Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях

Е. Oesper Ralph, The Human Side of Scientists (University Publications, University of Cincinnati, Cincinnati, Ohio, 1975). Pais Abraham, Niels Bohr's Times (Oxford University Press, Oxford, 1991/ Hall Hellmann, Great Feuds in Science (Wiley, New York, 1998J.

Коты и догмы

Как и в театре, животные в бихевиористских экспериментах многое перенимают у своих дрессировщиков. Льюис Томас, ученый и эссеист, рассказывает о таком приводящем в замешательство эпизоде в одном из своих изящных очерков. Сначала он упоминает Умного Ганса, математически одаренную лошадь из Германии, которую ее хозяин, герр фон Остен, предъявлял публике, словно вундеркинда, в 1903 году. Животное выполняло расчеты в уме и отвечало на вопросы, ударяя копытом нужное число раз. Десятью годами ранее (или около того) о подобном феномене писали в Англии: лошадь по кличке Магомет умела сообщать время, когда ей показывали часы. Комиссия психологов, исследовав Умного Ганса, заключила, что лошадь-“математик” реагирует на малозаметные и, как согласились все, бессознательные движения хозяина, подсказывавшего понятливому животному, когда прекращать бить копытом.

А вот история Томаса о котах:

Мышление котов покрыто мраком. Это тайна за пределами человеческого понимания. Мы имеем дело с наименее человекоподобным из всех существ — и в то же время, с чем согласится любой владелец кота, с самым разумным. В 1979 году журнал Science опубликовал статью Б.Р. Мура и С. Стуттарда под заглавием “Доктор Гутри и Felis Domesticus (кошка домашняя. — Прим. перев.): заблуждения о котах”, блестящий рассказ об умении обмануть науку, свойственном этому виду. За 35 лет до этого Е.Р. Гутри и Дж. П. Хортон описали такой эксперимент: котов помещали в ящик-головоломку со стеклянной дверцей и учили выбираться наружу: достаточно было толкнуть тонкий вертикальный стержень, вмонтированный в переднюю часть ящика, — и дверца распахивалась. Исследователей удивило не то, что коты разгадывают головоломку, а то, что они прежде исполняют сложный ритуал со строго определенными движениями: трутся головой и спиной о торец коробки, ходят кругами и только потом толкают стержень. Эксперимент с тех пор считался классикой экспериментальной психологии, возбуждая даже догадки о суевериях у котов — мол, прежде чем открыть дверь, им требуется выполнить ряд магических действий.

Мур и Стуттард повторили эксперимент Гутри и наблюдали тот же комплекс действий, однако затем выяснилось, что проявляется он только тогда, когда в поле зрения кота находится человек. Если в комнате никого не было, кот ничего не делал и просто засыпал. Вид человека — вот и все, что заставляло животное проделывать сложную цепочку действий, с дверцами и стержнями либо без них. Никакого приобретенного поведенческого ритуала здесь не было — кот просто приветствовал человека.

Lewis Thomas, Late Night Thoughts (University Press, Oxford, 1984J.

А какой в этом толк?

Канцлер британского казначейства Уильям Гладстон, взглянув на опыты Майкла Фарадея, который демонстрировал только что открытое явление электромагнитной индукции, спросил ученого: “А какой в этом толк?” Последовал знаменитый ответ: “Не знаю, но когда-нибудь, сэр, вы сможете обложить это налогом”. (Согласно другой версии — или, может, это просто случилось в другой раз, — Фарадей парировал словами: “А какой толк в новорожденном?”)

Йёнс Якоб Берцелиус, один из отцов-основателей современной химии, наткнулся на такого рода непонимание в Швеции. Рассказывают, что слуга, которого Берцелиус нанял помогать ему в лаборатории, вынужден был объясняться с группой флегматичных стокгольмских бюргеров, которым хотелось знать, что же такое происходит в доме Берцелиуса. “Утром я роюсь в серванте и шкафах, чтобы принести хозяину самые разнообразные вещи: порошки, кристаллы, жидкости разнообразных цветов и запахов”, — рассказывал им слуга химика. “А потом?” — “Хозяин их разглядывает, берет ото всего понемногу и помещает в огромный горшок”. — “А потом?” — “Потом нагревает горшок и, когда содержимое большого горшка покипит час-другой, разливает все по меньшим горшкам”. — “А потом что он делает?” — “Потом он сливает все в одну большую бадью. Следующим утром я ее выношу и опорожняю над канавой”.

