сцена в библиотеке, когда все профессора университета дарят Нэшу свои письменные принадлежности. В Принстоне нет традиции дарить признанным ученым ручки. Также в фильме показаны люди, окружавшие главного героя и впоследствии оказавшиеся зрительными галлюцинациями. К счастью, расстройством такого рода Нэш никогда не страдал.
      Джон Нэш: «Я люблю этот фильм и рад, что его сняли, но все же вряд ли эту картину можно считать истиной в последней инстанции, поскольку уж очень хорошим я в ней получился!»
      Триумф математика
      Спустя 38 лет после развода, в 2001 году, Джон и Алисия вновь связали себя узами брака. Их сын унаследовал талант отца и стал математиком. Увы, от гениального родителя ему достались не только способности, но и болезнь.
      В 2008-м Джон Нэш выступил с докладом на тему «Идеальные и асимптоматически идеальные деньги» на международной конференции Game Theory and Management в Высшей школе менеджмента Санкт-Петербургского государственного университета.
      Лекции Нэша всегда пользовались успехом у публики. Английский физик Марджори Гриффит, которой посчастливилось побывать на одной из них, вспоминала: «Мы все с надеждой ждем будущего, а профессор Нэш – один из тех немногих, кто это будущее предвосхищает. Разумеется, когда вывесили объявление о том, что он будет читать лекцию, эта новость разнеслась со скоростью пожара в сухом лесу. Он рассыпал перед нами свои идеи, словно искрометные бриллианты, которыми он нисколько не дорожит. Его слушали, затаив дыхание. Тишина в аудитории стояла такая, что казалось, если кто-то кашлянет, потолочные перекрытия рухнут. Но никто не кашлял, конечно… Тишину взрывал время от времени только смех – реакция на великолепный юмор Нэша, которым он щедро пересыпал свою лекцию, как сверкающими горстями драгоценных украшений. Когда он закончил… Я хотела сказать, что ему устроили овацию, но этого мало – такого восторга я не видела даже на концерте «Роллинг Стоунз».
      В 2015 году математик был удостоен последней награды – Абелевской премии по математике, полученной им «за вклад в теорию нелинейных дифференциальных уравнений» – и стал первым ученым, который получил две самые престижные награды в мире: Нобелевскую и Абелевскую премии.
      Джон Нэш погиб вместе со своей женой Алисией 23 мая 2015 года в возрасте 86 лет. Супруги ехали в такси по платной скоростной трассе в штате Нью-Джерси. Водитель не справился с управлением во время обгона, и автомобиль врезался в ограждение. Пассажиров, которые не были пристегнуты, от удара выбросило наружу. Согласно заключению медиков, супруги умерли мгновенно.
      Журнал "Планета", ноябрь 2015.
    • Вызывающие дождь
      Автор: Thorfinn
      Когда в выходной день небо затянуто тучами и льет холодный дождь, ставящий крест на чудесных планах, многие из нас мечтают о возможности просто «выключить» осадки, как воду из крана. Ну, а для сельского хозяйства возможность «призвать» живительную влагу засушливым летом или отогнать портящий посевы град и вовсе была бы настоящим благом. Люди издавна мечтали о возможности «заказывать» нужную погоду. Наши предки жгли ритуальные костры на Масленицу, Белтайн или Ивана Купалу, вымаливая нужную погоду у богов. Но и теперь, вооруженные современной наукой, далеко ли мы ушли от них? Существует ли возможность управлять стихийными явлениями?



