Глава 3

Звездный штрихкод

 

И прежде никогда

Дрожащей радуги весенние оттенки

Не услаждали глаз мой, как теперь,

Когда мне указала длань науки

На солнца заходящего лучи,

Встречающие тучу на востоке.

Они струятся сквозь ее туман,

Сквозь каждую из мириад росинок,

Толпящихся у света на пути,

И, наконец, от вогнутой их стенки

Отталкиваясь, вновь спешат лучи

Навстречу той сверкающей громаде,

Откуда брал начало весь их путь.

И если вдруг на этом возвращенье

Случайно их застигнет чей-то глаз,

То, разойдясь по полосам различным,

Они совьют венок из всех цветов:

От пышной розы до фиалки бледной.

 

Марк Эйкенсайд, “Услады воображения” (1744 г.)

В декабре 1817 года английский живописец и критик Бенджамин Хейдон представил Джона Китса Уильяму Вордсворту за ужином в своей лондонской мастерской, где также присутствовали Чарльз Лэм и прочие представители литературных кругов. На видном месте была выставлена новая картина Хейдона, изображавшая вход Христа в Иерусалим, с фигурами Ньютона, верующего, и Вольтера, скептика. Лэм, напившись, стал упрекать художника за то, что тот нарисовал Ньютона, – “этот парень не верил ни во что, если только это не было так же ясно, как три стороны треугольника”. Китс поддержал Лэма: Ньютон, по его мнению, уничтожил всю поэзию радуги, сведя ее к преломлению света, проходящего сквозь призму. “Спорить с ним было бесполезно, – писал Хейдон, – и все мы выпили за здоровье Ньютона и за то, чтоб математике пусто было”. Много лет спустя Хейдон вспомнит этот “нетленный ужин” в своем письме к Вордсворту – тому из собутыльников, кто еще оставался в живых.

А помнишь ли, как Китс предложил тост “чтоб памяти Ньютона пусто было”? А когда ты, прежде чем выпить, стал требовать объяснений, ответил: “Это за то, что он разрушил поэзию радуги, сведя ее к какой-то призме”. Эх, дорогой мой старина, никогда нам с тобой больше не видать таких деньков!

Бенджамин Хейдон, “Автобиография и воспоминания”

Через три года после ужина у Хейдона Китс писал в своей внушительных размеров поэме “Ламия” (1820 г.):

 

От прикосновенья

Холодной философии – виденья

Волшебные не распадутся ль в прах?

Дивились радуге на небесах

Когда-то все, а ныне – что нам в ней,

Разложенной на тысячу частей?

Подрезал разум ангела крыла,

Над тайнами линейка верх взяла,

Не стало гномов в копи заповедной…

 

Вордсворт лучше относился и к науке, и к Ньютону, чей разум “вечно бороздил необозримый мысли океан”. Более того, в своем предисловии к “Лирическим балладам” (1802 г.) он предвидел то время, когда “сложнейшие открытия химиков, ботаников, минералогов станут такими же неотъемлемыми темами поэзии, как и любые другие”. Его соавтор Сэмюэл Тейлор Кольридж сказал где-то еще, что, “дабы получить одного Шекспира или Мильтона, потребуются души 500 сэров Исааков Ньютонов”. Это может быть истолковано как неприкрытая враждебность одного из ведущих поэтов-романтиков к науке как таковой, однако в случае с Кольриджем дело обстояло сложнее. Он читал много научной литературы и сам воображал себя научным мыслителем – не в последнюю очередь в области света и цвета, где претендовал на то, чтобы считаться предшественником Гёте. Кое-какие из научных рассуждений Кольриджа, как выяснилось, оказались плагиатом, и он, вероятно, был не слишком критичен по отношению к источникам, с которых списывал. Он предавал анафеме не ученых вообще, а Ньютона в частности. Его уважением пользовался сэр Гемфри Дэви, чьи лекции в Королевском институте он посещал, “дабы пополнить свой запас метафор”. Ему казалось, что открытия Дэви по сравнению с ньютоновскими “более интеллектуальны, сильнее облагораживают человеческую природу и наделяют ее б ó льшими возможностями”. Из этих слов о новых возможностях и облагораживании можно заключить, что сердце Кольриджа было отзывчиво к науке, пусть и не к Ньютону лично. Но он не сумел соответствовать своим же принципам – “раскрывать и приводить в порядок” мысли в виде “четких, ясных и поддающихся пересказу понятий”. Когда в письме, написанном в 1817 году, он берется за тему, собственно, спектра и расплетания радуги, то так путается, что кажется, будто он почти что не в себе:

Для меня, признаюсь, положения Ньютона, во-первых, о световом Луче как о физическом синодическом Индивидууме; во-вторых, о том, будто бы 7 особых индивидуумов сосуществуют (посредством какой связки?) внутри этого сложного, но делимого Луча; в-третьих, что Призма просто механически рассекает Луч; и в-последних, что Свет, как общий результат, = неразбериха.

В другом письме 1817 года он вновь садится на своего любимого конька:

Итак, еще раз: Цвет – это Гравитация под действием Света, причем Желтый – это положительный полюс, а синий – отрицательный. Красный же представляет собой зенит, или Экватор. В то же время Звук – это Свет под действием, или верховенством, Гравитации.

Быть может, Кольридж просто слишком рано родился, а то бы прослыл постмодернистом.

Различение изображений и фона, преобладающее в “Радуге земного тяготения”, также очевидно и в “Вайнленде”, хотя и в более самостоятельном смысле. Подобным образом Деррида использует термин “субсемиотическая теория культуры”, чтобы обозначить роль читателя как поэта. Итак, тема контекстуализирована в рамках теории посткультурного капитализма, рассматривающей язык как парадокс.

Это взято с веб-страницы https://www.monash.edu, где можно найти буквально неисчерпаемые залежи бессмыслицы такого рода. Ничего не означающая словесная игра модных франкоязычных “мыслителей”, превосходно разоблаченная в книге Алана Сокала и Жана Брикмона “Интеллектуальные уловки” (1998 г.), не имеет, кажется, никакой иной цели, кроме как впечатлять легковерных. Эти авторы даже не хотят, чтобы их понимали. Моя коллега призналась как-то одному американскому последователю постмодернистской философии, что его книга показалась ей очень трудной для понимания. “О, благодарю вас”, – улыбнулся он ей в ответ, будучи явно польщен таким комплиментом. По сравнению с этим научные блуждания Кольриджа вполне можно принять за искреннюю, пусть и непоследовательную, тягу к пониманию окружающей природы. Нам следует отметить его как единственную в своем роде аномалию и двигаться дальше.

Почему у Китса в “Ламии” философия “линейки” названа “холодной” и почему перед ней распадается “в прах” все волшебство? Что такого ужасающего в разуме? Тайны не утрачивают свою поэзию, будучи разгаданными. Как раз наоборот: ответ зачастую оказывается красивее самой загадки, и, в любом случае, объяснив одну тайну, вы обнаруживаете другие – возможно, способные пробуждать еще более великую поэзию. Некий приятель прославленного физика-теоретика Ричарда Фейнмана однажды упрекнул ученых в том, что, изучая цветок, они не замечают его красоты. Фейнман ответил:

Та красота, которую видишь ты, мне тоже доступна. Но я вижу и более глубокую красоту, которая не столь охотно открывается другим. Я могу видеть сложные взаимодействия, в которые вступает этот цветок. Он красного цвета. Если у растений есть цвет, означает ли это, что они эволюционировали, чтобы привлекать насекомых? Отсюда возникает новый вопрос: способны ли насекомые видеть в цвете? Есть ли у них эстетическое чувство? И так далее. Я не понимаю, каким образом изучение цветка может хоть что-то отнять от его красоты. Оно только прибавляет к ней.

