Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени - Джеймс Бёрк

Боултоновские станки, для обслуживания которых хватало одного рабочего, чеканили неограниченное количество монет с производительностью от пятидесяти до ста двадцати штук в минуту в зависимости от диаметра и сложности рельефа. Монеты чеканились в стальном чеканном кольце, поэтому выходили идеально круглой формы и неизменного диаметра. А поскольку, в отличие от ручной чеканки, удары механического молота наносились с постоянной частотой и силой, формы реже ломались. В 1797 году дизайн английских государственных монет, который Боултон подал ранее на рассмотрение, обеспечил ему контракт на производство двухпенсовиков, пенсов, полупенсовиков и фартингов, а также подряд на постройку и оснащение нового монетного двора на Тауэр-Хилл в Лондоне. Что характерно, здесь авторство Боултона рапространялось на все — от планировки помещений до самих станков.

Восковая модель рельефа с изображением Святого Георгия для нового соверена эпохи Георга III (1816). Автор — Бенедетто Пиструччи. Несмотря на то что сначала новый дизайн монет критиковали, он прижился настолько, что использовался вплоть до 50-х годов XX века

В начале XIX века благодаря дизайну монет с этого монетного двора и высокому качеству новой чеканки возник феномен «национального художественного возрождения» в нумизматике. На французских монетах появилось изображение Марианны, на английских — Британии. Изображения на монетах явно тяготели к стилистике неоклассицизма. Возможно, это объясняется тем, что одним из друзей Боултона был Джосайя Веджвуд223 — 293, 307, изготовивший огромное количество керамики для интерьеров архитектора Роберта Адама224 — 294. Адам в тот момент только что вернулся из Италии (где были обнаружены развалины Помпей) и заразил британцев интересом к античной культуре.

Итальянский гравер Бенедетто Пиструччи, которого пригласили разработать следующую серию монет (именно он был автором золотого соверена с изображением Святого Георгия и дракона), в 1824 году привнес еще одну инновацию в монетное дело. Это было устройство под названием пантограф, или уменьшительная машина. Она состояла из нескольких поворотных рычагов, каждый следующий меньше предыдущего, и связывала перо художника с резцом. Сначала гравер создавал образец большого размера в каком-нибудь пластичном материале, в середине XIX века таким материалом обычно выступал гипс. Затем образец покрывали никелем, и он служил для гравера рабочим шаблоном, по которому тот отрисовывал контуры изображения на монете. Механизм пантографа через систему рычагов передавал его движения на резец, и рисунок наносился на штамп монеты в уменьшенном варианте. Пантограф Пиструччи зарекомендовал себя так хорошо, что монетный двор купил себе такой же, и главный гравер Уилл Вайон (который получил это место потому, что Пиструччи нельзя было принять на работу из-за его итальянского подданства) использовал это устройство для создания первых монет королевы Виктории.

Нанесение никелевой поверхности на рабочую модель осуществлялось гальваническим способом, впервые открытым Бруньятелли, коллегой Алессандро Вольты. Вольта225 — 186 в своем знаменитом столбе использовал химикаты и металлы для получения электричества, а Бруньятелли рассудил, что процесс можно повернуть и в обратную сторону: заставить электричество выполнять химические реакции. Он показал, что если в ванну с медным купоросом и лежащим в нем куском меди, подсоединенным к электрической батарее, поместить предмет, также подсоединенный к батарее, атомы меди высвободятся из раствора и покроют предмет. В то же самое время, кусок меди будет отдавать свои атомы в купорос и постепенно растворяться.

В 1833 году английский ученый Майкл Фарадей, исследуя этот процесс, заметил, что различным веществам для высвобождения атомов требуется разный электрический заряд. Это означало, что должна существовать зависимость между силой заряда и веществом, а главное — массой этого вещества. Из этой гипотезы Фарадей вывел свои два закона электролиза: а) масса вещества, выделившегося под влиянием электричества, пропорциональна величине затраченного электрического заряда и б) количество вещества, выделившегося под влиянием определенного заряда, пропорционально массе этого вещества.