      От чего дует ветер?
      Легкий ветерок, приятно освежающий в жару, порой сменяется сильнейшим ураганом, вырывающим деревья с корнем. Почему так случается?
      Воздушные потоки на нашей планете рождаются благодаря Солнцу. Светит оно, конечно, одинаково для всех, но сквозь высокие слои атмосферы его лучи проходят свободно, оставляя пласты холодного воздуха, постепенно опускающиеся вниз. А ближе к земле, где дополнительный прогрев воздуха обеспечивает согретая лучами светила почва и вода, уже легкие теплые массы устремляются ввысь. Эти процессы подчинены строгим физическим законам, однако они настолько сложны, что непосвященному кажутся настоящим хаосом. Прогрев происходит неравномерно – например, над теплым морем ночью воздушные массы поднимаются быстрее, а так как природа не терпит пустоты, на их место стремительным ветром несутся более холодные с другой стороны. Гигантские воронки раскручиваются в вихри, циклоны и антициклоны.
      Управлять всей этой мощью человечество желало издревле. Но пока что даже до конца понимать и предсказывать рождение урагана или торнадо со стопроцентной вероятностью ученые так и не научились. А уж о том, чтобы эффективно остановить ветер, приносящий дождевые и градовые тучи, даже современная наука только мечтает. Хотя раз известна причина их возникновения, то почему бы не попробовать?
      Разнообразные проекты «тучеразгонителей» появились еще в начале прошлого века. Но предлагаемые гигантские вентиляторы на паровой тяге уже тогда казались ученым бесперспективными. А вот идея попробовать вызвать ветер, приносящий облака, манипулируя нагревом атмосферы и, соответственно, восходящими потоками воздуха, была весьма заманчивой.
      Первыми, кто рискнул опробовать эту технологию, оказались французы. В 1954 году в окрестностях города Ланнемезан на поля было вывезено множество бочек с дизельным топливом и соломой. Их расставили на большой площади и подожгли. Образованные такими гигантскими кострами потоки раскаленного воздуха устремились вверх, создав, как и предполагали ученые, искусственную зону пониженного давления – рукотворный циклон, который повел себя так же, как его природный собрат. Над Ланнемезаном, несмотря на солнечную, не предвещавшую никаких осадков погоду, быстро начали сгущаться темные тучи. В те времена еще далеко не так заботились об экологии как сейчас (в наши дни никто не позволил бы проводить подобный эксперимент), и чтобы проследить поведение «своих» облаков, в них распылили аммиак. И анализ осадков в округе показал, что рукотворные тучи, как и естественные, подчинялись всем положенным метеорологическим законам – в предсказанное время, в положенном месте они пролились на землю дождем. Это была настоящая сенсация: управление погодой действительно стало реальностью. А уже в 1961 году Анри Дессен сделал готовое устройство, работавшее по такому же принципу – создававшее мощный поток теплого воздуха, направленного вверх. Сотня форсунок на жидком топливе выдавала тепловую мощность в 700 тыс. киловатт – такой никакими кострами не достичь, да и мобильность системы куда больше, чем у бочек с горючим. Это устройство изобретатель назвал «Метеотрон».
      Строго говоря, ни ученые из Ланнемезана, ни Анри Дессен отнюдь не являются первооткрывателями способа создания циклона с помощью прогрева воздуха. Этой технологией давно и успешно пользуются в Африке аборигены из долины Конго. Когда засуха начинает угрожать будущим урожаям (которые напрямую зависят от разливов реки), они в ответ угрожают небу, устраивая гигантские пожары. Сколько киловатт энергии уходит в атмосферу, ученые подсчитать не смогли, но во влажном климате тропиков этого вполне достаточно, чтобы «приманить» дождевые тучи.
      Эксперименты такого рода проводились во второй половине ХХ века во всех странах, и СССР, как достаточно богатая и обладающая развитой наукой держава, тоже не остался в стороне. Проблема недостатка влаги достаточно остро вставала для многих регионов. Особенно остро она ощущалась в Армении. Единственный крупный источник воды – высокогорное озеро Севан – стремительно мельчало. Оно пало жертвой попыток «улучшения» климата, проводившихся здесь еще с 30-х годов прошлого века. Отвод воды для нужд сельского хозяйства, углубление русла вытекающей из озера реки Раздан, чтобы поставить на ней электростанцию, наполеоновские планы по освоению осушаемых земель – все это вылилось в принудительное снижение уровня воды на 13,7 м. Уже к 1950 году экологи забили тревогу – и проект был пересмотрен. Осушенные земли оказались неплодородными, появились более современные и эффективные модели гидроэлектростанций, а Севан все еще оставался единственным резервным источником пресной воды в целой республике. И он быстро оскудевал. К тому же количество органических веществ по сравнению с 1930-ми годами возросло в 7 раз, и озеро начало цвести. Тогда и был предложен довольно амбициозный проект – чтобы ускорить восстановление уровня воды, решили не только демонтировать дренажные системы, но и искусственно увеличить количество выпадающих в этом регионе осадков (и без того немалое). Обратившись к изобретению Анри Дессена, советские ученые превзошли его и создали «Суперметеотрон». Титаническое сооружение состояло из 6 реактивных двигателей, снятых с отслуживший свой срок самолетов Ту-104, размешенных на бетонных опорах по краям огромного шестиугольника. Сопла были направлены так, чтобы реактивные струи сходились в одной точке под углом строго 90 градусов друг к другу и попадали в 10-метровую форсажную башню. Расчетная мощность составляла 1 млн. 127 тыс. кВт, которые раскаляли до 1100 °C поток газа, вырывающийся в небо со скоростью в 570 м/с!
      В наше время повторять такие проекты уже никто не решится, так как количество выбросов в атмосферу получается колоссальное, и еще неизвестно, что оказалось бы для озера хуже. Да и сжигание тысяч тонн далеко не дешевого авиационного горючего – не самый лучший способ решения подобных вопросов. Зато человек в очередной раз доказал – именно он хозяин природы.
      Цифры расходуемой «Метеотроном» энергии действительно впечатляющие. Между тем, это лишь капля в море по сравнению с тем количеством тепла, что воздействует на атмосферу в естественных условиях. По расчетам академика Е.К. Федорова, энергия, затрачиваемая природой на создание кучево-дождевого облака средних размеров, эквивалентна взрыву атомной бомбы! «Суперметеотрон» же смог всего лишь дать начальный импульс, прогревая самые нижние слои воздуха и «проталкивая» его вверх. А дальше уже весь процесс шел самостоятельно, за счет потенциальной энергии «дремлющих» в состоянии шаткого равновесия воздушных масс.
      Из чего состоят облака?
      Основные «творцы» погоды – это ветер и облака.
      То, что облака являются скоплениями водяного пара, нам известно еще из школьного курса физики. Но почему в одних случаях они мирно проплывают мимо, оставляя иссохшую землю без капли дождя, а в других – проливаются обильными ливнями, смывая плодородную почву и затапливая целые районы, а то и вовсе обрушиваются на будущий урожай губительными горошинами града?
      Солнце нагревает нашу планету, испаряя с поверхности рек, озер, болот, морей и океанов миллионы тонн воды. Вместе с теплыми восходящими потоками вся эта влага уходит на высоту нескольких километров, где царит вечный холод. Казалось бы, по всем законам физики она должна превратиться в капли или лед и пролиться дождем или снегом обратно на землю. Но все далеко не так просто, как кажется на первый взгляд. Да, пар действительно конденсируется в капли, вот только мощные струи воздуха дробят их на частички диаметром в десятки раз меньше толщины человеческого волоса. И эти микроскопические шарики, хоть и состоят уже не из пара, а из жидкости, обладают совершенно иными физическими свойствами, чем та же вода в больших объемах. При таких крошечных размерах сила поверхностного натяжения каждой такой микрокапли начинает играть огромную роль – и объединяться в обычные капли, чтобы выпасть на землю, вода просто отказывается. Для того чтобы это произошло, необходимы «ядра», вокруг которых конденсировались бы микрокапли. Обычно ими становятся уже замерзшие частички – ведь там, в облаках, практически всегда царят холода. Но и тут есть небольшая загвоздка, долго не дававшая покоя ученым. Так, если нуля градусов по Цельсию вполне достаточно для замерзания лужи, а при –15 0С коркой льда покрываются даже реки, крошечные капельки остаются жидкими при гораздо меньших температурах – порой до –30 0С и даже ниже! Так что «стерильные» облака (в том числе и искусственные, получаемые в лабораториях) способны блуждать практически бесконечно, не обращая внимания на холода. Как же заставить облако пролиться дождем?
      Первые эксперименты были направлены именно на замораживание частиц воды в облаках: раз уж аэрозольная взвесь настолько устойчива к низким температурам, почему бы не попробовать ее охладить до сверхнизких? В дело пошел сухой лед. Замороженный до твердого состояния углекислый газ имеет температуру ниже –78,5 0С, и уж он-то должен справиться! Расчеты оказались совершенно верными. При попадании в облако мелких холодных частиц микрокапли действительно стали замерзать, слипаться и собираться в различного размера кристаллы. Но полученным эффектом ученые оказались категорически не довольны: такая технология годилась разве что для того, чтобы «разрядить» неугодную тучу. Предсказать же точно, что из нее пойдет – благодатный дождь или смертоносный для посевов град, – оказалось весьма затруднительно. К тому же обработка облаков была возможна исключительно с помощью авиации – доставить капризный сухой лед на высоту другими способами просто невозможно.
