Kitobni o'qish: «Алхимия и жизнь. Как люди и материалы меняли друг друга»

В книге упоминаются социальные сети Instagram и/или Facebook, принадлежащие компании Meta Platforms Inc., деятельность которой по реализации соответствующих продуктов на территории Российской Федерации запрещена.

Переводчик Дарья Алюкова

Научный редактор Дмитрий Мамонтов

Редактор Роза Пискотина

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта А. Шувалова

Ассистент редакции М. Короченская

Корректоры Т. Подгорная, Е. Рудницкая

Компьютерная верстка А. Ларионов

Арт-директор Ю. Буга

Художник А. Бондаренко

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

© Ainissa Ramirez, 2020

The rights to the Russian-language edition obtained through Alexander Korzhenevski Agency (Moscow)

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2023

* * *

Посвящается маме и бабушке

 
Все, к чему прикасаешься,
Ты меняешь.
Все, что ты меняешь,
Меняет тебя…
 

Октавия Батлер

Введение

Я мечтала о науке с четырех лет, что отличало меня от других маленьких девочек в наших краях, в Нью-Джерси. Я была любопытной малолеткой, желающей знать, почему небо голубое, почему листва меняет цвет и почему у снежинок шесть граней. В конце концов, из-за этого неуемного любопытства, насмотревшись телесериалов 70–80-х гг., я решила заняться наукой. В то время я любила телепрограммы вроде «Звездного пути» со Споком, «Бионической женщины» или «Человека на шесть миллионов долларов», но укрепилась в своем стремлении к науке благодаря сериалу «3‒2–1 контакт». В одном из повторяющихся сюжетов девушка-афроамериканка решает задачи, и когда я увидела, как работает ее мозг, то узнала в ней себя.

В детстве наука была для меня источником удовольствия и восторга. Впрочем, спустя годы, когда я сидела в студенческих аудиториях и на глаза наворачивались слезы, мои мечты о работе в науке почти сошли на нет. Лекции по естественным наукам не приносили ни удовольствия, ни восторга – напротив. В самом деле, знания преподносились формально, и учебный процесс был рассчитан на отсев студентов. Курс химии был похож на кулинарную книгу со строго прописанными рецептами; на занятиях по машиностроению мы изучали паровой двигатель; математические задания совершенно не вдохновляли. Я знала, что эти предметы интереснее, чем в учебной программе, и с трудом продиралась сквозь них с помощью наставников, преподавателей и долгих часов сидения в библиотеке. К счастью, я обнаружила одну дисциплину, которая вернула мне восторг, – материаловедение, малоизученную область, которая научила меня тому, что все в нашем мире – результат работы атомов.

Материаловедение немного напоминает мне родной штат Нью-Джерси тем, что оно тоже вклинивается между двумя более известными собратьями. В случае Нью-Джерси это города – Нью-Йорк и Филадельфия. А в случае материаловедения это физика и химия, и, подобно Нью-Джерси, оно так и не смогло заявить о себе и собственной ценности. Не будь «Города братской любви», или «Большого яблока», Нью-Джерси стал бы прекрасным, уважаемым штатом. Все было бы отлично, располагайся он западнее, например рядом с Айовой. Ведь у Нью-Джерси есть особая история, особая культура и уж точно – особый характер. Но «штат садов» затмевают его могучие соседи. Та же история и с материаловедением.