“Вспоминая мистера Фейнмана”, журнал Skeptical Inquirer (1988 г.)

Осуществив рассечение радуги на свет с различными длинами волн, Ньютон заложил основы для максвелловской теории электромагнитного поля, а следовательно, и для эйнштейновской специальной теории относительности. Если вы находите поэтическую таинственность в радуге, то вам просто необходимо отведать относительность! Эйнштейн и сам мог подходить к науке с откровенно эстетическими мерками – возможно, даже чересчур увлекаясь. “Самое прекрасное, что мы можем испытать, – говорил он, – это ощущение тайны. Оно источник любого подлинного искусства и науки”. Сэр Артур Эддингтон, чьи собственные научные труды тоже были отмечены печатью поэзии, воспользовался солнечным затмением 1919 года, чтобы проверить общую теорию относительности. Вернувшись с острова Принсипи, он, по словам Банеша Хофмана, объявил, что в Германии живет величайший ученый эпохи. У меня горло перехватывало от волнения, когда я читал об этом, но Эйнштейн отнесся к своему триумфу невозмутимо: если бы результат наблюдений оказался иным, “тем было бы хуже для уважаемого лорда. Моя теория верна”.

Исаак Ньютон сделал себе свою собственную радугу в затемненном помещении. Маленькая дырочка, проделанная в ставнях, пропускала солнечный свет. На его пути была установлена та самая пресловутая призма, которая преломляла (отклоняла) луч на некий угол: в первый раз, когда он проникал в стекло, а потом еще раз – когда он снова выходил в воздух через противоположную грань призмы. Когда же этот свет доходил до стены, на ней четко отображались цвета спектра. Ньютон не был первым, кто получил искусственную радугу, используя призму, но именно он впервые доказал с ее помощью, что белый свет представляет собой смесь разнообразных оттенков. Призма рассортировывает их, отклоняя на разные углы: синий более резко, красный – слабее, а зеленый, желтый и оранжевый – на углы промежуточных значений. Прежде, понятное дело, думали, будто призма оказывает какое-то дополнительное воздействие на свет, подкрашивая его, а не просто выделяет цвета из уже существующей смеси. Ньютон поставил точку в этом вопросе благодаря двум опытам, в которых свет пропускался через вторую призму. В своем experimentum crucis за первой призмой он ставил заслонку, пропускавшую только небольшую часть спектра – скажем, красную. Когда этот красный свет снова преломлялся второй призмой, он оставался все таким же красным. Это показало, что призма качественно не влияет на свет, а просто разделяет на компоненты то, что в норме представляет собой смесь. В другом решающем опыте Ньютон перевернул вторую призму вверх ногами. И веер из спектральных цветов, который был развернут первой призмой, вторая опять сложила воедино. Из нее выходил вновь воссозданный свет белой окраски.

Самый простой способ понять цветовой спектр – это подойти к нему с точки зрения волновой теории света. Особенность волн состоит в том, что между начальным и конечным пунктами их распространения ничего на самом деле не перемещается. Все перемещения происходят локально и в маленьком масштабе. Мелкие локальные изменения запускают такие же изменения на соседних небольших участках, и так далее вдоль всей прямой – наподобие знаменитых “волн” на футбольных стадионах. На смену исходной волновой теории света впоследствии пришла квантовая теория, согласно которой свет распространяется в виде потока дискретных фотонов. Те физики, которых я припер к стенке, сознались, что фотоны несутся к нам от Солнца и этим отличаются от футбольных фанатов, не перемещающихся вокруг стадиона, а остающихся на своих местах. Тем не менее хитроумные эксперименты нашего столетия показали, что даже в рамках квантовой теории фотоны ведут себя и как волны тоже. Для многих целей, в том числе и для тех, что мы преследуем в данной главе, вполне позволительно забыть о квантовой теории и рассматривать свет просто как волны, расходящиеся от своего источника подобно ряби на пруду, в который бросили камешек. Правда, световые волны распространяются сразу в трех измерениях и несравнимо быстрее. Расплести радугу – значит разобрать ее по частям с разными длинами волн. Белый свет – это мешанина из волн разной длины, зрительная какофония. Белые предметы отражают свет любой длины волны, но, в отличие от зеркал, беспорядочно рассеивают его. Вот почему, глядя на белую стену, мы можем видеть отражение света, но не собственного лица. Цветные предметы – в силу атомной структуры своих пигментов или поверхности – поглощают свет одних длин волн, а других – отражают. Обычное оконное стекло свободно пропускает свет любой длины волны. Цветные же стекла пропускают только некоторые длины волн, а остальной свет поглощают.

Так отчего же при отклонении лучей стеклянной призмой или, при определенных условиях, каплей дождя белый цвет распадается на составляющие? И вообще, почему стекло или вода в принципе отклоняют траекторию светового луча? Связано это с тем, что при переходе из воздуха в стекло (или воду) свет замедляется. А пройдя через стекло насквозь, снова разгоняется. Как же подобное согласуется с утверждением Эйнштейна о том, что скорость света – важнейшая физическая постоянная во Вселенной и ничто не может распространяться быстрее? Дело в том, что знаменитая полная скорость света, обозначаемая буквой c, достигается только в вакууме. А когда свет проходит через прозрачную субстанцию вроде стекла или воды, его скорость уменьшается – в соответствии с величиной, которая называется показателем преломления данного вещества. В воздухе свет тоже замедляется, но не так сильно.

Но почему в результате замедления свет продолжает распространяться под другим углом? Если направить световой луч точно перпендикулярно поверхности стекла, он продолжит двигаться под тем же углом, прямо по курсу, просто с меньшей скоростью. Однако луч, падающий на поверхность не перпендикулярно, не только замедляется, а еще и отклоняется, продолжая распространяться теперь уже под меньшим углом. Почему? Физиками был сформулирован так называемый принцип наименьшего действия, который если и не вполне годится в качестве окончательного объяснения, то по крайней мере способствует интуитивному пониманию. Суть дела хорошо изложена в книге Питера Эткинса “Переосмысленное мироздание” (1992 г.). Некий физический объект – в данном случае луч света – ведет себя так, словно стремится к экономии, старается что-то минимизировать. Представьте, что вы спасатель на пляже и ринулись на помощь тонущему ребенку. Каждая секунда на счету, и вам необходимо добраться до утопающего за как можно меньшее время. Бегаете вы быстрее, чем плаваете. Ваш путь по направлению к ребенку сначала проходит по суше, где вы двигаетесь быстро, а затем по воде – гораздо медленнее. Если тонущий не находится в море непосредственно перед тем местом, где вы стоите, как минимизировать время вашего передвижения? Вы могли бы двигаться по прямой, минимизируя расстояние, но это не сократило бы время, так как слишком большую часть маршрута пришлось бы проделывать вплавь. Вы могли бы добежать по прямой до кромки воды так, чтобы оказаться точно напротив ребенка, а затем уж плыть. Это позволило бы максимизировать длину пробежки за счет плавания, но даже такой путь не был бы самым быстрым – слишком велика была бы его общая длина. Нетрудно увидеть, что быстрее всего было бы добежать до воды под неким критическим углом (зависящим от соотношения скоростей, с которыми вы бежите и плывете), а на водной части маршрута резко изменить направление. В этой аналогии скорость плавания и скорость бега соответствуют показателям преломления для воды и для воздуха. Естественно, световые лучи не “стараются” преднамеренно минимизировать время своего распространения, но их поведение станет понятнее, если исходить из того, что они делают нечто подобное. Данная аналогия будет выглядеть солиднее в терминах квантовой теории, но это уже вне моей компетенции, так что рекомендую обратиться к книге Эткинса.