      Ученые стали выяснять, что же еще заставляет микрокапли собираться в более крупные образования и превращаться в дождь, снег или град. Оказалось, что такими «ядрами» могут служить и мельчайшие частицы пыли, гари или пепла. Они поднимаются на огромную высоту с восходящими потоками воздуха. Доктор физико-математических наук Горбунов в своей статье «Метеотрон – машина погоды» недаром очень образно сравнил облака с гигантскими пылесосами. Это вполне естественный механизм, которым природа защищает сама себя. Стоит разгореться действительно серьезному пожару, как привлеченные разогретым воздухом тучи соберутся над очагом, а гарь и пепел вынудят их пролиться дождем. И этот механизм срабатывает не только во время сугубо естественных катастроф (вроде того же извержения вулкана, погубившего Помпеи). Так, хорошо известен случай, произошедший в Японии в 1274 году, когда монгольский хан Хубилай попытался высадить первый морской десант на одном из островов архипелага. Когда у монгольских «морских пехотинцев» закончился запас стрел, захватчикам пришлось отступить. Но перед тем как покинуть остров, они подожгли все окрестные деревни и храмы. Однако грандиозный пожар не успел нанести никакого существенного урона: тут же сгустились тучи, поднялся ветер, и горящие постройки залило хлынувшим с небес дождем. Для отступавших монголов последствия его оказались и вовсе печальными – обрушившаяся на них буря потопила все корабли. Самураи восприняли это как божественное вмешательство, защитившее их родину – на деле же войска Хубилая сами оказались повинны в своей гибели. Да и позднее, во время Второй мировой войны, когда 27 июля 1943 года в полночь американские самолеты, сбросив на Гамбург несколько тысяч тонн фугасных и зажигательных бомб, вызвали грандиозный пожар. Несмотря на совершенно сухую, устойчивую погоду, нагретый воздух образовал над городом гигантский восходящий вихревой столб, который даже вырывал из земли деревья. А через несколько минут над Гамбургом образовалось громадное дождевое облако и хлынул сильнейший ливень (который, правда, так и не смог справиться с современными зажигательными средствами).
      Но такой природный катализатор, как частицы гари, к сожалению, еще менее пригоден для регуляции погоды, чем сухой лед. Для быстрого реагирования на уже существующие погодные условия он не годится. Хотя его действенность в естественных условиях подтверждается ежегодно и повсеместно – например, недавние большие лесные пожары в Испании и Франции тоже сопровождались проливными дождями, которые, в итоге, существенно способствовали усилиям интернациональных пожарных бригад в борьбе с огнем.
      Серебряные дожди
      Но для того чтобы выпадение осадков можно было по-настоящему эффективно контролировать, в дело должна была вступить химия. Еще в 1949 году доктор метеорологических наук Бернард Воннегут нашел то самое вещество, которое до сих пор остается основным «регулятором» дождей – иодид серебра. Микроскопические (намного меньше даже тех самых микрокапель, из которых состоит облако) частички оказались замечательным катализатором!
      Дальнейшие исследования доктора Воннегута и вовсе совершили переворот в метеорологии. В своей экспедиции в Пуэрто-Рико в 1949 году он провел ряд исследований с облаками, имевшими температуру выше нуля. И сумел доказать, что образование капель вполне возможно даже минуя стадию снега (до этого считалось, что вначале в любом случае образуются микрокристаллики льда, которые после тают и превращаются в дождь).
      Это была настоящая сенсация! Иодид серебра открыл огромные возможности в регулировке погоды. Во-первых, он инициировал реакцию в облаках при относительно высоких температурах, заставляя дождь выпадать в нужное время и в нужном месте. Во-вторых, дальнейшие исследования в различных странах позволили разработать методики настоящей манипуляции дождевыми и градовыми тучами. В зависимости от типа облака и необходимого эффекта простой расчет необходимой дозы и подбор способа введения одного и того же реагента позволял или заставить градовую тучу превратиться в дождевую, или дождевую пролиться там, где необходимо.
      Россия, США, Аргентина, Франция, Германия, ЮАР, Испания и многие другие страны активно проводят мероприятия по управлению погодой. Особо ценной оказалась разработанная в СССР методика борьбы с градом. Введенный в переохлажденную часть градовой тучи иодид серебра вызывает моментальное образование совсем мелких градин, которые просто тают, не долетая до земли, и не оставляет времени на формирование крупных частиц льда, способных повредить сельскому хозяйству.
      Еще одним неоспоримым плюсом является огромный выбор способов доставки реагента к облаку. Его можно распылять с помощью специальных генераторов с самолетов, как это происходит в Европе и США. Можно отправлять в небо с помощью ракет (именно так Китай обеспечил солнечную погоду во время олимпиады в Пекине, пришедшейся на дождливый сезон). А в Армении, Грузии и на Кавказе еще с советских времен на защите виноградников стояли противоградовые батареи из отслуживших свой срок зенитных пушек со специальными снарядами. К сожалению, и военные нашли применение этому чудесному веществу – именно им США в ходе операции «Шпинат» засеивало облака над «Тропой Хо Ши Мина» во время вьетнамской войны, надеясь в буквальном смысле смыть противника с лица земли.
      Но даже такой чудесный реагент, как иодид серебра, не лишен недостатков. Во-первых, он достаточно дорогой. И хотя на одну обработку расходуется всего от 10 до 50 г вещества, в масштабах планеты набегают уже целые тонны. Во-вторых, это вещество довольно токсично, что весьма не нравится экологам. Так что, несмотря на все достоинства такого метода управления погодой, используется он только в самых крайних случаях, а ученые активно ищут ему замену.
      Стрельба по облакам
      Одной из альтернатив вполне может стать звук. Какими бы смешными и нелепыми ни казались нам призывы грозовых ливней с помощью боя в тамтамы или стрельбы из пушек, рациональное зерно в таком методе действительно есть. Мельчайший аэрозоль облаков настолько нестабилен, что заставить его пролиться дождем можно, в том числе, с помощью сильных колебаний воздуха. Патенты на акустические пушки получены во многих странах, в том числе и в России. Еще в 1960–70 годы были проведены испытания противоградовой пушки. Для начала опыты провели в лабораторных условиях с искусственным туманом в камере объемом 500 м3. В качестве источника звука использовали низкочастотный звуковой генератор высокой мощности, и через рупорное устройство направили звуковые волны в камеру. Результат оказался весьма обнадеживающим – колебания с частотой 170–200 герц действительно вызывали снижение плотности тумана в 20–30 раз и смогли изменить его микроструктуру.
      После первого же успешного опыта ученые перешли к экспериментам на открытом воздухе. В специальную камеру сгорания подавали газообразную горючую смесь и поджигали электрическим запалом, совершая этакий своеобразный холостой выстрел. Мощная ударная волна со сверхзвуковой скоростью устремлялась к облакам. Но, хотя результат и был положительным, как противоградовая установка акустическая пушка оказалась не особенно эффективной. Дело в том, что звуковая волна достаточно быстро теряет скорость, и ее воздействие ослабляется. Оптимальной дистанцией оказались 30–40 м, причем для этого необходима сила звука в 140–150 децибел (для сравнения: 140 децибел – это громкость взлетающего реактивного самолета). Зато эта технология может весьма неплохо зарекомендовать себя, например, в аэропортах. С ее помощью можно оперативно разогнать туман на летном поле.
      Идею второго способа предложил опять-таки доктор Бернард Воннегут. Он еще в 1953 году выдвинул теорию о возможности образования крупных капель просто под воздействием атмосферного электричества. Хотя такое предположение и расходилось с общепринятыми в то время взглядами, на исследования в этой области денег не пожалели. И результат оказался положительным. Действительно, микрокапли с различным зарядом начинали объединяться, превращаясь в дождь, а с одинаковым – отталкивались друг от друга, предотвращая образование града. Дело оставалось за малым – найти способ изменения заряда облаков в естественных условиях, а не в лаборатории.
      Наиболее многообещающим агрегатом в этой сфере выглядит лазер. Проходя через атмосферу, его лучи вызывают ионизацию воздуха, создавая из озона и оксидов азота, разбитых мощными импульсами в 3,5 тераватта, азотную кислоту. В столь мизерных количествах она совершенно безвредна для экологии и полностью реагирует с окружающими частицами – земли достигают лишь совершенно безопасные соли, да еще и в микроскопических дозах. Но за недолгое время своего существования кислота успевает выступить замечательным очагом концентрации микрокапель. Группе немецких и швейцарских ученых удалось добиться нужного эффекта в лабораторных условиях, а в прошлом году с помощью мобильной лазерной установки провести и испытания на открытом воздухе. Пока что результаты малоутешительные – удалось добиться только незначительного повышения влажности и легкой мороси. Причину этого изобретатели видят в недостаточной мощности лазера – все-таки подобные технологии у нас пока что развиты гораздо хуже, чем химия. Хотя их американские коллеги, также потерпевшие неудачу на полевых испытаниях, предложили несколько усовершенствованный метод. Чтобы основной луч не так рассеивался и терял мощность в атмосфере, ученые Университета центральной Флориды и Университета Аризоны пытаются заключить его в луч меньшей интенсивности, что обещает в перспективе более низкие энергетические затраты. На данный проект в США уже выделено 7,5 млн. долларов.
      Дело в том, что использование лазеров, как минимум, позволит сэкономить на дорогостоящих реагентах и средствах их доставки (что, несомненно, делает этот метод более привлекательным с экологической точки зрения). И даже больше: лабораторные испытания показали, что направленная ионизация различных слоев облаков способна вызвать и совершенно противоположный эффект – вместо выпадения осадков, тучи могут «высохнуть». А это уже действительно почти полный контроль – повернул вентиль, прибавил мощности и получил дождь, а когда надо – повернул в другую сторону, и снова засияло солнышко.
      И эта фантастическая картина уже не за горами. Но хочется верить, что прежде чем управление погодой станет доступным и контролируемым процессом, ученые просчитают последствия своих экспериментов на случай, если несколько разных «пользователей» будут тянуть тучу-одеяло на себя.
      Журнал "Планета", июнь 2015.
    • Цена невидимости
      Автор: Thorfinn
      Существует ли связь между маленькими медными колечками, диагностикой рака, суперлинзами, нанотехнологиями и шапкой-невидимкой?