Я полюбила материаловедение независимо от пристрастия к недооцененным штатам и научным дисциплинам, отчасти благодаря поразившим меня словам преподавателя в Университете Брауна. «Причины, почему мы не проваливаемся сквозь землю, почему мой свитер голубого цвета, почему светят лампочки, лежат во взаимодействии атомов, – сказал профессор Ламберт Бен Френд, – и если сможешь разобраться в том, как оно происходит, сможешь и влиять на атомы так, чтобы они создавали нечто новое». Когда он это сказал, все вокруг меня преобразилось. Я разглядывала карандаш, способный писать благодаря атомам углерода, которые наслаиваются друг на друга. Я смотрела на очки, которые помогали моим никудышным глазам видеть, поскольку стекло преломляло свет и фокусировало его на моей сетчатке. Я опускала взгляд к резиновой подошве обуви, которая удобно пружинила под моими ногами благодаря свернутым в спирали и клубки молекулам. Все это делали атомы. Слова этого человека придали смысл всему окружающему миру. Мой восторг вернулся, но путь к нему занял значительную часть студенческих лет. Если бы из-за тех сложных вводных естественно-научных курсов я «отсеялась», то запросто могла упустить эту возможность. Закончив университет, я поклялась себе сделать все, что в моих силах, чтобы изучение естественных наук никому больше не приносило таких мучений. Эта книга – моя попытка исполнить мое давнее обещание.

Двумя десятилетиями позже, спустя долгие годы моей работы в науке, вдруг мне пришла в голову идея написать эту книгу. В те времена, будучи уже взрослой, я по-прежнему любила ощущать восторг, но предпочитала ту его разновидность, в которой сочетаются познание и азарт. Выдувание стекла подходило по этим параметрам, так что я записалась на несколько уроков.

На занятиях по стеклодувному делу меня переполняло изумление – например, когда я наблюдала, как, сделав несколько быстрых движений, мой учитель Рэй превращает прозрачный комок в галопирующую лошадь. В то же время я трепетала от страха: например, когда Рэй предупредил меня, что горячие капли стекла на полу способны прожечь дыру в подошве. Работая со стеклом, я прониклась к этому материалу более глубокими чувствами, чем во время изучения теории. Но вскоре мне пришлось столкнуться с неожиданностью.

Однажды в среду я пришла на вечернее занятие по выдуванию стекла в глубоком огорчении из-за проблем на работе. Обычно я относилась к расплавленному стеклу с должным почтением. На каждом уроке я окунала трубку в емкость, зачерпывала немного, выдувала небольшой пузырь размером с мячик для гольфа, а затем придавала ему форму вазочки. Но в тот раз я пренебрегла мерами предосторожности.

В тот зимний вечер я напрягла все свои силы и захватила трубкой в три раза больше стекла, чем обычно, капая при этом на пол. Мне было море по колено. Я выдула пузырь длиной в два бейсбольных мяча и принялась греть его, и формовать, и греть, и поворачивать, и греть, и формовать. Когда хандра меня стала отпускать, я заметила, что изделие получилось лучше, чем когда-либо. Приближаясь к финальным этапам, я держала трубку со своей вазой в печи и заговорила с одногруппником. Я отвлеклась от своего стеклянного изделия – а это строго запрещено.

За болтовней я не заметила, что передержала вазу в печи и она раскалилась до оранжевого цвета, изогнувшись на конце трубки. Моей гордости как не бывало. Я повернула стекло на 180 градусов. Но ваза в ответ изогнулась с той стороны, которая теперь была снизу. Я повернула снова. Она изогнулась. Я повернула снова. Она изогнулась. Я повернула снова. Она изогнулась снова. Капельки пота выступили у меня на верхней губе.

Я надеялась, что зимний воздух, сквозивший из окна, выручит меня, охладив вазу и ускорив процесс затвердения. Но из-за печей в студии была тропическая жара. Я оказалась в затруднительном положении, и стекло будто чувствовало это.

Наконец ваза решила взять дело в свои руки. Когда я снова повернула трубку, ваза спрыгнула на пол. Я проверила, нет ли у меня на коже частиц стекла, – все было в порядке. Но у вазы, трепыхавшейся на захламленном полу, дела обстояли хуже.

Своим криком я привлекла учителя, Рэя, и тот примчался в асбестовых перчатках. Он поднял вазу, присоединил ее обратно к моей трубке, поместил в печь, а потом принес к моему рабочему месту. Вращая трубку из стороны в сторону, Рэй приоткрыл запечатавшийся вход в вазу и влажным деревянным бруском вернул округлость сплющенной стороне. Изделие было спасено, но приняло новую форму.

