Электрическая Вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества

Эти-то оторванные кусочки — электроны — и катятся вперед внутри провода, создавая электрический ток. Только и всего.

Тихому, неловкому Джи-Джи удалось объяснить то, о чем лишь догадывались Ньютон и другие. Все оказалось таким простым! Мир состоит из мощных электрических зарядов, обычно они от нас скрыты, но мы можем их высвобождать. То, что изливается из металла батарей, полагал и Джи-Джи, и его коллеги, было просто миниатюрными флотилиями электронов, вырвавшихся на свободу после неисчислимых миллионов лет сидения взаперти.

Когда эти освободившиеся электроны скачут и сталкиваются внутри нити накаливания, их столкновения разогревают ее настолько, что она начинает светиться. Даже та черная точка Эдисона создавалась электронами, вырывавшимися из нити накаливания его лампы, — она представляла собой просто-напросто кумулятивный эффект их ударов о стекло.

Растянувшиеся на столетия попытки понять, что происходит внутри провода, казалось бы, увенчались успехом. Именно Дж. Дж. Томсон, а не Эдисон получил Нобелевскую премию и славу человека, объяснившего, что это на самом деле такое — электричество.

Однако в его объяснении присутствовал один колоссальный изъян.

Так ли уж верно, что работа электрических аппаратов обеспечивается катящимися внутри них электронами? Если бы это было верно, то человек, говоривший в Нью-Йорке по телефону с Бостоном, должен бы был проталкивать электроны одной лишь силой своего голоса по начинавшемуся в Нью-Йорке телефонному кабелю аж до самого Бостона. Но ведь это бессмыслица. И если бы ньюйоркец говорил достаточно долго, не давая бостонцу вставить хоть слово, разве в Бостоне не возникали бы огромные черные точки, порождаемые ударами множества электронов? Между тем этого никогда не происходило. В чем-то объяснение было неполным.

Во Вселенной должно было присутствовать что-то еще — некая незримая сила, которая определяет характер движения электронов, сила, совершающая чудеса, заставляя электроны направляться туда, куда их ничто не тянет. Но что она может собой представлять? Эдисон в существовании этой незримой силы не сомневался, он даже попытался вступить с ней в контакт. В полной тайне он изготовил маленький маятник, соединил его проводом со своим лбом и попытался сдвинуть маятник с места чистым умственным усилием. Ничего не получилось, и Эдисон, наполовину смущенный, наполовину озадаченный, дальше экспериментировать не стал, смирившись с тем, что открыть эту незримую силу предстоит кому-то другому, не ему.

На самом-то деле существовала целая группа ученых, пытавшихся выявить и понять еще неизвестные, связанные с электричеством силы. Они занимались этим уже многие годы, однако работа их была настолько теоретической, что большинство практичных изобретателей 1880-х ее просто игнорировали. Эти ученые были уверены в том, что все человечество окружено мощной сетью загадочных силовых полей. Согласно им люди разгуливали в этих полях уже многие тысячи лет — в Месопотамии и в Египте, в Китае и в Андах, — но, поскольку поля были невидимыми, никто их присутствия не замечал. Единственным намеком на их существование служили «оплошности» природы — искры, порождаемые статическим электричеством, или вспышки молний.

Эдисон имел кое-какие смутные представления об ученых, державшихся этих взглядов, и знал, что нечто важное для них произошло, когда он был еще ребенком, — в 1850-х, при осуществлении глубоко под поверхностью Атлантического океана загадочного технического проекта. Знал он и о том, что еще до этого проекта жил на свете великий английский ученый Майкл Фарадей, предсказавший существование этих самых невидимых полей.

В молодые годы Эдисон пытался читать некоторые из работ Фарадея, однако теперь он был слишком занят лампочками, генераторами и электрическими двигателями, руководством колоссальным числом работавших на него людей и огромным личным состоянием, которое нужно было во что-то вкладывать, и потому найти время для столь сложного чтения ему было трудно. Он мог лишь время от времени пытаться вообразить, какие могучие новые машины поможет создать эта незримая сила — если ею когда-нибудь удастся овладеть.

Эдисон, Белл и прочие практичные изобретатели викторианской поры решили, что, высвободив древнюю мощь электронов, они докопались до самой глубины, до сути вещей. Однако они лишь царапнули по поверхности. А под нею крылось еще очень многое.

Часть II

ВОЛНЫ

Глава 4

Бог Фарадея

Майкл Фарадей, человек, сделавший больше всех прочих для открытия этой незримой силы, был курчавым лондонцем. Он родился в 1791 году — более чем за сто лет до открытия электрона — в семье рабочего. В отрочестве из него ключом била энергия, друзей, с которыми он бегал по лондонским улицам, юный Майкл веселил словесными играми, одну из которых Фарадей повторил позже в письме к своему другу Бенжамину Абботту:

Даже получив работу лабораторного ассистента в величавом Королевском институте, он сохранил прежнее чувство юмора и в один памятный вечер тайком провел туда Абботта, чтобы нюхнуть вместе с ним закиси азота — веселящего газа, который директор института припас для одного из своих опытов.

Однако имелась в натуре Фарадея и сторона серьезная — его притягивали к себе те же тайны электричества, над которыми ломал голову Джозеф Генри. Как может свитая в спираль медная проволока служить магнитом и притягивать к себе куски металла? Ведь между проволокой и металлом нет ничего, кроме пустого пространства. С точки зрения общепринятой науки это было бессмыслицей. Поместите такой электромагнит над гвоздем, и гвоздь полетит вверх. А между тем его тянет вниз сила тяжести, создаваемая несчетными триллионами тонн камней и магмы — всей массой Земли.

Какое же притяжение, способное преодолеть эту огромную силу, источают обратившиеся в магнит витки медной проволоки?

Фарадея эта тайна зачаровывала, он мечтал раскрыть ее, однако ему годами почти не позволяли работать над такими проблемами. За спиной его распространялись слухи, согласно которым сие дитя трущоб, отпрыск простого кузнеца, к проведению серьезных исследований попросту не способен. Впрочем, в 1829 году директор Королевского института, чинивший Фарадею самые большие помехи, весьма кстати скончался. Фарадей, выразив свое искреннейшее почтение вдове директора, тут же забросил выполнение полученных им от директора заданий и постарался высвободить себе сколь возможно больше времени для самостоятельной работы. Он никак не мог выбросить из головы незримую притягательную силу магнита. Он долженбыл понять, как эта сила работает.