      И возможна ли невидимость в принципе?

      История о шапке-невидимке имеет мало общего со сказкой. Правда, в ней есть свои рыцари и алхимики. Есть суперлинзы, которые могут видеть то, что обычно видеть нельзя. Есть «неправильные» волны, которые существуют в природе, и загадочные материалы, которых в природе вовсе нет…

      В общем, история эта, хоть и не сказочная, оказалась на удивление замысловатой. Она тянулась долгих 40 лет. И вряд ли даже ее участники предвидели, чем в итоге обернутся их поиски и мечтания…

      А начнем мы с материала, из которого можно «сшить» шапку-невидимку.

      Электроны и «неправильные» волны

      В далеких 1960-х в Физическом институте им. Лебедева трудился советский физик Виктор Георгиевич Веселаго.

      Вообще-то ни о какой невидимости ученый даже не помышлял. А занимался разнообразными сложными веществами, в частности – полупроводниками, которые одновременно являются магнитами.

      Среди прочего интересовали Веселаго и оптические свойства различных веществ. И вот в ходе своих исследований он пришел к неожиданному по тем временам выводу. Оказалось, что существование материалов с отрицательным коэффициентом преломления не противоречит ни одному известному закону физики.

      Как известно из школьного курса, окружающий мир мы видим благодаря тому, что глаз человека позволяет воспринимать отраженный тем или иным объектом свет (электромагнитные волны). При этом «картинка» напрямую зависит от свойств вещества, из которого этот объект состоит.

      Электромагнитная волна (в том числе видимый свет), проходя через атомы вещества, приводит в движение электроны. Со временем это движение затухает, а электроны излучают полученную энергию в виде новой электромагнитной волны, которая представляет собой отклик вещества на внешнее поле. Обе волны складываются – так получается истинное электромагнитное поле внутри вещества. Это поле также представляет собой волну, но она несколько отличается от исходной. Чтобы описать это различие, физики используют так называемый показатель преломления. Он определяет структуру волнового поля в веществе и является одной из важнейших оптических характеристик вещества, определяющих распространение в нем электромагнитных волн.

      Сам Веселаго называл материалы с отрицательным показателем преломления «левыми» (в отличие от обычных, «правых», сред). Название это прижилось и широко используется по сей день.

      «Левые» материалы имеют очень интересные «отношения» со светом. По расчетам советского ученого выходило, что двояковыпуклая линза, изготовленная из материала с отрицательным показателем преломления, должна рассеивать свет вместо того, чтобы фокусировать его в точку. А простая пластинка из такого материала должна обладать свойствами, отчасти сходными со свойствами линзы. Карандаш, частично погруженный в жидкость с отрицательным преломлением, будет казаться изогнутым наружу.

      И еще (и это особенно важно для нашего рассказа) световая волна, проходя через «левую» среду, приобретает весьма необычные свойства – если бы мы увидели ее невооруженным глазом, нам бы казалось, что она… движется вспять! Именно отсюда, похоже, появилось название «неправильная» волна. Не строго научное, зато простое и понятное.

      Впрочем, сам Веселаго свои выводы делал исключительно на бумаге, так как обнаружить «левые» материалы в природе ему не удалось. Синтезировать же их при тогдашнем уровне техники оказалось невозможным, а потому расчеты советского физика забросили в стол на… 30 лет. Да и сам Веселаго очень скоро занялся совсем другими исследованиями.

      Тем не менее, именно «неправильные» волны и «левые» материалы оказались той тканью, из которой кудесникам-ученым удалось-таки сшить шапку-невидимку.

      Состав? Нет – структура!

      Попытку создать то, чего не создала природа, повторили в США. В 2000 году экспериментальная группа из Калифорнийского университета под руководством Дэвида Смита получила первый «левый» материал.

      Решив не возиться со сложными химическими формулами, Смит сосредоточился на… геометрии. И получил поразительные результаты. И понадобилось-то всего ничего – изолирующая основа и множество медных стержней и колечек, разомкнутых в виде буквы С. Такую идейку подкинул своему американскому коллеге Джон Пендри из Имперского колледжа в Лондоне.

      По сути, каждая пара «колечко–стержень» воспроизводит в несколько увеличенном масштабе процессы, которые происходят в атоме под воздействием электромагнитного поля. В результате новый материал приобрел свойства, радикально отличающиеся от свойств его составных частей.

      Причем варьируя размеры отдельных элементов, можно существенно изменять свойства нового материала. Что, конечно, проблематично провернуть с атомами.

      Первый «левый» материал, например, вел себя как «левый» в отношении радиоволн и как «правый» в отношении рентгеновских лучей и света. Так что в 2000 году непосредственно о невидимости речь пока не шла. Но важный шаг был сделан – существование «левых» материалов доказали экспериментально.

      В 2005 году Д. Смит (США), И. Иконому (Греция), И. Озбей (Турция), К. Соукоулис (Греция) и Д. Пендри (Великобритания), работы которых положили начало новому направлению физики, были удостоены Премии Декарта и разделили денежный приз 1,1 млн. евро.

      Благодаря особой технологии получения, материал Пендри относится к так называемым метаматериалам – искусственным материалам, свойства которых определяются не столько химическим составом, сколько геометрической структурой. К метаматериалам также относятся фотонные кристаллы и некоторые другие изделия из сферы нанотехнологий.

      Все метаматериалы обладают полезными свойствами только в некоторой весьма ограниченной области. Это существенно сужает область их применения и заставляет постоянно искать новые решения, пригодные для использования в других областях.

      Суперлинзы и невидимость Пендри

      Итак, материалы, которые выглядят достаточно экзотично, чтобы послужить основой для шапки-невидимки (или плаща-невидимки, как его называют в англоязычной литературе), были найдены. Однако требовалось еще найти для них подходящую форму, иначе невидимость осталась бы недостижимой мечтой. Помогла еще одна замечательная находка, связанная с «левыми» метаматериалами.

      Дело в том, что область применения обычных линз ограничена дифракционным пределом – в обычную линзу нельзя различить детали изображения меньшие, чем длина волны видимого света. По этой причине обычный оптический микроскоп, с которым большинство знакомо еще с детства, не может показать нам отдельные атомы или молекулы. Чтобы «увидеть» такие малые объекты, физики придумали множество ухищрений – электронные и атомно-силовые микроскопы, рентгеновские и нейтронные дифрактометры и т.п. Все эти установки чрезвычайно дороги и требуют исключительно тонкой настройки. Поэтому идея о суперлинзе, для которой дифракционное размывание отсутствует, была чертовски привлекательной. Вот только загвоздка – таких линз просто не было!