Пока я и стекло остывали, у меня было время поразмыслить над произошедшим, и в голову пришла идея. Я формовала стекло, а стекло формировало меня. Я придала ему форму даже тем, что уронила его, а изготовление стеклянной вазы в тот вечер посередине недели не только отвлекало меня от неприятного дня, но и ковало во мне более глубокое понимание стекла и уважение к нему, да и к материалам в целом. Возможно, это были скорее философские рассуждения, но случившееся навело меня на мысль написать эту книгу. Идея, что материалы и люди формируют друг друга, вдохновила меня исследовать, как влияли на нас материалы на протяжении всей истории.

«Алхимия и жизнь» показывает, как материалы менялись по воле изобретателей, но также и то, как эти материалы меняли культуру. Названием каждой главы служит глагол, чтобы продемонстрировать, как менялось значение этого слова. В частности, эта книга показывает, как кварцевые часы, стальные рельсы, медные кабели связи, фотопленки с серебром, лампа накаливания с углеродной нитью, жесткие магнитные диски, стеклянная лабораторная посуда и кремниевые чипы радикально меняли то, как мы взаимодействуем, как осуществляем связь, передаем информацию, фиксируем изображения, видим, делимся впечатлениями, делаем открытия и думаем. «Алхимия и жизнь» заполняет бреши, которые оставляет большинство книг о технологиях, и рассказывает истории малоизвестных изобретателей либо предлагает новый взгляд на известные. Я намеренно рассматриваю именно лакуны, именно замалчивания в истории, потому что они тоже ярко характеризуют нашу культуру. Я привлекаю внимание к «другим», чтобы больше людей увидело в них свое отражение. Я использую повествовательный жанр в надежде передать как можно большему количеству людей свой восторг и удовольствие от науки.

Я бы хотела, чтобы у читателей возникло чувство признательности технологиям, но не успокоенности. Чтобы стать лучшей версией себя, нам нужно критически осмысливать окружающие нас инструменты. Цель этой книги – воспитание такого мировоззрения. На этих страницах вы почерпнете множество тем для обсуждения на вечеринках, но будут и поводы для размышлений.

В целом «Алхимия и жизнь» направлена на создание нового уровня единения с миром, с историей, с другими людьми. Спору нет – поиски связи между наукой и культурой могут показаться странной идеей, но социолог-эрудит XX в. по имени Мадонна пела именно об этом: мы живем в материальном мире. Она была абсолютно права. Все вокруг нас состоит из чего-то. Но мы не просто живем в мире, состоящем из материалов, – мы находимся в физическом взаимодействии с ними. Мы придаем им форму, а они, в свою очередь, формируют нас. Такой урок преподала мне в тот зимний вечер среды моя испорченная ваза. Давайте извлечем пользу из этого жертвоприношения и посмотрим, как все это происходит.

Айнисса Рамирес, доктор наук

г. Нью-Хейвен, штат Коннектикут

1
Взаимодействовать

Как более точные часы, ставшие возможными благодаря металлическим пружинкам и вибрирующим камням, помогли нам следить за временем, но при этом заставили упустить из виду нечто важное.

Рут и Арнольд

Как по часам, прозвучал узнаваемый стук в дверь. В этот осенний понедельник 1908 г., как и во всякий другой¹, на пороге мастерской лондонского часовщика стояла женщина по имени Рут Бельвиль. За корсажем темного платья из плотной ткани угадывалась стройная талия. Доходивший до щиколоток подол отбрасывал широкую тень, пряча ее обувь. Волосы были аккуратно забраны под шляпку, а на руке висела скромная сумочка, хоть и больше обычного. Рут знала цену времени и ждала при входе в нетерпении. Когда дверь наконец отворилась, хозяин поприветствовал гостью, являвшуюся к нему каждую неделю: «Доброе утро, мисс Бельвиль. Как сегодня дела у Арнольда?» Она ответила: «Доброе утро! Арнольд спешит на четыре секунды²». Затем опустила руку в сумку, достала карманные часы и передала их часовщику. Тот сверил по ним время на главных часах в мастерской и вернул женщине. Она ушла. Сделка состоялась. Рут Бельвиль занималась необычным бизнесом: продавала время на своих часах по имени Арнольд.

