ПУСКАЕМ ВОЛНЫ

От воды до Wi-Fi

Находясь на берегу моря, почти невозможно долгое время стоять спиной к воде, иначе возникает ощущение какой-то противоестественности. И объясняется это не только тем, что вы упускаете возможность насладиться величественным зрелищем, но и тем, что, отвернувшись от моря, вы можете не заметить сюрпризов (в том числе и неприятных), которые оно готовит для вас. Я подметила, что чувствуешь себя гораздо спокойнее и увереннее, когда наблюдаешь границу между морем и землей, которая непрерывно обновляется и трансформируется. Когда я проживала в городе Ла-Холья (или Ла-Хойя — в зависимости от того, на английский или испанский манер произносится это название) в Калифорнии, я любила прогуляться под вечер к океану, посидеть на каком-нибудь валуне и понаблюдать за волнами на фоне солнечного заката. В каких-нибудь ста метрах от берега они были длинными и низкими, и увидеть их было нелегко. Но по мере приближения к берегу они становились круче и заметнее и разбивались в конце концов о берег. Я могла часами сидеть на берегу, наслаждаясь видом все новых и новых волн.

Волна — это то, что каждый из нас распознает без труда, но описать ее довольно сложно. Волны у морского побережья представляют собой бесконечную последовательность водных гребней, волнистую форму на водной поверхности, которая перемещается откуда-то оттуда куда-то сюда. Мы можем измерить их, оценив расстояние между следующими друг за другом пиками волн и высоту самих пиков. Водяная волна может быть такой же маленькой, как мелкая рябь, возникающая на поверхности чая, когда вы дуете на него, чтобы охладить, или настолько большой, что способна накрыть корабль средних размеров.

Но у волн есть одна весьма необычная особенность, заметить которую мне помогли пеликаны, живущие в Ла-Холья. Коричневые пеликаны селятся вдоль побережья и имеют такой допотопный вид, как будто проникли в наше время сквозь пространственно-временные туннели из далекой эпохи, отделенной от нас несколькими миллионами лет. У них смешные длинные клювы, которые они обычно прижимают к телу. Можно часто наблюдать, как небольшие группы этих любопытных птиц величаво парят над волнами параллельно берегу. Время от времени они бесцеремонно плюхаются на водную поверхность. И после этого происходит самое интересное: волны, на которых покачиваются пеликаны, движутся в сторону берега, но птицы остаются на месте.

Оказавшись в следующий раз на берегу моря, понаблюдайте за волнами, которые катятся в вашу сторону, и за птицами, усевшимися на водную поверхность. У них совершенно безмятежный вид. Они сидят на волнах, катящихся под ними, то поднимаясь, то опускаясь, но их положение по отношению к берегу не меняется. О чем это говорит? Что вода как таковая остается на месте. Волны движутся, но среда, на которой они образуются — то есть вода, — неподвижна. Волна не может быть статичной: механизм ее создания работает, только если эта форма движется. Таким образом, волны всегда движутся. Они переносят энергию (поскольку ее нужно затратить, чтобы придать воде форму волны и вернуть ее в исходное состояние), но не «материю». Волна — это регулярная подвижная форма, переносящая энергию. Полагаю, именно поэтому (по крайней мере частично), сидя на берегу и всматриваясь в морскую даль, человек успокаивается, отдыхая душой и телом. Я могла видеть, как волны непрерывно доставляют энергию к берегу, а сама по себе вода остается на месте.

Волны бывают разных типов, но некоторые базовые принципы относятся к ним всем. У звуковых волн, издаваемых дельфином, волн на поверхности воды от брошенного камушка и световых волн, исходящих от далекой звезды, много общего. В наши дни человек не только реагирует на волны, посылаемые ему природой. Мы также вносим свой, подчас очень сложный вклад в столпотворение волн вокруг нас, и он соединяет множество элементов нашей цивилизации, разбросанных по планете. Но современным людям, осознанно использующим волны для укрепления культурных связей, не принадлежит пальма первенства. Эта история началась несколько столетий тому назад посреди гигантского океана.