      Но в том же 2000 году Д. Пендри показал, что простая пластинка из «левого» материала может служить суперлинзой, и исследователи по всему миру взялись за работу. Правда, идея Пендри была реализована далеко не сразу. Оказалось, что суперлинзы очень чувствительны к свойствам метаматериала, из которого они сделаны. Однако эти временные затруднения не помешали королеве Великобритании произвести ученого-теоретика Пендри в рыцари за его немалые заслуги в той части физики, которую он сам помог создать. Это знаковое для ученого событие произошло в 2004 году, а всего лишь через год две независимые группы исследователей уже рапортовали об успешном преодолении дифракционного предела.

      Но сэр Пендри и не думал останавливаться на достигнутом. В начале 2006 года в журнале «Science» он в соавторстве с уже упомянутым Смитом и его коллегой Шуригом описал… конструкцию «плаща-невидимки»! Необычная «одежка» представлялась им сферической суперлинзой из «левого» материала.

      Любой объект, помещенный внутрь «плаща», должен был, по теории исследователей, стать невидимым! Свет, испускаемый им, не сможет выйти за пределы сферы. А луч, направленный на объект извне, обогнет внутреннюю часть сферы, пройдет через оболочку из метаматериала и выйдет наружу. Но самое главное – конфигурация вышедших из сферы лучей практически не изменится, как будто на их пути вообще не было никакого препятствия!

      Поэтому сфера из метаматериала, спроектированного для микроволн, будет почти невидима на экране радара. А предназначенная для оптических лучей – обманет глаз человека, даже если он будет смотреть прямо на нее! Наблюдатель просто увидит все то, что находится позади объекта, в почти неискаженном виде! Кроме того, сфера не будет отбрасывать тени. Настоящая невидимость!

      Для сравнения скажем, что технологии типа «стелс» либо поглощают все падающие на «засекреченный» объект электромагнитные волны, либо рассеивают их таким образом, чтобы сбивать с толку радары. Если бы такие технологии удалось применить для видимого света, то в первом случае на месте скрытого объекта оказалось бы черное пятно, во втором – мешанина из цветных пятен и полос. Согласитесь, не вполне то, что нужно.

      Настоящая» невидимость, естественно, очень привлекательна для людей в погонах, и совсем не удивительно, что работы сэра Пендри и Смита получили хорошее финансирование. Впрочем, для данной технологии, безусловно, можно найти и «мирное» применение. Например, это эффективная защита для чувствительных приборов. Или не создающие помех направляющие линии, которые смогут обводить сигналы сотовой связи вокруг препятствий. Или можно накрыть невидимым куполом здание, которое портит вид из окна! Было даже высказано предложение приспособить технологию невидимости для обычных акустических волн – чтобы с его помощью буквально прятать здания от землетрясений!

      Математика принимает вызов

      Однако при всей массе достоинств у «плаща-невидимки» нашелся один очень серьезный недостаток. Человек, окутанный «сферой невидимости», не сможет видеть свет от объектов, находящихся снаружи, т.е. фактически будет слеп! Подобно многим другим вещам, как бы заманчиво ни выглядел сказочный «плащ» снаружи, изнутри все уже не так привлекательно. Так что невидимость, не отрезающая объект от окружающего мира, оставалась задачей № 1.

      Кроме того, на повестке дня появился фундаментальный вопрос – возможна ли абсолютная невидимость для всех электромагнитных волн сразу? Как ни странно, на этот раз решение пришло из совершенно неожиданной области – из медицины.

      Штатовский математик Аллен Гринлиф и его коллеги, Метти Лессес и Гюнтер Ульменн, с 2001 года разрабатывали теорию электроимпедансной томографии (ЭИТ). С помощью закрепленных на теле пациента электродов подводится переменный электрический сигнал и регистрируется отклик, который дают живые ткани. По этому «эху» путем математических преобразований строится карта электрической проводимости разных участков организма. Сравнивая ее с известными данными для здоровых органов, можно с высокой точностью выявить различные патологии, например раковые опухоли.

      Разумеется, эти работы не содержали ни слова о невидимости. Однако математические уравнения, использованные в работе Пендри, Шурига и Смита, оказались практически такими же, как и в работах «математиков в белых халатах»! Это позволило Гринлифу и его коллегам провести глубокий теоретический анализ проблемы и предложить ряд ценных идей. Исходя из своего опыта, математики уже хорошо знали, что важнейшую роль для существования невидимости играет поведение электромагнитного поля внутри «плаща», т.е. в непосредственной близости к «скрытому» объекту.

      Оказалось, что внутренняя поверхность плаща выглядит... как зеркало! Поэтому закутанный в «плащ» человек будет видеть лишь свое отражение.

      Еще более серьезная проблема возникает, если под плащом размещен источник электромагнитных волн – фонарик, сотовый телефон и т.п. Волны от этого источника сконцентрируются у поверхности плаща и, вероятно, разрушат невидимость.

      Чтобы решить эту проблему, Гринлиф и его коллеги предложили сделать в плаще подкладку из специально подобранного материала. Математики также доказали, что невидимость в принципе возможна для электромагнитных волн любой частоты (в частности, для света всех цветов, от красного до фиолетового). А это ни много ни мало строгое обоснование принципиальной возможности достичь абсолютной невидимости.

      Совсем недавно, в начале сентября 2008-го, появилась статья китайских ученых – «Анти-плащ». Как явствует из названия работы, китайцы предложили создать в дополнение к «плащу-невидимке» еще один плащ, который будет разрушать эффект невидимости в тех местах, где плащи соприкасаются. Это позволит человеку-невидимке избежать изоляции от внешнего мира.

      Особый интерес для нас представляет еще одна недавняя теоретическая работа. В июне 2008 года математик Грейм Милтон (США) обнаружил у суперлинз эффект маскирующей зоны. Согласно его исследованиям, объект не нужно помещать внутрь оболочки, которая является суперлинзой. Достаточно разместить его снаружи вблизи поверхности линзы. Расчеты ученого показали, что отраженный от такого объекта свет не достигнет наблюдателя и объект будет невидим.

      Такой рецепт невидимости больше похож на «шапку-невидимку», ведь отпадает необходимость целиком заворачивать объект в «левый» материал. Однако маскирующие зоны еще слабо изучены, в частности, неизвестно, можно ли будет спрятать объект значительно больший, чем сама линза.

      Невидимость открывается наноключом

      Сегодня исследователи уже не сомневаются в том, что невидимость возможна и для человека. Все большее количество ученых подключается к решению возникающих проблем.

      Уже найдены «левые» метаматериалы для видимого света. Их получение – сложная задача из области нанотехнологий. Например, один из таких материалов представляет собой систему серебряных нанонитей, выращенных в матрице из пористого оксида алюминия, другой – чередующиеся слои серебра и фторида магния с нанесенным узором из наноотверстий.

      Новые технологии позволяют заметно уменьшить поглощение электромагнитных волн и улучшить качество материала. Но производство их в количествах, достаточных для того, чтобы сделать невидимым человека, на сегодняшний день баснословно дорого. А сделать из них плащ, пожалуй, пока и вовсе невозможно: полученные «левые» наноматериалы непрактичны – слишком хрупкие, чтобы из них можно было изготовить предмет сложной формы (а ведь так или иначе такой материал должен окружать скрываемый предмет).

      Но технологии непрерывно совершенствуются – то, что мы умеем делать сегодня, еще десять лет назад казалось почти невозможным. Производство новых материалов становится более дешевым.

      В 2006 году сэр Пендри дал прогноз: невидимость в области микроволн (на частотах военных радаров) получить гораздо проще, чем для видимого света, и работающий образец можно реализовать приблизительно за 18 месяцев. Кто знает, возможно, исследователь оказался прав и «работающий образец» уже испытывают в военных лабораториях?