Спектр различных цветов появляется в связи с тем, что свет с разными длинами волн замедляется в неодинаковой степени: показатель преломления какого-либо вещества, скажем, стекла или воды, для синего света больше, чем для красного. Вы можете представить себе синий свет как неумелого, по сравнению с красным светом, пловца, то и дело вязнущего в атомах воды (или стекла) из-за своей небольшой длины волны. В воздухе атомы расположены менее плотно, так что все световые лучи увязают в нем меньше, однако синие все равно распространяются медленнее красных. А в вакууме, где увязать вообще не в чем, свет любого цвета имеет одну и ту же скорость: великую, универсальную, предельную c.

Капли дождя действуют сложнее ньютоновской призмы. Они имеют форму, близкую к сферической, и их задняя поверхность выступает в роли вогнутого зеркала. Таким образом, преломив солнечный свет, они еще и отражают его. Вот почему мы видим радугу, когда смотрим в противоположную от солнца сторону, а не когда глядим на него сквозь пелену дождя. Представьте, что вы стоите спиной к солнцу и смотрите на дождь – желательно при этом, чтобы он лил на фоне темных туч. Если солнце стоит выше 42 градусов над горизонтом, то никакой радуги мы не увидим. Чем солнце ниже, тем выше радуга. Когда утром солнце восходит, радуга, если таковая видна, опускается. А вечером, на закате, радуга поднимается. Итак, предположим, что сейчас раннее утро или вечер. Будем исходить из того, что каждая отдельно взятая дождинка представляет собой сферу. Солнце находится сзади и слегка над вами, и его свет проникает в эту каплю через верхнюю ее половину. На границе воздуха с водой он преломляется – и составляющие его волны разной длины отклоняются под разными углами, как в ньютоновской призме. Распустившиеся красочным веером цвета проходят сквозь содержимое капли и встречают ее вогнутую заднюю поверхность, которая отражает их назад и вниз. Лучи вновь покидают каплю, и некоторые из них оканчивают свой путь в вашем глазу. При обратном переходе из водной среды в воздушную они преломляются во второй раз – различные цвета снова отклоняются на разные углы.

Итак, наша дождинка испускает полный спектр лучей – красных, оранжевых, желтых, зеленых, голубых, синих, фиолетовых, – и точно таким же образом поступают прочие дождинки, ее соседки. Но только небольшой участок спектра, исходящего из каждой конкретной капли, попадает к вам в глаз. Если вы улавливаете зеленый отблеск от некой дождинки, то ее синий отблеск пройдет выше, а красный – ниже. Так почему же тогда вы видите всю радугу целиком? Потому что дождинок множество. Полоса, состоящая из тысяч капель, посылает вам зеленый свет (одновременно посылая синий свет любому, кто будет расположен несколько выше вас, и красный – тому, кто окажется несколько ниже). Другая полоса, тоже образованная тысячами капель, передает вам красный свет (а кому-то другому – синий…), еще одна полоса из тысяч капель отсвечивает для вас синим, и так далее. Все капли, которые направляют на вас красный свет, находятся на одинаковом расстоянии от вас – вот почему красная полоса радуги изогнута (вы в центре окружности). Капли, которые светят вам зеленым, тоже находятся от вас на одинаковом расстоянии, но оно немного меньше. Потому образуемая ими окружность имеет меньший радиус – и зеленая полоса располагается внутри красной. Точно так же синяя полоса располагается внутри зеленой, так что вся радуга представляет собой серию вставленных друг в друга окружностей, центр которых – вы. Другие наблюдатели будут видеть другие радуги – тоже описанные лично вокруг них.

Таким образом, мало того, что радуга не привязана ни к какому определенному “месту”, где феи могли бы упрятать горшок с золотом, но и самих радуг столько же, сколько глаз, смотрящих на ливень. Разные наблюдатели, глядящие на него из различных точек, собирают свои собственные, персональные радуги из света, который исходит от разных наборов дождевых капель. Строго говоря, даже каждому вашему глазу видится своя, отдельная радуга. А если мы едем по дороге и любуемся “одной и той же” радугой, то в действительности перед нами проходит серия из множества радуг, быстро сменяющих одна другую. Думаю, знай Вордсворт обо всем этом, он усовершенствовал бы свои строки “Займется сердце, чуть замечу / Я радугу на небе” (хотя должен сказать, что последующие строки трудно было бы сделать еще прекраснее).

Дополнительная сложность заключается в том, что сами кап ли тоже не стоят на месте: они падают либо сносятся ветром. Так что конкретная дождинка может пролететь сквозь полосу, испускающую для вас, скажем, красный свет, и очутиться в желтой области. Но вы по-прежнему будете видеть красную полосу, словно ничего и не сдвигалось, поскольку на смену ушедшим каплям приходят новые. Ричард Уилан в своей очаровательной “Книге радуг” (1997 г.), откуда я почерпнул многие “радужные” цитаты, приводит слова Леонардо да Винчи:

…Применяй то же правило, какое обнаруживается при образовании солнечными лучами радуги, иначе ириды. Эти цвета зарождаются в движении дождя, так как каждая капелька изменяется в своем падении в каждый цвет этой радуги…

“Трактат о живописи” (1490-е гг.)

Видимая нами иллюзорная радуга стоит твердо как скала, хотя создающие ее капли падают вниз и развеиваются ветром. Кольридж писал:

Незыблемая радуга посреди быстро движущихся, мельтешащих града и мороси. Какое соединение картин и ощущений: немыслимое постоянство в окружении стремительных превратностей бури! Спокойствие – дитя шторма.

Из Anima Poetae (опубликовано в 1895 г.)

Его приятель Вордсворт тоже был очарован неподвижностью радуги на фоне бурных потоков дождя:

 

Тем временем, уж я не знаю как,

Каким смешеньем облаков и ветра,

Но невредимой радуга взошла

И встала неподвижно…

 

“Прелюдия” (1815 г.)

Романтическое обаяние радуги частично кроется еще и в том, что нам кажется, будто она всегда расположена вдали на горизонте – гигантская недосягаемая дуга, удаляющаяся по мере нашего приближения. Однако у Китса “блеск радуги в волне прибрежной” был близко. И если ехать на машине вдоль живой изгороди, то иногда можно увидеть радугу в виде полной окружности, имеющей всего несколько футов в диаметре. (Полукруглыми радуги выглядят только потому, что их нижняя часть скрыта под линией горизонта.) А такой большой радуга нам кажется отчасти из-за иллюзии восприятия расстояния. Наш мозг проецирует ее изображение на небосвод, отчего оно увеличивается. Точно такого же эффекта можно добиться, если долго глядеть на яркую лампу, чтобы “запечатлеть” ее след на своей сетчатке, а затем “спроецировать” его вдаль, посмотрев на небо, – изображение тоже как бы вырастет.