Е. Oesper Ralph, The Human Side of Scientists (University Publications, University of Cincinnati, Cincinnati, Ohio, 1975).

Разрывая цепи

Идея цепной реакции — процесса, который ускоряется за счет размножения активных частиц, — пришла в химию в 1913 году, а в физику 20 годами позже. Таким реакциям свойственно начинаться медленно, иногда с заметной задержкой, а заканчиваться взрывом. Самый известный пример — деление атомных ядер: атом урана-235 захватывает нейтрон, ядро распадается и высвобождает 2–3 новых нейтрона; те, в свою очередь, атакуют соседние ядра урана, и процесс деления стремительно набирает ход. В химии реакции с похожими свойствами были известны с конца XIX века и озадачивали даже таких светил, как Роберт Бунзен, знаменитый немецкий химик.

Физикохимик Макс Боденштейн провел в Германии обстоятельную работу по выяснению механизмов химических реакций. В 1913 году его заинтересовала реакция между водородом и хлором, инициируемая светом: за “подсветкой” следует задержка, потом реакция ускоряется и внезапно останавливается. Ассистент Боденштейна Вальтер Дюкс так описывает, что происходило. Когда они вдвоем обдумывали результаты эксперимента, Боденштейн расстегнул свою золотую цепочку от часов и неожиданно попросил Дюкса подержать ее за один конец, пока сам раскрутит другой. “Если мы придаем цепи импульс, — начал он размышлять вслух, — он распространится по всей длине, но, если зажать или выдернуть одно звено, движение прервется”. Дюкс спросил: “Значит, это происходит и с нашей реакцией?” — “Неплохая идея. Возможно, стоит назвать ее цепной; давайте это проверим”.

Идея быстро получила признание и начала всплывать в работах ученых, занимавшихся самыми разными областями химической кинетики, в особенности — образованием молекул высших полимеров, основы волокон и пластмасс.

После смерти Боденштейна в 1942 году Дюкс собирался выпросить у его семьи цепочку от часов, но оказалось, что в порыве патриотизма Боденштейн пожертвовал ее на военные нужды, а к часам прикрепил стальную. Тогда Дюкс изготовил ее копию из золота и передал в дар Университету Ганновера.

Лео Сцилард (1898–1964), странствующий физик из Венгрии, провел большую часть жизни в гостиничных номерах. Как правило, его имущество умещалось в двух чемоданах. Он покинул Берлин после прихода Гитлера к власти.

Позже он вспоминал:

Осенью 1933-го я жил в Лондоне и был занят поиском мест для коллег, лишившихся своих университетских постов с приходом нацистов. Однажды утром я прочел в газете статью про ежегодное собрание Британской ассоциации по развитию науки. Во время заседания, рассказывал репортер, Резерфорд заявил, что разговоры о промышленном использовании атомной энергии — полная чушь. Уверения экспертов в принципиальной невозможности чего-либо всегда меня забавляли. В тот день я прогуливался вдоль Саутгемптон-роу (в Блумсберри, где находилась гостиница Сциларда) и остановился у светофора. Я задумался — а вдруг Резерфорд действительно прав? Когда сигнал сменился на зеленый и я переходил улицу, мне в голову неожиданно пришла мысль: что, если найти такой элемент, который нейтроны могут расщепить и который, поглотив один нейтрон, испускал бы два? Если такого элемента собрать достаточно много, то он мог бы поддерживать цепную ядерную реакцию, а мы могли бы выделять энергию в промышленных масштабах и конструировать атомные бомбы. Эта мысль стала моей навязчивой идеей, она-то и привела меня в ядерную физику — область, с которой я прежде не имел дела.