      Журнал "Планета", декабрь 2008.
    • Александр Грейам Белл
      Автор: Thorfinn
      Я уверен, что если бы Белл не испытывал
      материальных трудностей, он бы забросил все
      и занялся бы летательными аппаратами.
      Томас Ватсон
      В воскресенье, 25 июня 1876 года, члены жюри филадельфийской Выставки Столетия, обливаясь потом под церемониальными мантиями и цилиндрами, плелись по залам от одного экспоната к другому. Последним на этот день был запланирован осмотр аппарата молодого бостонского изобретателя Александра Белла под странным названием «телефон». Изобретатель оставил жюри у приемника, а сам направился в другой конец здания, где был установлен передатчик. Через несколько минут из раструба небольшого аппарата донесся бесплотный голос, с большим выражением декламирующий монолог Гамлета «Быть или не быть».

      Члены жюри были в восторге. После возвращения изобретателя они, забыв про жару, бегали через весь выставочный комплекс к передатчику и пели, декламировали стихи, разговаривали…

      Наверное, в восторге был бы и дед Александра Белла, тоже Александр. Старый ворчливый преподаватель риторики, философии и ораторского искусства не один вечер муштровал своего маленького внука, пока тот не продекламировал «Быть или не быть» так, чтобы это понравилось старику.

      Однако вскоре на смену триумфу пришел скандал. Многие утверждали и продолжают утверждать, что Белл выкрал идею телефона у других изобретателей. Чаще всего в роли «ограбленного» изобретателя выступает Элиша (Элайджа) Грэй, но называются и другие фамилии. Последним эту версию озвучил американский журналист Сет Шульман в вышедшей в январе 2008 года книге «The Telephone Gambit: Chasing Alexander Graham Bell’s Secret».

      Причина тянущегося уже более 130 лет спора в том, что Белл подал заявку на патент всего за два часа до Грэя. При этом Грэй считался «признанным» изобретателем, а Белл – новичком. Следовательно, идея была им похищена.

      На самом деле корни «телефонного» конфликта в свое время «выросли» из большого бизнеса, в котором были замешаны и Грэй, и Белл, и Томас Алва Эдисон, и компания «Вестерн Юнион». Последняя сейчас знаменита своими денежными переводами, а в далекие годы последней трети XIX века она «держала» информационный рынок США, будучи крупнейшей телеграфной компанией. В 1971 году «Вестерн Юнион» обещала солидное вознаграждение тому, кто сможет придумать способ передавать несколько телеграмм одновременно по одной паре проводов. С этого момента и началась история создания телефона.







      «Видимая речь»

      Решить головоломку, предложенную «Вестерн Юнион», взялся некто Александр Грехам Белл из Бостона. В ту пору молодой шотландский эмигрант был никому не известен. Гораздо более знаменитым был его отец – филолог Мелвилл Белл. Помимо изучения языка он всерьез занимался методикой исправления речи и разработал специальную методику, получившую название «видимая речь».

      Уехав в Канаду, а потом и в Бостон из-за проблем со здоровьем, Александр Белл в основном занимался «раскруткой» папиного изобретения – проводил семинары с учителями, сам преподавал глухим детям, выпускал брошюры… Однако по натуре будучи личностью изобретательной и непоседливой, он решил дополнить для наглядности систему «видимой речи» аппаратом, который бы преобразовывал звуки в видимые изображения. Этот не созданный еще аппарат Александр Белл и назвал «телефон». Ознакомившись с предложением «Вестерн Юнион», Белл счел, что решение обоих задач возможно примерно в одном и том же ключе, и с головой ушел в работу.

      Александр продолжал работать с глухими по системе видимой речи, изобретал телефон, занимался самообразованием, изучал особенности акустики и слуха в Массачусетском отоларингологическом госпитале, разрабатывал для «Вестерн Юнион» «музыкальный телеграф» и … ухаживал за дочерью своего компаньона Гардинера Хаббарда – Мэйл. В общем, как и многие люди его возраста, Белл жалел лишь об одном – о том, что в сутках всего двадцать четыре часа.

      Мистер Хаббард, кстати, весьма прохладно воспринимал знаки внимания, которые молодой изобретатель оказывал его дочери, рассуждая, что дело – прежде всего. И самым перспективным делом из начатых Беллом он считал «музыкальный телеграф» для «Вестерн Юнион».

      Ноты и телеграф

      Над проблемой одновременной передачи нескольких телеграмм по одному проводу Александр Белл начал работать, используя свои знания в области акустики. Он задумал установить на передающем пункте несколько камертонов, каждый из которых создавал бы в общей линии ток, пульсирующий со строго определенной частотой. На приемном пункте эти пульсации должны были восприниматься такими же камертонами, настроенными на соответствующую частоту. Так Белл собирался передавать одновременно семь телеграмм – по количеству нот.

      Кстати, «музыкальный телеграф» не только дал толчок к изобретению телефона, но был первой реализацией принципа частотного уплотнения сигналов, широко используемого сегодня в радиотехнике и связи.

      В работе над «музыкальным телеграфом» Беллу помогал юный житель Бостона Томас Ватсон. Вспоминая о первом знакомстве с Беллом, он впоследствии писал: «Однажды, когда я работал, высокий, стройный подвижный человек с бледным лицом, черными бакенбардами и высоким покатым лбом стремительно подошел к моему верстаку, держа в руках какую-то часть аппарата, которая была сделана не так, как ему хотелось. Это был первый образованный человек, с которым я близко познакомился, и многое в нем приводило меня в восторг». Именно благодаря Томасу Ватсону был сделан следующий маленький шажок, который подтолкнул Белла от «музыкального телеграфа» к телефону.
      Историческая справка

      В придуманной Мелвиллом Беллом системе звуки обозначались письменными символами. Люди, знакомые с этой системой, могли свободно и правильно произносить слова на любом иностранном языке, если они были написаны в этой фонетической транскрипции. «Видимая речь» широко использовалась для коррекции речи и преподавания глухим и глухонемым детям.

      Систему Мелвилла Белла использовал и Бернард Шоу в «Пигмалионе», чтобы сделать из Элизы Дулитл настоящую леди.
      Благодаря случайности Белл понял, что камертон можно заменить мембраной. Еще для действия телефона необходим непрерывный электрический ток, сила которого колебалась бы в соответствии с колебаниями звуковых волн в воздухе.

      В тот же июньский вечер 1875 года Белл дал Ватсону указание изготовить первый электрический говорящий телефон с мембраной из барабанной кожи.

      Именно этот телефон и был запатентован Александром Беллом. Но не в июне 1875, а в марте 1876 года. Если быть более точным – то 7 марта 1876 года. Почему изобретатель медлил с регистрацией своего детища почти целый год?

      Противники Белла – и в их числе Сет Шульман – считают, что за это время шотландец похитил несколько идей у Элиши Грэя, доработал свой аппарат и только потом отважился его запатентовать.

      Сторонники Белла утверждают, что причина кроется в финансовом вопросе. Как и многие изобретатели-одиночки, Белл отчаянно нуждался в деньгах. Однако гордость не позволяла ему просить денег у живущего в Канаде отца. Что же касается мистера Хаббарда, то он был раздосадован тем, что Белл забросил идею «музыкального телеграфа» ради игрушки – телефона, и Александр постеснялся просить финансовой поддержки у компаньона и будущего тестя.