Есть и другие пленительные подробности, еще больше все усложняющие. Я описал, как свет проникает в дождевую каплю через верхнюю половину обращенной к солнцу поверхности, а выходит через нижнюю. Однако, конечно же, ничто не мешает свету входить и через нижнюю половину. При определенных условиях этот свет может дважды отражаться внутри сферической дождинки таким образом, что в итоге и он, также преломленный, выходит из нижней части капли и попадает в глаз наблюдателю, создавая вторую радугу с обратной последовательностью цветовых полос, расположенную примерно на 8 градусов выше первой. Само собой разумеется, что для каждого конкретного наблюдателя эти две радуги формируются разными множествами дождевых капель. Двойная радуга наблюдается нечасто, но наверняка Вордсворту иногда доводилось ее видеть, и в этих случаях, несомненно, его сердце занималось даже сильнее обычного. В принципе, бывает и большее количество дополнительных радуг – правда, еще более бледных, – расположенных концентрически, но увидеть их можно крайне редко. Неужели кто-то всерьез мог полагать, будто понимание того, что происходит внутри всех этих мириад падающих, искрящихся, отражающих и преломляющих свет капелек, способно чему-то повредить? В третьем томе своих “Современных художников” (1856 г.) Джон Рёскин написал:

Для большинства людей несведущее наслаждение приятнее осведомленного: приятнее созерцать небо как голубой свод, чем как темную пустоту, а в облаке видеть золотой трон вместо сырого тумана. Я часто задаюсь вопросом, может ли человек, разбирающийся в оптике, каким бы религиозным он ни был, испытывать при виде радуги такие же радость и благоговение, какие способен испытать неграмотный крестьянин. <…> Нам не дано проникнуть в тайну ни единого цветка – мы и не предназначены для этого. Напротив, научный поиск должен быть постоянно сдерживаем любовью к красоте, а точность знаний – нежностью чувств.

Все это как-то добавляет правдоподобия тому предположению, согласно которому брачная ночь несчастного Рёскина была загублена ужасающим открытием, что у женщин есть лобковые волосы.

В 1802 году, за пятнадцать лет до “нетленного ужина” у Хейдона, английский физик Уильям Волластон провел эксперимент, аналогичный ньютоновскому, только на сей раз солнечный луч, прежде чем встретиться с призмой, должен был пройти через узкую щель. Спектр, получившийся на выходе из призмы, состоял из серии узких полос разного цвета. Полосы переходили одна в другую, образуя полный диапазон оттенков, однако то там, то сям по спектру были разбросаны тонкие темные линии, имевшие строго определенное местоположение. Позже эти линии исследовал и подробно описал немецкий физик Йозеф фон Фраунгофер, чьим именем они и были названы. Расположение фраунгоферовых линий представляет собой уникальный “отпечаток пальца” – или, лучше сказать, “штрихкод”, – зависящий от химической природы вещества, через которое прошло излучение. Например, водород дает свой особый, характерный рисунок из линий и промежутков между ними, натрий – свой, и так далее. Волластон увидел только 7 линий, Фраунгофер, чьи приборы были совершеннее, обнаружил 576, а современные спектроскопы различают до 10 000.

Уникальность “штрихкода” химического элемента заключается не только в расстояниях между линиями, но и в их местоположении на радужном фоне. Точно и детально “штрихкоды” водорода и всех прочих элементов объяснила квантовая теория, но здесь мы подходим к тому рубежу, где я вынужден извиниться и откланяться. Иногда мне кажется, что я способен оценить поэзию квантовой теории, но мне еще далеко до понимания, достаточно глубокого для того, чтобы объяснять ее другим. На самом деле не исключено, что никто по-настоящему не понимает этой теории – возможно, потому что наш мозг был отлажен естественным отбором для выживания в мире больших и медленных предметов, где квантовые эффекты сглажены. Эту мысль хорошо изложил Ричард Фейнман, которому также приписывают следующее высказывание: “Если вы думаете, что понимаете квантовую теорию, – значит, вы не понимаете квантовой теории!” Мне кажется, что я сильно приблизился к ее пониманию благодаря опубликованным фейнмановским лекциям, а также изумительной и сбивающей с толку книге Дэвида Дойча “Структура реальности” (1997 г.). (Особенно она сбивает с толку тем, что в ней трудно различить, где заканчивается общепризнанная физика и начинаются дерзкие умопостроения самого автора.) Но каковы бы ни были сомнения физиков относительно того, как толковать квантовую теорию, ее феноменальная способность точнейшим образом предсказывать результаты экспериментов несомненна. И к счастью, для целей настоящей главы нам достаточно знать то, что известно еще со времен Фраунгофера: каждому химическому элементу достоверно свойственен уникальный “штрихкод” из узких линий, определенным образом расположенных на фоне спектра.

Фраунгоферовы линии можно увидеть двумя способами. До сих пор я вел речь только о темных линиях на радужном фоне. Они возникают потому, что химический элемент, находящийся на пути у луча, поглощает световые волны определенных длин, избирательно отнимая их у видимого нами спектра. Но можно получить и аналогичный рисунок из ярких цветных линий на темном фоне, если заставить тот же самый элемент светиться – как это бывает в тех случаях, когда он входит в состав какой-нибудь звезды.

Усовершенствование ньютоновского расплетания радуги, предложенное Фраунгофером, уже было известно, когда французский философ Огюст Конт написал о звездах следующие опрометчивые строки:

Никогда, никаким методом мы не сможем изучить их химический состав и минералогическую структуру… Наше позитивное знание о звездах неминуемо ограничивается геометрией и механикой.

“Курс позитивной философии” (1835 г.)

Сегодня, благодаря тщательному анализу фраунгоферовых штрихкодов в звездном свете, мы знаем в больших подробностях, из чего сделаны звезды, хотя перспективы посетить их вряд ли стали лучше, чем были во времена Конта. Несколько лет назад у моего друга Чарльза Симони состоялась дискуссия с бывшим председателем Федеральной резервной системы США. Этому господину было известно о том, как удивились ученые, когда НАСА удалось выяснить, из чего на самом деле состоит Луна. Раз Луна намного ближе звезд, рассудил он, значит, наши гипотезы относительно их состава должны быть еще менее обоснованными. Звучит убедительно, однако, как сумел объяснить ему доктор Симони, в действительности все обстоит с точностью до наоборот. Не имеет значения, как далеко от нас находятся звезды: они испускают свой собственный свет, вот что важно. А лунный свет – это отраженный свет Солнца (говорят, что Дэвид Герберт Лоуренс отказывался верить этому факту, оскорблявшему его поэтические чувства), так что его спектр никак не помогает нам выяснить химическую природу Луны.