В начале ХХ в. мир желал знать точное время. Когда-то ход времени показывали солнечные и водяные часы, потом песочные, – одни движением тени, другие снижением уровня жидкости или пересыпанием песка. Но точное знание часов и минут требовало астрономических наблюдений и вычислений. Такую информацию можно было получить в обсерваториях – например, в Королевской обсерватории в Гринвиче (Англия). Чтобы узнать точное время суток, требовалось отправиться в Гринвич и посетить этот оплот астрономии.

Многие предприятия нуждались в точном времени. Как и следовало ожидать, среди них были железнодорожные станции, банки, газеты. Но не только. Тавернам, барам и пабам оно тоже было необходимо, ведь в 1870 г. в Англии приняли строгие законы, запрещавшие продажу алкоголя после определенного часа. Тот, кто не соблюдал это правило, рисковал потерей лицензии и источника дохода³. Всем этим заведениям требовалось точное время из обсерватории, однако путешествие туда в несколько миль было для них непозволительной роскошью.

Рут Бельвиль (1854–1943) доставляла время своим клиентам. Раз в неделю она проделывала трехчасовой путь от своего коттеджа в Мейденхеде, что в тридцати милях к западу от Лондона, до Королевской обсерватории в Гринвиче. Подойдя к воротам⁴ в девять утра, она звонила в дверь, и привратник официально приглашал ее войти. К ней подходил служитель, и она передавала ему свои часы – «Арнольда». Пока она ждала за чашкой чая и болтала с привратником, ее часы сверяли с главными часами обсерватории. Затем служитель возвращал ей «Арнольда» вместе с сертификатом, указывающим разницу между его показаниями и данными обсерватории. Со своим верным хронометром и официальным документом в руках Рут спускалась с холма к Темзе, шла к пристани, садилась на паром и отправлялась к лондонским клиентам.

Рут Бельвиль доставляла людям время в ту пору, когда в обществе все больше набирала силу привычка жить по часам. До появления часов жизнь была иной, и эту эволюцию можно сравнить с тем, как меняется наше восприятие с возрастом. У младенцев свое время – время еды, время сна, время игр. Но когда мы становимся старше, жизнь перестает зависеть от этих биологических ориентиров, и мы привыкаем подчиняться расписанию школьных уроков и перемен. Общество претерпело аналогичную метаморфозу, переключившись с природных знаков на стрелки часов. Издревле время отслеживали по солнцу – восход, зенит, закат. Именно этими ориентирами руководствовались люди, назначая свидания в дочасовую эпоху. Часы дали нам возможность встречаться и взаимодействовать друг с другом в любое время, но повлекли за собой и то, что Олдос Хаксли назвал «пороком скорости»⁵. До появления часов мы могли долго ждать чьего-то прихода. А в наши дни в США мы едва ли прождем кого-то дольше двадцати минут после назначенного времени⁶. Точное время изменило общество и затронуло все стороны жизни. Одно из таких изменений не дает нам спать по ночам. Жизнь по часам изменила наш сон.

Сон в давние времена

Наши предки спали по-другому. Они не спали дольше. Они не спали лучше. То, как именно они это делали, нам, современным людям, сложно даже определить. До промышленной революции наши предки спали в два приема за ночь⁷. Если бы мы могли заглянуть в прошлое, то увидели бы, что они отправлялись ко сну около девяти-десяти часов вечера и спали три с половиной часа⁸. Затем они спокойно вставали после полуночи и бодрствовали около часа. А когда снова уставали, возвращались в кровать и засыпали еще на три с половиной часа. Эти две порции назывались «первый сон» и «второй сон», и именно так выглядел привычный ночной отдых.