В конце XIX столетия законы Фарадея позволили ученым пристальнее взглянуть на заряд и массу вещества. Эти параметры имели прямое отношение к рентгеновским лучам226 — 39, 116 и другим недавно открытым загадочным электрическим феноменам. В 1910 году в Кембридже ученый Дж. Дж. Томсон исследовал прохождение электронов через разреженные газы и заметил, что электрическое поле отклоняет их траекторию. Он попробовал проделать это с неоном и обнаружил, что поток частиц разбивается на два, как если бы у неона было две массы — одна больше, а другая меньше. Причем поток более легких частиц сильнее отклонялся под действием поля. Такие атомы (принадлежащие одному химическому элементу, но имеющие разные массы) стали называть изотопами. В 1919 году ассистент Томсона Фред Астон смог добиться разделения изотопов, вес которых отличался только на 1/1 000 000 000. Эта технология получила название масс-спектрометрия.

Современный масс-спектрометр позволяет определить состав любого испаренного материала при пропускании его частиц сквозь электромагнитное поле. Расстояние, которое пролетает частица, с почти абсолютной точностью указывает на то, какому веществу она принадлежит. Это значит, что можно определять мельчайшие следы преступлений. Или обнаруживать наличие остатков стероида в крови спортсмена. Или отслеживать химические метки лекарства, пока оно находится в крови пациента. Или определять микроскопические частицы взрывчатки на одежде подозреваемого в терроризме.

Если требуется определенный изотоп вещества, можно отобрать его с помощью масс-спектрометра. Нужно испарить материал, пропустить его через электромагнитные поля и отобрать изотоп в месте падения нужных частиц. В начале 40-х годов XX века технология разделения изотопов изменила мир. За два дня до начала Второй мировой войны была опубликована научная статья, где указывалось, что радиоактивный распад значительно более вероятен для урана 235, нежели для урана 238. Беда была в том, что урана 238 в природе в сто сорок раз больше, чем урана 235. Другими словами, достаточного количества нужного урана для цепной реакции в природе может и не быть. Альтернатива оставалась только одна: выделить редкий уран 235 из его смеси с ураном 238. Американские ученые из сверхсекретного Манхэттенского проекта, штаб которого располагался в Оук-Бридже в штате Теннесси, соревновались в отчаянной гонке с учеными Третьего рейха и в конце концов сорвали банк. В 1943 году разделение изотопов было успешно произведено, и подрыв атомной бомбы стал вопросом времени227 — 49.

Здесь две колеи этой истории сходятся наконец вместе. Первая, «рабовладельческая», цепь событий складывается из испарителей сахара, паровых машин, чеканки монет, электролиза и атомного оружия. Вторая, «аболиционистская», — из Бруклинского моста, гальванизации, колючей проволоки, консервированной кукурузы и кадмия для консервных банок. В итоге выяснилось, что кадмий — прекрасный поглотитель нейтронов, именно из него были сделаны стержни для контроля цепной реакции в первой ядерной установке.

Атомную энергию часто приводят как успешный пример «перековки меча на орало». Однако история знает и обратные случаи…

14

Дороги

Самое удивительное в великой паутине перемен — это то, что она не такая уж и великая. В ней находимся мы все — и гении, меняющие мир, и ничтожества. В паутине, правда, полных ничтожеств не бывает, каждый вносит свою, пусть даже минимальную, лепту в процесс перемен. Иногда самое незначительное и будничное событие приводит к последствиям, сотрясающим планету.

Взять, к примеру, случай Джетро Талла, ничем не выдающегося англичанина среднего класса из Грейс-инн в Лондоне, который получил звание барристера[17] и собирался трудиться на ниве закона. Никто не знает, что случилось потом, но неожиданно у него пошатнулось здоровье, он оставил суд, купил ферму неподалеку от тихой английской деревушки Хангерфорд и собрался насладиться спокойной жизнью фермера-джентльмена. Вскоре, однако, болячки заставили его перебраться в другой климат, и в 1711 году он отправился в Италию и Францию. В 1713 году он уже жил среди волнистых холмов Лангедока на юго-западе Франции, в окрестностях Фронтиньяна.

Вот тут-то события и приняли неожиданный оборот. Талл обратил внимание, что местные виноделы совсем не пользуются навозным удобрением, не желая, чтобы вино приобретало неприятный вкус. Вместо этого они сажают виноград прямыми рядами и глубоко пропахивают землю между ними плугом с определенной периодичностью в течение сезона. Эта процедура избавляла от сорняков и помогала поддерживать почву рыхлой. Виноград рос прекрасно без всякого навоза.