Современные приборы несравнимо совершеннее призмы Ньютона, и однако же сегодняшняя спектроскопия – прямая наследница его расплетания радуги. Спектр испускаемого звездой света, в особенности фраунгоферовы линии, сообщает нам в мельчайших подробностях, какие химические вещества входят в ее состав. Также он сообщает нам о ее размерах, температуре и давлении. Все эти параметры лежат в основе исчерпывающей классификации звезд, отводящей нашему Солнцу свое особое место в гигантском звездном каталоге: желтый карлик класса G2V. Процитирую научно-популярный астрономический журнал “Небо и телескоп” (1996 г.):

Тому, кто способен понимать спектральный код, достаточно одного беглого взгляда, чтобы увидеть, что за объект представляет собой та или иная звезда: ее цвет, размер, яркость, ее прошлое и будущее, ее особенности, а также сходства и различия с Солнцем и со звездами всех прочих категорий.

Расплетая звездный свет при помощи спектроскопов, мы узнали, что звезды – это ядерные горнила, в которых из водорода, составляющего основную долю их массы, выплавляется гелий. Затем ядра гелия, сталкиваясь друг с другом, запускают дальнейший каскад образования примесей, в ходе которого получаются почти все остальные химические элементы и куются атомы среднего размера, в конечном итоге составляющие наши с вами тела.

Расплетя радугу, Ньютон вымостил дорогу к сделанному в XIX веке открытию, что та радуга, которую мы видим, – это лишь узкая часть полного спектра электромагнитных волн. Видимый свет охватывает диапазон с длинами волн от 0,4 миллионной части метра (фиолетовый) до 0,7 миллионной части метра (насыщенный красный). Лучи с длиной волны чуть больше, чем у красного света, называются инфракрасными; мы воспринимаем их как невидимое тепловое излучение, а некоторые змеи и управляемые ракеты используют, чтобы прицеливаться в своих жертв. Лучи с длиной волны чуть меньше, чем у фиолетового, называются ультрафиолетовыми; они обжигают нашу кожу и могут вызывать рак. Длины волн радиоизлучения намного больше, чем у красного света, – они измеряются сантиметрами, метрами и даже тысячами метров. Между радиоволнами и инфракрасным излучением на спектре располагаются микроволны, которые мы используем в радарах, а также для быстрого приготовления пищи. Еще меньше, чем у ультрафиолета, длины волн рентгеновского излучения, помогающего нам видеть кости внутри тела. А самые маленькие длины волн у гамма-излучения: они исчисляются триллионными долями метра. В узком диапазоне значений длин волн, именуемом светом, нет ничего особенного, за исключением того, что мы способны его видеть. У насекомых вся эта полоска видимого света сдвинута вдоль спектра. Ультрафиолет для них – различимый цвет (“пчелиный пурпур”), а к красному они слепы (и могли бы назвать его “инфражелтым”). Излучение на всем протяжении этого широкого спектра можно расплести точно так же, как радугу, хотя конкретные инструменты, используемые на разных его участках, будут различными – например, радиоприемник вместо призмы.

Цвета, которые мы в действительности ощущаем, субъективное восприятие красноты или синевы – это произвольные ярлыки, привязываемые нашим мозгом к различным длинам электромагнитных волн. В ощущении красного нет ничего “длинного”. Знание того, как выглядят синий и красный цвета, никоим образом не помогает нам запомнить, чья длина волны больше. Мне то и дело приходится заглядывать для этого в справочник, хотя в то же время я никогда не забываю, что звуки, издаваемые сопрано, имеют меньшую длину волны, чем у баса. Головному мозгу нужны удобные внутренние маркеры для различных частей физической радуги. Никто не знает, насколько мое восприятие красного совпадает с вашим, однако мы легко сойдемся на том, что свет, который я называю красным, вы тоже называете красным и что, если физик измерит его длину волны, она окажется большой. Мне субъективно кажется (и вам, вероятно, тоже), что фиолетовый цвет краснее синего, даже несмотря на то, что в спектре он расположен от красного дальше. Кажущийся красноватый оттенок у фиолетового обусловлен особенностями нашей нервной системы, а не физическими характеристиками спектра.

Незабвенный доктор Дулиттл из книги Хью Лофтинга, улетев на Луну, был поражен головокружительной игрой новых красок, так же отличавшихся от известных нам цветов, как синий от красного. Но мы можем быть уверены, что такое невозможно даже в фантазиях. Оттенки, которые встретят путешественника в любом незнакомом мире, будут порождением его собственного мозга, прилетевшего вместе с ним с родной планеты.

Теперь мы довольно подробно знаем, каким образом глаз сообщает мозгу о длине волны света. Это происходит посредством трехцветного кода – вроде того, что используется в цветном телевидении. Человеческая сетчатка содержит четыре типа светочувствительных клеток: три разновидности “колбочек” и “палочки”. Все четыре устроены по единому принципу и, несомненно, имеют общее происхождение. Когда рассуждаешь о клетках, очень легко забыть, насколько каждая отдельная клетка сложно устроена. И сложностью своей она во многом обязана виртуозно упакованным внутренним мембранам. Внутри каждой крохотной палочки или колбочки содержится огромная кипа мембран, уложенных наподобие высокой стопки книг. Каждая “книга” многократно прошита насквозь длинной и тонкой молекулой белка под названием “родопсин”. Как и многие белки, он обладает ферментативными свойствами – катализирует определенную химическую реакцию, обеспечивая молекулам реагентов пространство, имеющее подходящую для взаимодействия форму.

Именно трехмерная структура молекулы фермента делает его катализатором, служа точной – хотя и в меру гибкой – литейной формой, идеально подогнанной для того, чтобы другие молекулы попадали в нее и встречались друг с другом. В противном случае им пришлось бы уповать исключительно на случайное столкновение – вот почему ферменты так поразительно ускоряют химические реакции. Точность и отлаженность этого механизма – один из главных феноменов, благодаря которым возможно существование жизни, но тут возникает одна проблема. Сворачиваясь, молекула фермента нередко может принимать различные формы, а нужна обычно только какая-то одна. Многие миллионы лет естественный отбор занимался не в последнюю очередь тем, что искал “решительные” и “упертые” молекулы, “предпочитающие” сворачиваться строго определенным образом. Ведь молекулы, которые могут принимать альтернативные формы, бывают причиной трагедий. Коровье бешенство, почесуха овец и их человеческие аналоги куру и болезнь Крейтцфельдта – Якоба вызываются прионами, особыми белками, имеющими две различные формы. Как правило, эти белки сворачиваются в одну из двух возможных конфигураций и в таком виде выполняют свою полезную работу. Но иногда они принимают другую, альтернативную форму. И тогда случается страшное. Присутствие одной-единственной нестандартной молекулы белка провоцирует остальные молекулы тоже перейти в новую “секту”. Эпидемия белков неправильной формы распространяется по организму в соответствии с принципом домино. Одна такая аномальная молекула может попасть в другой организм и запустить там новую цепную реакцию. Результат – смерть от того, что мозг становится пористым, словно губка, так как белок, принявший альтернативную форму, не способен выполнять свои обычные функции.

Когда прионы были открыты, это вызвало некоторое замешательство, поскольку они распространяются подобно самовоспроизводящимся вирусам, будучи при этом белками, – а белки считаются неспособными к самовоспроизведению. Любой учебник по биологии скажет вам, что изготовление своих собственных копий – эксклюзивная привилегия полинуклеотидов (ДНК и РНК). Однако прионы можно назвать самовоспроизводящимися только в том специфическом смысле, что одна деформированная, “бракованная” молекула “подстрекает” своих уже существующих соседок принять ее конфигурацию.

