Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях - Уолтер Гратцер

Он попытался привлечь внимание своего брата и еще нескольких присутствующих, которые были знакомы с процессом производства эластичных смол, к этому явлению — весьма, надо сказать, примечательному, поскольку до сих пор эластичные смолы всегда плавились от сильного нагрева. Но этот случай не показался им интересным и они отнеслись к словам исследователя как к одному из привычных заявлений, которые он привык делать, отстаивая результаты своего очередного эксперимента.

Он, однако, понял, что если процесс обугливания остановить в надлежащий момент, то можно лишить резину ее природной клейкости, и это сделает ее лучше исходной резины. Прежде чем экспериментировать дальше с воздействием тепла, он нашел новые доводы в пользу справедливости своей гипотезы, обнаружив, что индийский каучук не плавится в кипящей сере, а только обугливается.

Гудьер назвал этот процесс, который изучил в деталях и затем улучшил, вулканизацией. До сих пор вулканизация лежит в основе производства резины: так делают и ластики, и самолетные покрышки. За свое открытие Гудьер был удостоен всяческих почестей, однако богатым ему стать не удалось — большую часть заработанного он потратил на тяжбы по поводу патентов и даже не раз попадал в долговые тюрьмы Англии и Франции. Он пребывал в заключении и тогда, когда император Луи-Наполеон присудил ему орден Почетного легиона. Сын изобретателя отвез отцу орден в долговую тюрьму в Клиши.

Friedei Robert, Americal Heritage of Discovery and Invention, 5(3), 44 ('1990) и Kauffman George B., Educatierrin Chemistry, 20,167 (1989).

Пределы логики

В 1931 году в надежно защищенном мире математики взорвалась интеллектуальная бомба. Виновником этого возмутительного события был молодой австриец Курт Гедель, а самой прославленной из жертв — Давид Гильберт, патриарх немецкой математики. Проект Гильберта, как его называли, имел целью построить полную систему аксиом, из которых в итоге можно было бы строго вывести всю математику. (Это может показаться далеким от каждодневных проблем, но исследования в духе тех, которыми занимались Гильберт и Гёдель, серьезно повлияли на совершенно другие области науки и даже на технологии.) С помощью весьма утонченных математических аргументов Гедель доказал, опираясь на парадоксы, что для самых важных областей математики полный набор аксиом нельзя составить в принципе. Эта “теорема неполноты”, по сути, положила конец гильбертов-ской картине мира и сделала Гёделя знаменитым.

Когда нацисты пришли к власти, Гёдель, как казалось, не придал этому значения, но когда его призвали на военную службу, он решил, что самое время покинуть страну. Окольным путем[19] Гёдель добрался до Соединенных Штатов и остаток жизни провел в Институте передовых исследований в Принстоне. Там его ближайшим другом стал Альберт Эйнштейн, однако последующие несколько лет поведение Гёделя становилось все более странным. Он продолжал работать, но отказался от всех контактов с людьми и общался с миром через щель в двери своего кабинета, куда ему просовывали письма. Со временем он проникся убеждением, что некие незнакомцы собираются его отравить; в конце концов он вовсе прекратил есть и умер от голода (или, как написано в свидетельстве о смерти, от “истощения”). Следующий случай приключился, когда его паранойя только набирала обороты.

Однажды, обедая вместе, как было у них заведено, Гёдель, Эйнштейн и ассистент Эйнштейна Эрнст Штраус обсуждали свежие новости. Шел 1951 год, и все только и говорили о возвращении генерала Макартура из Кореи. Гёдель пришел в крайнее возбуждение, поскольку, рассмотрев фотографию Макартура в передовице New York Times, начал подозревать, что человек, который с триумфом проезжает по Мэдисон-авеню, — самозванец. Теперь он убедился, что его гипотеза верна; найдя один из прежних снимков генерала, он измерил важную пропорцию черт лица — соотношение длины носа и расстояния между носом и подбородком. На двух снимках, прежнем и нынешнем, пропорции были разными, так что, следовательно, изображены были два разных человека в униформе. Какие действия Гёдель предпринял и как его страхи удалось приглушить, не сообщается.

Великий физик Джон Арчибальд Уилер также свидетельствует о странностях Гёделя. Однажды он пришел к Гёделю спросить, не связаны ли между собой теорема о неполноте и принцип неопределенности Гейзенберга. Гёдель, вспоминает Уилер, сидел в невыносимо жарком кабинете, укрыв ноги шерстяным пледом. Когда Уилер задал свой вопрос, Гёдель, придя в бешенство, выставил его из кабинета.