      Вместо этого он обратился к некоему канадскому дельцу Джону Брауну со следующим предложением – Джон Браун платит Беллу 25 долларов в месяц на протяжении полугода, а Александр Белл обязуется передать Брауну права на патентование и использование телефона в Англии. Тем не менее, Браун не считал телефон серьезным изобретением и не спешил воспользоваться купленным за 3000 долларов (по современному счету) правом. Белл же, со своей стороны, скрупулезно выполнял условия соглашения и ждал решения Брауна, держа под рукой оформленную заявку.

      В конце концов не выдержал мистер Хаббард. Без ведома будущего зятя он отнес его заявку в патентное бюро. Через два часа заявку на телефон в патентное бюро подал Элиша Грэй.

      Именно этот факт обожают использовать противники Александра Белла. Однако в патентном законодательстве США тех времен была маленькая особенность.

      Александр Белл, не будучи гражданином США, мог подать заявку в патентное бюро на уже сделанное изобретение или открытие. Что и осуществил от его имени Гардинер Хаббард.

      Гражданин же США Элиша Грэй мог подать заявку о намерении сделать изобретение, описав основные принципы работы будущего аппарата. Как, собственно, и поступил.

      То есть Грэй декларировал только то, что в ближайшем будущем он собирается изобрести телефон – так сказать, столбил себе место. В заявке были действительно изложены принципы работы будущего телефона Грэя, весьма похожие на механику аппарата Белла. Но Александр Белл уже более полугода имел работающий аппарат. А Грэй – только общие задумки. В связи с этим вопрос о «похищении идеи» уже кажется несколько надуманным.

      Кстати, 25 июня во время демонстрации телефона на Выставке Столетия в Филадельфии Элиша Грэй входил в состав жюри. Вместе с остальными он искренне аплодировал успеху шотландского изобретателя. И ни тогда, ни в первые послевыставочные годы не выдвигал Беллу каких-либо претензий.

      Самый дорогой патент

      Несмотря на произведенный на выставке триумф, первый телефон казался, как и предвидел Гардинер Хаббард, скорее игрушкой. Звучание его было слабым, голос абонента постоянно забивался помехами, устойчивая связь была возможна не более чем на 250 м. Поэтому сразу после выставки Белл берется за усовершенствование телефона. Уже через год были запатентованы несколько усовершенствований и произошел первый междугородний телефонный разговор. Находясь в Портленде, Белл разговаривал с оставшимся в Бостоне Ватсоном. Присутствующие около обоих собеседников журналисты тщательно записывали разговор. Последующая сверка записей показала – ни о какой фальсификации не могло быть и речи!

      Доведенный до ума телефон был предложен «Вестерн Юнион». Нуждавшийся в деньгах Александр Белл был готов продать патент за 100 тыс. долларов (около 2 млн. современных «зеленых»). Однако директорат «Вестерн Юнион» не заинтересовался изобретением, считая телеграф оптимальным средством связи. 

      Хаббард и Белл решили не продавать патент и самостоятельно заняться завоеванием рынка средств связи. С этой целью в августе 1877 года была создана компания «Общество телефонов Белла». Стартовый капитал заработали на рекламе. Появление собственной компании совпало с другим важным событием в жизни Белла – он наконец-то женился на дочери Гардинера Хаббарда. Свадебное путешествие по Европе было совмещено с рекламным туром.
      Интересный факт

      В ходе рекламной кампании в Европе «Общество телефонов Белла» прибегло к услугам журналистки Кейт Филд. Кейт использовала новый рекламный трюк – «телефонные вечеринки». На них приглашенные гости слушали музыку, декламацию стихов или пение через телефон. Самым именитым посетителем телефонных вечеринок стала королева Англии Виктория.
      Удачно проведенная рекламная кампания способствовала расширению продаж телефонных аппаратов. К 1879 году цена акций Белла возросла до 995 долларов, и Александр стал весьма состоятельным человеком. В этом же году Нью-йоркская биржа заинтересовалась телефонами в качестве средства связи. Ведь, в отличие от телеграфа, для обмена информацией по телефону не нужно было пользоваться услугами знающего азбуку Морзе телеграфиста. Скорость передачи информации и ее конфиденциальность существенно возрастали.

      Вот тут-то руководство «Вестерн Юнион» и осознало свой просчет. Он по сей день считается величайшей маркетинговой ошибкой в истории. В стремлении догнать уходящий поезд, «Вестерн Юнион» организовала компанию «Америкен Спикинг Телефон Компани», которая тоже занялась производством телефонов.

      Президент компании Ортон заявил, что «Если электрический телефон изобрел какой-то учитель для глухих, то такие специалисты, как Эдисон и Грэй, сделают это еще лучше». Именно с подачи «Вестерн Юнион» начала звучать версия о похищении Беллом «секрета» телефона у Элиши Грэя. Ведь и «Вестерн Юнион», и дочерняя «Америкен Спикинг» занимались тем, что сейчас называется нарушением патентных прав Белла, или попросту пиратством. Им было жизненно необходимо дискредитировать Белла и, в идеале, отобрать у него патент. Уже в 1878 году начались судебные разбирательства. На самом крупном из них претендентами на изобретение электрического телефона выступали Мак Доноуг, Эдисон, Берлинер, Ричмонд, Грэй, Дольбир, Ходькомб, Чиннок, Рандаль, Блек, Ирвин, Фельпс и Фелькер – всего у Белла было тринадцать противников. Обвинение состояло из 11 пунктов. Руководство «Вестерн Юнион» в предвкушении победы потирало руки. Однако в 1879 году суд закончился с весьма неожиданным для телеграфных королей результатом. По восьми пунктам первенство в изобретении телефона было признано за Александром Беллом, по двум – за Эдисоном и только по одному – за Мак Доноугом. Вручение Беллу премии имени Вольты и позиция английского патентного бюро окончательно выбили почву из-под ног «Вестерн Юнион». В конце 1879 года между всесильными телеграфистами и компанией Белла было заключено соглашение. Телефонные компании объединялись. «Вестерн Юнион» отказывалась от дальнейшего участия в телефонном бизнесе и за 20% прибыли предоставляла «Белл компани» провода, электрические схемы и оборудование.
      Интересный факт

      В дальнейшем звезда «Вестерн Юнион» закатилась. Неудачное вложение капитала в строительство железных дорог и кризис 1907 года нанесли по компании серьезные удары. Компания несколько раз меняла поле своей деятельности. Сегодня «Вестерн Юнион» знаменита быстрыми и удобными денежными переводами и другими финансовыми услугами в большинстве стран мира.
      Огромные доходы, которые сулил телекоммуникационный бизнес, не давали покоя не только «Вестерн Юнион». Чуть позже, в годы правления президента Кливленда, был создан настоящий заговор, целью которого было отнять у Белла патентное право и передать его частной корпорации. Участниками заговора были генеральный прокурор Соединенных Штатов, несколько сенаторов, ряд бывших конгрессменов и бывший губернатор штата Теннесси, которые стремились заручиться поддержкой официальных властей. В частной корпорации, которая пока что существовала только на бумаге, генеральному прокурору США принадлежали акции на 1,5 млн. долларов, что, впрочем, он держал в тайне. Эта пиратская попытка ограбить Белла вполне соответствовала нравам, царившим в бизнесе в те дни, и необычным в ней было лишь одно – она провалилась.