В иных случаях ферменты, которые умеют переходить из одной формы в другую, используют эту способность во благо. Ведь переключаемость – это, в конце концов, основное свойство транзисторов, диодов и прочих высокоскоростных электронных вентилей, производящих компьютерные логические операции: “ЕСЛИ”, “НЕ”, “И”, “ИЛИ” и им подобные. Существуют так называемые аллостерические белки, которые переключаются из одного состояния в другое на манер транзисторов: не “привлеченные” соседями к распространению инфекции, как это происходит у прионов, а только ЕСЛИ возникают некие приемлемые биологические условия И НЕ при определенных иных условиях. Родопсин – один из таких белков-“транзисторов”, приносящих пользу своим умением переходить из одной альтернативной конфигурации в другую. Он, подобно фотоэлементу, “переключается” тогда, когда на него попадает свет. А после непродолжительного периода регенерации снова принимает исходную форму. В одном из двух своих возможных состояний он является мощным катализатором, в другом же – нет. И когда свет вызывает его переключение в активную форму, это запускает специфическую цепную реакцию и стремительный круговорот молекул. Свет как будто открывает высоконапорный кран.

Конечным результатом получающегося химического каскада оказывается поток импульсов, передающихся в головной мозг через последовательность нервных клеток, каждая из которых представляет собой тонкую длинную трубку. Эти нервные импульсы – тоже не что иное, как химические преобразования с высокой скоростью катализа. Они распространяются вдоль тонких и длинных трубок, как искры по дорожкам из пороха. Каждая такая “искорка” дискретна и изолирована от остальных, поэтому они доходят до противоположного конца трубки в виде кратких отчетливых донесений. Частота, с которой эти нервные импульсы поступают – а их могут быть сотни в секунду, – представляет собой (в данном случае) закодированную информацию об интенсивности света, падающего на палочку или на колбочку. Пока речь идет об отдельной нервной клетке, сильная стимуляция от слабой отличается так же, как огонь скорострельного пулемета – от прерывистой стрельбы из винтовки.

До сих пор все сказанное относилось как к палочкам, так и к каждому из трех типов колбочек. Поговорим теперь о различиях. Колбочки реагируют только на яркий свет. Палочки чувствительны к слабому освещению и необходимы, чтобы видеть ночью. Они равномерно разбросаны по всей сетчатке и нигде не образуют заметных скоплений, а потому плохо подходят для разглядывания мелких деталей. Используя палочки, нельзя читать. Читаете вы колбочками, которые чрезвычайно плотно собраны на одном особом участке сетчатки, называемом центральной ямкой. Разумеется, чем плотнее их укладка, тем мельче подробности, которые можно различить.

Палочки не участвуют в цветовом зрении, потому что они не отличаются друг от друга по восприимчивости к свету с различными длинами волн. Все они наиболее чувствительны к желтому свету, находящемуся в центральной части видимого спектра, и слабее реагируют на крайние значения длин волн. Это не означает, что они любой свет представляют мозгу как желтый. Такое высказывание вообще не имеет смысла. Все, что нервная клетка передает в головной мозг, – это импульсы и больше ничего. Если палочка возбуждается часто, это может означать как большое количество красного или синего света, так и несколько меньшее количество желтого. Единственный способ, которым мозг может здесь избежать двусмысленности, – это сравнить одновременные сигналы от клеток разного типа, обладающих различной цветовой чувствительностью.

Вот тут-то и выходят на сцену три типа колбочек. Каждый из них обладает родопсином своего особого сорта. Все они реагируют на свет с любой длиной волны, но одни наиболее чувствительны к синему, другие – к зеленому, а третьи – к красному. Сравнивая интенсивность возбуждения каждого из трех типов колбочек (по сути, вычитая их сигналы друг из друга), нервная система может установить длину волны света, падающего на соответствующий участок сетчатки. В отличие от зрения при помощи одних только палочек, здесь мозг не путает тусклый свет одного оттенка с ярким другого. Поскольку он получает сообщения одновременно от разных типов колбочек, ему удается вычислить истинный цвет световых лучей.

Как я уже говорил, вспоминая про доктора Дулиттла на Луне, те цвета, которые мы в конечном итоге, как нам думается, видим, – не более чем ярлыки, навешиваемые нашим мозгом ради удобства. Раньше я испытывал разочарование, когда видел искусственно расцвеченные изображения – скажем, фотографии Земли, сделанные со спутников, или компьютерные реконструкции далекого космоса. Из подписей к таким рисункам выясняется, что цвета здесь представляют собой произвольно выбранный код – например, для обозначения различных типов растительности на спутниковом снимке Африки. Подобные раскрашенные картинки казались мне фальшивкой. Мне хотелось знать, как это выглядит “на самом деле”. Но теперь я понимаю: все, что, как мне кажется, я вижу, – даже цвета моего собственного сада за окном – точно такая же “фальшивка”, условные обозначения, которые случайно выбраны (в данном случае моим мозгом) в качестве удобных ярлыков для света с различными длинами волн. В одиннадцатой главе я буду приводить аргументы в пользу того, что любое наше восприятие – своего рода “надуманная виртуальная реальность”, возникающая у нас в мозгу. (И все же я по-прежнему не люблю раскрашенных изображений!)

Мы никогда не сможем узнать, одинаковы ли у разных людей субъективные ощущения, связанные с той или иной длиной волны. Мы можем только сравнивать наши мнения насчет того, смесью каких цветов какой оттенок является. Большинству из нас покажется правдоподобным утверждение, что оранжевый представляет собой смесь красного с желтым. То, что сине-зеленый цвет – это смесь, легко заключить уже из самого его составного названия (но не из слова “бирюзовый”!). Насколько одинаково разделен видимый спектр в разных языках – вопрос полемики. Некоторые лингвисты утверждают, что в валлийском языке синий и зеленый участки спектра подразделяются иначе, чем в английском. Якобы у валлийцев одно слово обозначает часть зеленого участка, а другое – оставшуюся часть зеленого и часть синего. Другие лингвисты и антропологи говорят, что это легенда, утверждение столь же привлекательное и не менее голословное, чем то, согласно которому у инуитов (“эскимосов”) есть будто бы пятьдесят различных слов для обозначения снега. Эти скептики ссылаются на экспериментальные доказательства: носителям многих языков показывали цветные карточки самых разнообразных оттенков – и выяснилось, что участки, на которые люди разделяют спектр, представляют собой устойчивые универсалии. Подобные вопросы, и в самом деле, можно разрешить только при помощи эксперимента. То, что по крайней мере одному носителю английского языка, мне, история про валлийское перераспределение синего с зеленым кажется неправдоподобной, совершенно несущественно. С точки зрения физики в ней нет ничего невозможного. Факты, какими бы они ни оказались, будут относиться к области психологии, а не физики.