В отличие от современного отношения ко сну, наши предки не тревожились по поводу того, что просыпаются посреди ночи, и не беспокоились, что это нездорово. По сути, они воспринимали это иначе – они наслаждались таким бодрствованием. Они использовали этот перерыв, чтобы писать, читать, шить, молиться, ходить в туалет, есть, убираться или сплетничать с соседями⁹ (которые, скорее всего, тоже не спали в предрассветные часы). Как только вся эта компания полуночников чувствовала сонливость, антракт заканчивался, и они отправлялись по кроватям ко второму акту.

Хотя сегодня нас удивляет такой интервальный, или сегментированный, сон, он существовал с давних пор – ему по крайней мере две тысячи лет. Поскольку мало кто помнит эту традицию, лучшие ее доказательства обнаруживаются в старых книгах. Античные тексты¹⁰ вроде «Одиссеи» Гомера (написанной около 750 г. до н. э.) и «Энеиды» Вергилия (19 г. до н. э.) упоминают «первый сон». Упоминается он и во многих классических произведениях¹¹: «Дон Кихот» (1605), «Последний из могикан» (1826), «Джейн Эйр» (1847), «Война и мир» (1865), «Посмертные записки Пиквикского клуба» (1836). Более чем в тысяче газет XIX в. тоже встречаются сотни примеров¹² такого рода.

В западной культуре дробный сон был частью повседневной жизни. Но к началу XX в. он исчез. Промышленная революция поменяла характер нашего сна двумя ударами: первый, прямой и ощутимый, был нанесен изобретением искусственного освещения¹³; второй, менее очевидный, связан с культурой, а именно со стремлением к пунктуальности, появившимся вместе с часами. Искусственные источники света раздвинули темноту и удлинили день. Но, помимо этого, мы стали одержимы временем, идеей все делать вовремя и стремлением не терять времени. Собственно, было только вопросом времени, когда же эта одержимость скажется на нашем сне.

Когда в XVII в. в Северную Америку прибыли пуритане, они привезли с собой много всего – в том числе ощущение времени и веру в то, что его нужно использовать с умом. Позднее эти религиозные ценности перевоплотились под влиянием капитализма в присказку Бенджамина Франклина «время – деньги». С таким подходом наша культура становилась все более одержимой временем, а наши поступки и взаимодействия все больше диктовались им. Сердцем нашей культуры стала фабрика, а ее пульс определяли часы¹⁴. Куранты подавали рабочим сигнал: когда начинать, когда заканчивать смену или даже когда ускорить темп. Этот пульс ощущался, впрочем, не только в пределах фабричных стен. Семейная жизнь тоже стала строиться вокруг фабрики. Все события в доме приспосабливались к этому пульсу – утренний подъем, приемы пищи, возвращение домой, отход ко сну и так далее.

Людям, рожденным и выросшим в наше время, сложно представить себе эту бурную одержимость временем в XIX в. Торговля временем вразнос, которой занималась Рут Бельвиль, – продукт ее эпохи. Новоявленную манию можно проиллюстрировать появлением новых слов¹⁵. Например, в игре перерыв называется half-time (в футболе, с 1867 г.) или тайм-аут (time-out, с 1896 г.). Популярные книги в жанре научной фантастики, такие как «Машина времени» (The Time Machine, 1895) Герберта Уэллса, заразили нас интересом к путешествиям во времени. Государства сформировали всемирную сеть синхронизированных часов с опорой на среднее время по Гринвичу (Greenwich Mean Time, установлено в 1847 г.), создав поясное время (standard time, 1883 г.), так что у нас появились временные графики (timelines, 1876 г.), часовые пояса (time zones, 1885 г.) и временные метки (time stamps, 1888 г.). Люди осознали свою смертность и описывали вещи через отпущенное им время (time span, 1897 г.) или временные ограничения (time limit, 1880 г.). Когда что-то становилось старомодным, мы отмечали, что оно отстает от времени (behind the times, 1831 г.). Когда человека отправляли в тюрьму, про него говорили – отбывает срок (doing time, 1865 г.). В целом мы жили в обществе, которое дорожило временем (timewise, 1898 г.), придерживалось временных графиков (timetable, 1838 г.) и стремилось показать лучшее время (make good time, 1838 г.). Мы в целом стали внимательнее следить за временем. Это затронуло все стороны нашей жизни, в том числе и сон.