      Скорее всего, именно в результате этих судебных разбирательств и начали ходить по миру слухи о «краже» Беллом идеи телефона. Слухи настолько упорные, что сейчас даже в официальных современных изданиях указывается, что «вопрос о том, кто же на самом деле является изобретателем телефона в современном смысле этого слова, остается открытым».
      Интересный факт

      В то время действительно ничто не предвещало «закат» телеграфа. Города и континенты сплетались в единое целое телеграфными проводами. Томас Эдисон в Америке и Якоби в России постоянно работали над усовершенствованием телеграфного аппарата. Телеграф сообщал новости, погоду, биржевые сводки, заменяя и телефон, и радио, и телевидение.

      Победное шествие телефона

      Сам Белл, в отличие от маркетологов «Вестерн Юнион» и, чего уж греха таить, своих компаньонов, поначалу не веривших в коммерческое будущее телефона, проявил блестящий дар предвидения. Еще в 1878 году он вынашивал планы создания телефонных сетей и центральных коммутаторов в больших городах. Он настаивал на том, что в целях рекламы нужно бесплатно установить телефонные аппараты в центральных магазинах города. Это было бы удобно для абонентов и заставило бы другие предприятия устанавливать телефоны у себя.

      Телефон образца 1877 года не оставался неизменным. Работа над его усовершенствованием велась практически непрерывно. К 1900 году было выдано более 3000 патентов на изобретения, связанные с телефоном. Только в Соединенных Штатах всего через двадцать четыре года после Выставки Столетия был установлен 1 580 101 телефонный аппарат. Капитал всех телефонных компаний оценивался в 5 млн. 760 тыс. долларов – и это в ценах начала ХХ века!

      В процессе развития телефонной связи отметились и русские изобретатели. В 1878 году инженер Махальский сконструировал микрофон, принципиально отличающийся от того, который использовался в конструкции Белла. А в 1894 году С. М. Апостоловым была создана первая автоматическая телефонная станция на 10 тыс. номеров. Двумя годами позже С. И. Бердичевский изобрел АТС шаговой системы на 1000 номеров.

      Количество телефонов в мире постоянно увеличивалось и к концу Первой мировой войны измерялось десятками миллионов.
      С развитием телефонной связи появилась и первая чисто женская профессия – телефонистки. На эту работу набирали девушек с приятным голосом. На протяжении 12 часов – именно столько первоначально составлял рабочий день телефонистки – они должны были сидеть на высоких деревянных стульях с прямой спинкой и отвечать на звонки. Ведь при снятии трубки любого телефона звонок шел на центральный коммутатор. Телефонистка выслушивала номер или название учреждения и соединяла абонента с соответствующим собеседником. За спинами девушек постоянно прохаживалась старшая смены, наблюдая, чтобы ее подчиненные не разговаривали, не отвлекались и не пропускали вызовы. За подобные нарушения работницу мгновенно увольняли.
      Мечты сбываются

      А что же сам Александр Белл? Последующие события показали, что этот человек был и остался скорее энтузиастом и романтиком от науки, чем дельцом. Уже после изобретения телефона Белл за свою научную деятельность был награжден орденом Почетного Легиона во Франции и получил почетную степень доктора медицины в Гейдельбергском университете (Германия). Свалившееся на его голову богатство было огромно, но его компаньоны – Хаббард, Сэндерс и Рейнолдс – заработали на телефоне больше, чем его непосредственный изобретатель. Однако Белл не особо беспокоился на этот счет. Богатство позволило ему (как и Эдисону) заниматься научными исследованиями в свое удовольствие, не думая о деньгах. Работы Белла в конце XIX – начале ХХ века показывают, насколько широкий круг вопросов интересовал этого незаурядного человека. Белл конструирует воздушных змеев и разводит овец, интересуется вопросами подводного плавания и полетами воздушных аппаратов тяжелее воздуха.

      Наконец-то сбывается его мечта. Шестидесятидвухлетний Александр Белл строит свой собственный самолет. Его «Серебряная стрела» взмывает в воздух. Несколько миль полета. Минуты, когда под тобою пролетает земля… Отныне и до конца жизни Александр Белл «заболевает» полетами. Новый самолет-амфибия, возникающий на чертежах, должен стать самым быстрым в мире. В 1922 году Белл патентует свое изобретение, надеясь пересечь на нем Атлантику. Ему уже 75, но Александр по-прежнему рвется в небо.

      Полет не состоялся.

      Дождливым утром 4 августа 1922 года в США и Канаде на минуту были выключены 13 млн. телефонных аппаратов. Северная Америка прощалась с Александром Грехамом Беллом и отдавала последнюю дань уважения изобретателю.
      Историческая справка

      Кроме телефона Белл за свою жизнь сделал еще несколько изобретений:

      1878 год – фотофон для передачи музыкальных тонов и звуков человеческой речи был продемонстрирован Александром Беллом и Сумнером Таинтером в Лондоне.

      1880 год – индукционные весы, изобретенные Беллом, использовались для того, чтобы обнаружить пулю в теле президента Гарфильда. Для этой же цели изобретателем был построен телефонический зонд.

      1886 год – Александр Белл чуть не изобрел фонограф раньше Томаса Эдисона. В его очередном аппарате колеблющаяся вместе с мембраной игла оставила след на барабане. Белл не обратил на это внимания и не прослушал получившуюся запись!

      1887 год – Александр Белл усовершенствовал фонограф Эдисона.

      1909 год – Белл сконструировал и построил аэроплан «Серебряная стрела».

      1922 год – Белл получил патент на самый скоростной по тем временам гидросамолет.
      Исторический факт

      Как-то, работая над передающим устройством прототипа «музыкального телеграфа», Ватсон слишком туго зажал пластину одного из камертонов. Своим верхним краем она зацепилась за корпус аппарата и никак не хотела сдвигаться с места. Бормоча себе под нос проклятия, Томас пытался высвободить упрямую пластину. Однако Александр Белл, находившийся у аппарата-приемника, услышал своим чутким музыкальным слухом еле слышный шум. Через несколько секунд шотландец ворвался в комнату с передатчиком, крича: «Ватсон! Что вы сделали, Ватсон? Ничего не меняйте!»
      Первый разговор

      Томаса Ватсона можно считать не только соавтором Белла. Этот человек стал первым участником телефонного разговора и первым спасателем, вызванным по телефону. При очередном испытании телефона произошел курьезный случай. Александр Белл опрокинул на себя сосуд с кислотой и, видя, как она разъедает его брюки, завопил в переговорный рожок: «Ватсон, идите скорее сюда, вы мне нужны!»
      Предшественники Белла

      Между тем, телефония как принцип передачи информации голосом на большие расстояния была известна еще до новой эры. Тысячу лет назад китаец по имени Кунг-фу-винг изобрел специальные трубы, позволявшие разговаривать на большом расстоянии.

      У персидского царя Кира (VI век до н.э.) для этой цели состояло на службе 30 000 человек, именуемых «царскими ушами». Располагаясь на вершинах холмов и сторожевых башен в пределах слышимости друг друга, они передавали сообщения, предназначенные царю, и его приказания. Греческий историк Диодор Сицилийский (I век до н.э.) свидетельствует, что за день известия по такому телефону покрывали расстояние тридцатидневного перехода.

      Юлий Цезарь упоминает, что и галлы имели подобную систему связи. Указывает даже скорость передачи сообщения – 100 км/ч.

      В 1799 году в Париже один чудак объявил всем, что он придумал коробку, которая может передавать разговор на полтысячи шагов. Ему никто не поверил, и бедолагу отправили в соответствующую больницу. Потом, правда, аппарат испытали. Оказалось, что кроме шума он не передает ни одного выразительного звука. Это досадное устройство называлось «телелогом».

      Андрей Медведев. Журнал "Планета", январь 2009.