В отличие от птиц, превосходно видящих в цвете, многие млекопитающие вообще лишены истинного цветового зрения. Другие же, в том числе и те люди, которые страдают частичной цветовой слепотой, используют дихроматическую систему, содержащую колбочки двух типов. Вполне возможно, что высококачественное, трихроматическое, цветовое зрение возникло у наших предков-приматов затем, чтобы лучше различать плоды в зеленом лесу. Кембриджский психолог Джон Моллон предположил даже, что трихроматическая система – это “средство, изобретенное некоторыми плодовыми деревьями в целях собственного распространения”. Оригинальный и творческий способ напомнить о том, что деревьям выгодно поощрять млекопитающих к поеданию плодов и распространению семян! Некоторые из обезьян Нового Света даже объединяются в причудливые альянсы, где особи одного и того же вида обладают дихроматическими системами с различными сочетаниями типов колбочек и, следовательно, специализируются на распознавании различных объектов. Никто не знает, приносит ли им это пользу, а если приносит, то какую, но на некоторые предположения может навести тот факт, что во время Второй мировой войны, формируя экипаж бомбардировщика, предпочитали брать хотя бы одного дальтоника, так как он способен был распознавать отдельные разновидности наземной маскировки.

Расплетая радугу дальше, перемещаясь на другие участки электромагнитного спектра, мы отделяем одну радиостанцию от другой на шкале приемника и изолируем друг от друга телефонные разговоры в сотовой сети. Без тонкого расплетания электромагнитной радуги мы слышали бы все разговоры одновременно, а все радиопередачи, передаваемые на разных частотах, сливались бы в единый белый шум вавилонского столпотворения. Иной способ расплетания радуги, с участием специальных компьютеров, лежит в основе магнитно-резонансной томографии – впечатляющей методики, благодаря которой сегодняшние врачи могут разглядывать трехмерную структуру наших с вами внутренних органов.

Когда источник волн движется относительно того, кто их воспринимает, происходит нечто необычное: наблюдается так называемое доплеровское смещение частот. Его нетрудно заметить в случае звуковых волн, поскольку они распространяются медленно. Звук автомобильного мотора заметно выше, когда машина приближается к нам, чем когда она удаляется. Вот почему, когда она проносится мимо, мы слышим характерную интонацию из двух нот “иии-ааа”. В 1845 году голландский ученый Христофор Бёйс-Баллот впервые проверил предсказание Кристиана Доплера, наняв духовой оркестр, чтобы тот играл в открытом железнодорожном вагоне, мчавшемся на полной скорости мимо слушателей. Световые же волны распространяются столь стремительно, что эффект Доплера можно заметить, только если двигаться очень быстро к источнику света (в этом случае свет смещается в сторону синего края спектра) или от него (тогда свет смещается в сторону красной области). Именно это справедливо в отношении отдаленных галактик. Тот факт, что они уносятся от нас на большой скорости, был открыт благодаря доплеровскому смещению излучаемого ими света. Их свет краснее, чем, по идее, должен быть, – он неизменно смещен в сторону длинноволнового, красного конца спектра.

Откуда мы знаем, что свет, приходящий от далекой галактики, смещен в красную область? Вдруг он был красным изначально? На этот вопрос можно ответить, используя фраунгоферовы линии в качестве маркеров. Как мы помним, каждый химический элемент оставляет свою “подпись” в виде уникального штрихкода из линий поглощения. Причем уникальны, как отпечаток пальца, не только расстояния между этими линиями, но и их точное местоположение на радужном фоне. Штрихкод свечения отдаленных галактик представляет собой хорошо знакомый нам рисунок из линий. Сама эта узнаваемость говорит о том, что далекие галактики состоят из того же набора веществ, что и наша. Но все эти линии передвинуты на фиксированное расстояние в длинноволновую часть спектра: их фон краснее, чем ему следует быть. В 1920-е годы американский астроном Эдвин Хаббл (в честь которого космический телескоп “Хаббл” получил свое название) открыл смещение спектров отдаленных галактик в красную область. Самое выраженное смещение наблюдается у тех галактик, которые расположены дальше всего, о чем можно судить по слабости доходящего от них света. Так Хаббл пришел к своему знаменитому выводу (впрочем, он не был первым, кто высказал такое предположение): Вселенная расширяется – и потому, какую конкретную точку наблюдения ни возьми, галактики будут выглядеть удаляющимися со все возрастающей скоростью.

Глядя на далекую галактику, мы обращаем свой взгляд глубоко в прошлое – ведь ее свету потребовались миллиарды лет, чтобы дойти до нас. Он стал совсем слабым, из чего мы и заключаем, что ему пришлось преодолеть огромное расстояние. Та галактика и наша разбегаются в разные стороны так быстро, что мы замечаем смещение ее спектра в красную область. Взаимосвязь между расстоянием и скоростью расхождения подчиняется определенному закону (так называемому закону Хаббла). Экстраполируя это количественное соотношение на прошлое, мы можем оценить, когда именно Вселенная начала расширяться. Согласно преобладающей в наши дни теории Большого взрыва, взрыв этот, положивший начало нашей Вселенной, произошел примерно 20–10 миллиардов лет назад. Все это логически выводится из расплетания радуги. Последующее развитие данной теории, подкрепленной всеми возможными доказательствами, продемонстрировало, что само время началось в момент зарождения этой первопричины всех катаклизмов. Вы, вероятно, не понимаете (а я так точно не понимаю), каков смысл утверждения, что время началось в какой-то определенный момент. Но это мы в очередной раз сталкиваемся с ограниченностью нашего мозга, который сформировался только лишь затем, чтобы иметь дело с медленными и относительно крупными объектами в африканских саваннах, где все события происходят с благопристойной упорядоченностью и каждому из них непременно что-нибудь предшествует. Событие, не имеющее никакого “прежде”, приводит наш бедный разум в трепет. Быть может, нам под силу постигнуть его только посредством поэзии. Китс, тебе стоило бы дожить до этого дня!

Когда мы созерцаем далекие галактики, есть ли там, в этих галактиках, чьи-нибудь глаза, которые смотрят в обратном направлении, на нас? “В обратном направлении” – подходящее выражение, ведь эти глаза могут видеть нас только в нашем прошлом. Если обитатели мира, удаленного на 100 миллионов световых лет, сумели бы вообще хоть что-нибудь разглядеть на нашей планете, то сегодня они увидели бы на ней смещенных в красный участок спектра динозавров, бегающих по розоватым равнинам. Увы, даже если во Вселенной и есть другие существа, а у них есть глаза, маловероятно, чтобы разрешающая способность их телескопов, сколь бы мощны те ни были, позволила бы им увидеть нашу планету, не говоря уже о ее отдельных обитателях. Мы сами никогда не видели других планет за пределами нашей Солнечной системы. Да и в Солнечной системе мы до самых последних столетий знали не обо всех планетах. Нептун и Плутон светят слишком тускло, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. И мы узнали, куда наводить телескоп, только благодаря расчетам, основанным на незначительных отклонениях орбит более близких к нам планет. В 1846 году два астронома-теоретика – Джон Адамс в Англии и Урбен Леверье во Франции – независимо друг от друга задумались над несоответствием реального положения планеты Уран тому месту, где она теоретически должна была находиться. Оба вычислили, что это отклонение могло бы быть вызвано притяжением невидимой планеты, имеющей такую-то массу и находящейся там-то. Немецкий астроном Иоганн Галле развернул свой телескоп в нужное время в надлежащем направлении – и открыл Нептун. Плутон был открыт аналогичным образом, и про изошло это только в 1930 году: американский астроном Клайд Томбо, в свою очередь, обратил внимание на гравитационное воздействие (значительно более слабое), оказываемое Плутоном на орбиту Нептуна. Джон Китс понял бы то душевное волнение, которое испытывали все эти астрономы:

 

Я звездочет, который видит лик

Неведомой планеты чудных стран;

А может быть, Кортес в тот вечный миг,

Когда, исканьем славы обуян,

С безмолвной свитой он взошел на пик

И вдруг увидел Тихий океан.