Когда Рут Бельвиль занялась своей необычной торговлей, ее покупатели, которые спали не так, как мы спим сейчас, все активнее желали знать точное время. По роду деятельности Рут прозвали «леди Гринвичского времени», ведь она снабжала точным временем тех, кому нужно было его знать. Рут имела возможность оказывать эти услуги благодаря хронометру «Арнольд», но она была не первой его владелицей. Ее мать, овдовев, занималась тем же самым до самой смерти, а начал этот необычный бизнес отец Рут. В общей сложности семья поставляла точное время почти 104 года.

В этой профессии семья Бельвилей оказалась случайно. Отец Рут, Джон Генри Бельвиль, будучи человеком любезным, безропотно соглашался брать на себя постоянно растущий объем работы в обсерватории в качестве метеоролога и астронома. Требовательных руководителей все больше раздражали перерывы в работе из-за того, что местные астрономы постоянно уточняли время для своих наблюдений. Они являлись в обсерваторию без предварительного уведомления и отвлекали сотрудников от научной деятельности; так созрел план обеспечивать временем тех, кто в нем нуждался. Усердный и вежливый Джон Бельвиль доставлял время почти двум сотням¹⁶ своих клиентов.

Джон Бельвиль умер 13 июля 1856 г., завещав часы третьей жене по имени Мария Элизабет¹⁷. Муж не оставил ей пенсии, так что вдова была вынуждена искать способ прокормить себя и двухлетнюю дочь Рут. Так что она до конца жизни продавала время ста клиентам. Затем часы «Арнольд» в 1892 г. унаследовала Рут, продолжив семейное дело в возрасте тридцати восьми лет.

Официально хронометр назывался John Arnold № 485¹⁸ в честь создавшего его в 1786 г. мастера. Это был высокоточный прибор, куда более надежный, чем обычные карманные часы. По легенде, «Арнольд» предназначался в подарок члену королевской семьи, а именно герцогу Суссекскому, сыну Георга III¹⁹. Однако герцог Суссекский счел, что прибор слишком велик, и, сравнив его с металлической грелкой для кровати²⁰, отверг подарок. По счастливой случайности герцог был связан с Королевской обсерваторией и направил «Арнольда» прямо в руки Джона Бельвиля, когда создавалась служба доставки времени. Изначально корпус «Арнольда» был золотым, но его заменили на серебряный, чтобы он не стал приманкой для воров. Впрочем, красота «Арнольда» была не внешней, а внутренней. За белым эмалевым циферблатом и золотыми стрелками «Арнольда» скрывалась слаженная работа разных материалов: латунных шестеренок, рубиновых опорных подшипников и стальной пружины. Этот хронометр, изготовленный в XVIII в., тикает пять раз в секунду – отличный результат даже по сегодняшним меркам.

Хронометр «Арнольд» – наследник древней традиции, ведь человечество стремилось определять время с начала эпохи Античности. Солнечные и водяные часы дают представление о течении времени. Но, чтобы разметить время, как линейку, требовалось выявить некую закономерность, поддающуюся счету. По преданию, наблюдая за люстрами Пизанского собора, Галилео обратил внимание на регулярность их колебаний. Подсчитывая удары своего пульса, он обнаружил, что люстры раскачиваются из стороны в сторону в стабильном, неизменном ритме – с собственной частотой. Именно такого простого наблюдения не хватало человечеству, чтобы придумать способ измерять время. Позднее в более компактных карманных часах, таких как «Арнольд», вместо маятника стали использовать баланс – колесо со спиралевидной пружинкой. Но делать маленькие часы вроде «Арнольда» было нелегко, ведь они могли отображать время точно только при условии, что пружины во всех часах имели строго одинаковые характеристики. Сборка часов была невероятно изнурительным делом. Одного английского часовщика XIX в. это настолько выводило из себя, что он предпринял решительные действия.