Krantz Steven G., The Mathematical Intelligencer, 12, 32 (1990).

Во сне, как наяву

Фрэнсис Крик утверждал: назначение сна в том, чтобы очистить сознание от избытка воспоминаний — того мусора, который оставляют после себя наши дневные переживания. Так мы будем яснее воспринимать то, что действительно важно. Вот, возможно, почему смутные и неразвитые идеи столь часто выкристаллизовываются в уме великих ученых, когда те спят или пребывают в полусонной задумчивости. Как бы там ни было, именно таким способом в 1869 году Дмитрий Иванович Менделеев открыл свою классификацию химических элементов.

Менделеев родился в 1834-м в семье школьных учителей в сибирской глуши и был младшим из 17 детей. Позже он утверждал, что так и не выучился тому русскому языку, на котором говорят в Санкт-Петербурге, куда его отправили учиться. Преодолев множество препятствий, он стал профессором химии в Технологическом институте. На снимках Менделеев, с бурной шевелюрой и с громадной бородой, выглядит весьма патриархально. Он обладал фантастическими работоспособностью и вниманием к деталям и твердо верил, что химические элементы должны подчиняться одному всеобщему закону. В этом Менделеев был не одинок: прославивший его закон начерно сформулировал (и выставил себя на посмешище) английский химик по имени Джон Ньюлендс.

Что такое правило октав Ньюлендса? Выстроим элементы в порядке возрастания их атомных весов. Если объединять члены ряда, разделенные интервалом в восемь других (как ноты), то получатся группы родственных элементов. Ньюлендсу возражали, что с тем же успехом он мог бы выстраивать их в алфавитном порядке. Теория Ньюлендса не нашла признания. Менделеев, когда ему приснился его знаменитый сон, наверняка про нее ничего не знал. В течение трех почти бессонных дней и ночей он сознательно пытался расставить элементы в каком-нибудь порядке. Увлеченный этим пасьянсом, он надписал карты названиями элементов и непрерывно перетасовывал их у себя на столе.

Менделеев состоял членом Вольного экономического общества. На следующее утро после очередной бессонной ночи ему по поручению этого общества предстояло отправиться в Тверскую губернию, где у него было небольшое имение. Однако, увлекшись своими “карточными играми”, он отложил отъезд на вечер. Казалось, решение близко, и он — пока безуспешно — пытался ухватить ускользающую мысль. В конце концов, утомленный размышлениями, он заснул прямо за столом, и ему приснился сон. “Вижу во сне таблицу, — писал он позже, — где элементы расставлены так, как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги”.

Нужно было просто выстроить элементы в порядке возрастания их атомных весов, тогда их химические свойства, которые Менделеев знал наизусть, будут повторяться с регулярным интервалом! Свою схему он назвал периодической таблицей элементов. Так, к примеру, галогены — фтор, хлор, бром и йод, — у которых множество общих свойств, следуют друг за другом в его таблице с одинаковым интервалом[20].

Но самым удивительным были неизбежные пробелы в таблице: чтобы сохранить регулярность повторов, некоторые элементы следовало сдвинуть вперед на одну ячейку. Освободившееся при этом место, предсказывал Менделеев, будет рано или поздно заполнено каким-нибудь новым элементом. Свойства трех элементов, которые тогда еще не были найдены, он даже описал в деталях. Один из них, названный эка-алюминием, должен по своим свойствам походить на алюминий: к примеру, быть трехвалентным металлом. Эка-алюминий вскоре действительно был открыт. 27 августа 1875 года французский ученый Поль Лекок де Буабодран провозгласил: “Предыдущей ночью я обнаружил новый элемент в образце сульфида цинка из Пье-рефитского рудника на Пиренеях” Он дал новому элементу имя “галлий” в честь своей страны (или, возможно, в честь себя, поскольку Лекок (le coq) — это “петух” по-французски, а по-латински “петух” будет gallus). В 1886 году за галлием последовал германий — элемент, обладающий в точности теми свойствами, которые Менделеев спрогнозировал 17 годами раньше. Однако вскоре, в 1894 году, основы менделеевской системы пошатнулись: открытие благородного (т. е. инертного) газа аргона в 1894 году угрожало всей ее величественной конструкции — для элемента с такими уникальными свойствами, как казалось, в таблице места не было. Но прошло еще некоторое время, и был выделен весь ряд благородных газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон) — то есть новая группа целиком, — что и стало заключительным штрихом к триумфу менделеевской теории.