 

“Сонет, написанный после прочтения Гомера в переводе Чапмена” (1816 г.)

Я испытываю особую нежность к этим строкам с тех пор, как издатель процитировал мне их после прочтения рукописи моего “Слепого часовщика”.

Но существуют ли планеты, обращающиеся вокруг других звезд? Это важный вопрос, от ответа на который зависит наша оценка распространенности жизни во Вселенной. Если во всей Вселенной есть только одна звезда, окруженная планетами, то эта звезда, очевидно, Солнце, и тогда мы очень, очень одиноки. Если же верна другая крайность – и каждая звезда является центром планетной системы, аналогичной нашей Солнечной, то число планет, потенциально пригодных для жизни, поистине бессчетно. Стоит нам найти планеты, обращающиеся вокруг еще какой-нибудь типичной звезды, и тогда, даже если вероятность возникновения жизни на отдельно взятой планете будет почти сколь угодно ничтожной, наше чувство одиночества все равно существенно ослабнет.

Планеты находятся слишком близко к своим солнцам, а те слишком сильно затмевают их своей яркостью, и потому обычно наши телескопы их не видят. И мы знаем о том, что у других звезд тоже есть планеты (час этого открытия пробил лишь в 1990-е), опять-таки благодаря отклонениям от расчетных орбит – на сей раз замеченным благодаря доплеровскому смещению окрашенного света. Работает это так. Мы привыкли считать Солнце тем центром, вокруг которого вращаются планеты. Но Ньютон объяснил нам, что в действительности тела вращаются друг вокруг друга. Если две звезды, имеющие сходную массу, образуют так называемую двойную систему, то они вертятся туда-сюда одна вокруг другой, словно шарики гантели. Чем больше различаются их массы, тем сильнее впечатление, что более легкая звезда вращается вокруг более тяжелой, которая остается почти неподвижной. Если же одно тело намного тяжелее другого – например, Солнце по сравнению с Юпитером, – то более тяжелое лишь слегка подрагивает, а более легкое бешено носится вокруг него, как терьер вокруг своего хозяина во время прогулки.

Вот такие колебания местоположения звезд и выдают наличие обращающихся вокруг них планет, не видимых никаким иным способом. Но и эти колебания слишком ничтожны, чтобы быть замеченными напрямую. Наши телескопы не способны улавливать столь незначительные изменения положения – это даже еще более безнадежная затея, чем пытаться разглядеть планеты как таковые. И на помощь вновь приходит расплетание радуги. Поскольку звезда покачивается туда-сюда под влиянием вращающейся вокруг нее планеты, исходящий от нее свет приходит к нам смещенным то к красному краю спектра, когда она удаляется от нас, то к синему, когда она к нам приближается. Планеты обнаруживают свое присутствие, вызывая крайне малые, но все же поддающиеся измерению колебания между красным и синим смещением света, приходящего к нам от их родительских звезд. Точно так же обитатели далеких планет могли бы открыть существование Юпитера, наблюдая за регулярными изменениями оттенков Солнца. Юпитер, вероятно, единственная из обращающихся вокруг Солнца планет, которая достаточно велика для того, чтобы ее можно было детектировать подобным образом. А наша с вами скромная планета слишком крошечная, чтобы производимое ею гравитационное воздействие было заметно инопланетянам.

Зато инопланетяне могли бы узнать про нас, расплетая радугу радио- и телесигналов, которыми мы буквально накачиваем космос в течение последних десятилетий. Непрерывно раздувающийся волновой пузырь сферической формы, диаметром уже более светового века, охватил немалое количество звезд, пусть это и незначительная доля от их общего числа во Вселенной. Карл Саган в своем романе “Контакт” мрачно отметил, что в авангарде изображений, оповещающих Вселенную о землянах, мчится речь Гитлера на открытии берлинских Олимпийских игр 1936 года. На сегодняшний день нами не получено никакого ответа, ни единой весточки из других миров.

У нас никогда не было явной причины полагать, что мы не одиноки. Оба возможных сценария: что Вселенная изобилует жизнью и – противоположный – что мы абсолютно одни – в равной степени увлекательны, хотя и очень по-разному. И в том и в другом случае стремление как можно больше узнать о Вселенной кажется мне непреодолимым, и я не могу себе представить, чтобы кто-то, обладающий впечатлительностью подлинного поэта, мог думать иначе. Я нахожу забавную иронию в том, сколь многие из сделанных на сегодняшний день открытий являются прямым следствием расплетания радуги. И поэтическая красота того, о чем это расплетание нам поведало, – от устройства звезд до расширяющейся Вселенной – не могла бы не захватить воображения Китса, неминуемо погрузила бы Кольриджа в мир неистовых мечтаний и заставила бы сердце Вордсворта заняться так, как никогда прежде.

Великий индийский астрофизик Субраманьян Чандрасекар сказал в лекции, прочитанной в 1975 году:

Этот “трепет перед прекрасным”, этот невероятный факт, что открытие, к которому нас побуждает поиск красоты в математике, непременно находит свое точное отражение в природе, вынуждает меня заявить, что красота – вот то, на что человеческий разум откликается с наибольшей глубиной и силой.

Насколько честнее это звучит по сравнению с более известным высказыванием Китса, выражающим внешне сходные чувства:

 

“Краса есть правда, правда – красота”,

Земным одно лишь это надо знать.

 

“Ода к греческой вазе” (1820 г.)

Китсу с Лэмом следовало бы поднять свои бокалы и за поэзию, и за математику, и за поэзию математики. Вордсворта не пришлось бы уговаривать. Он (как и Кольридж) вдохновлялся шотландским поэтом Джеймсом Томсоном и, вероятно, помнил его стихотворение “Памяти сэра Исаака Ньютона” (1727 г.):

 

…Ведь даже Свет, хоть светит он всему,

Сам оставался сумрачною тайной,

Но, покорясь светлейшему уму,

Он приоткрыл своей загадки тьму.

И вот из белизны первоначальной

Льнет каждый луч к собрату своему,

Являя зачарованным очам

Цвета исходные: вначале красный

Пленяет их, оранжевый затем

И нежно-желтый, следом за которым

Блистают свежей зеленью лучи.

Вот голубой – краса небес осенних —

И синий, что печален и глубок,

Как уходящий в ночь морозный вечер.

Вот, наконец, последние лучи

Зачахнувшей фиалкой угасают.

Весь этот пышный цветовой наряд

Сияет нам с небес дугою водной,

Когда поля сверкающей росой

Пред нашим взором орошает туча.

И мириады капелек цветных

Летят, и мириады остаются —

Источник вечно новой красоты.

 

 

Какой поэт творил так вдохновенно,

Мечтая у журчащего ручья?

Какой пророк вещал с таким восторгом?

А солнце и густые облака

Тебе сегодня, Гринвич, вновь являют

То, сколь велик рефракции закон.