Король, скользящий по волнам на доске, — картина по современным меркам более чем странная. Но 250 лет тому назад на Гавайях у каждого короля, королевы, правителя и правительницы была собственная доска для серфинга, а мастерство катания на ней составляло предмет особой гордости царствующих персон. Для гавайской элиты изготавливались специальные длинные узкие доски «Оло», тогда как простые смертные довольствовались более короткими и маневренными «Алайя». Соревнования были центральным сюжетом многих гавайских историй и легенд. Когда вся ваша жизнь протекает на тропическом острове с восхитительной природой, окруженном глубоким синим океаном, формирование культуры на основе всего, что связано с морем, представляется вполне естественным. Но гавайским первопроходцам серфинга повезло больше, чем жителям других тихоокеанских островов: волны, образующиеся возле Гавайских островов, были «правильными», то есть как нельзя лучше подходили для катания на доске. Эта небольшая островная нация, обитающая посреди безбрежного океана, волею судеб обрела идеальное местоположение. География и физика Гавайских островов отфильтровала все океанские сложности, а короли и королевы скользили по результатам этой фильтрации.

В то время как в безветренные дни гавайцы возносили молитвы своим богам, упрашивая их поднять океанские волны до высоты, пригодной для полноценного серфинга, за тысячи километров от этих мест океан мог выглядеть совершенно иначе. Ветры могучих штормов обрушивались на его поверхность и передавали свою энергию воде, на которой образовывались высокие волны. Но волны, порождаемые штормами, это беспорядочная смесь коротких и длинных волн, движущихся в разных направлениях, сталкивающихся друг с другом, разбивающихся и перестраивающихся. Зимние штормы регулярно свирепствуют на широте примерно 45°, поэтому они возникают либо к северу от Гавайских островов, когда зима наступает в Северном полушарии, либо к югу от Гавайских островов, когда зима наступает в Южном полушарии. Но волны должны куда-то двигаться. Когда ураганные ветры обрушиваются на океанскую поверхность, участок океана, охваченный сильным волнением, расширяет свои границы за пределы урагана — в места, куда не достает шторм. И здесь может начаться сортировка: проявляется истинная природа нагромождения волн, на первый взгляд кажущегося беспорядочным. На самом деле это вовсе не хаос, а совокупность волн разного типа, смешанных друг с другом. Более длинные волны движутся быстрее, чем короткие, поэтому и уходят быстрее, существенно опережая своих меньших собратьев. Но в процессе движения волне приходится кое-что терять. Она постепенно отдает энергию своему окружению, причем ее количество в расчете на каждую милю пройденного пути больше у коротких волн. Следовательно, короткие волны не только уступают в скорости длинным, но и теряют больше энергии. Так что неудивительно, что им требуется не так уж много времени, чтобы полностью исчезнуть. За тысячи километров от центра шторма спустя несколько дней движутся лишь самые длинные волны с гладкими регулярными гребнями, распространяясь концентрическими окружностями по всей планете.

Таким образом, первое преимущество Гавайев — в достаточном удалении от мест, где регулярно штормит, поэтому островитяне наблюдают лишь последствия ураганов в виде остаточных гладких, аккуратных длинных волн. Второе преимущество — Тихий океан очень глубокий, а вулканические края Гавайских островов непомерно крутые. Волны перемещаются по поверхности океана, практически не встречая препятствий на своем пути, и внезапно наталкиваются на крутые склоны. При этом вся энергия, которая была рассредоточена по огромной глубине, становится более концентрированной на мелководье, в результате чего высота волн увеличивается. Стоя на берегу, гавайцы ждут последнего вздоха этих медлительных монстров. Перед тем как выкатиться на идеальный песчаный пляж, волны становятся очень крутыми, что и требуется королям и королевам, вооружившимся своими длинными узкими досками «Оло».

Водяные волны — пожалуй, первые, с которыми сталкивается большинство людей на протяжении жизни. То, на чем покачивается утка, представить и понять не так уж сложно. И хотя волны бывают разных типов, к ним ко всем применимы одни и те же физические принципы. Все волны характеризуются той или иной длиной, то есть расстоянием между гребнями соседних волн. Поскольку волны движутся, всем им также свойственна определенная частота, а именно сколько раз в секунду они проходят полный цикл (от гребня до впадины и обратно до гребня). Кроме того, все волны имеют определенную скорость, но некоторые (например, водяные волны) движутся с разными скоростями, зависящими от длины волны. Проблема с большинством волн заключается в том, что мы не видим, что именно их создает. Звуковые волны движутся в воздухе и представляют собой компрессионные волны: вместо формы, перемещающейся в пространстве, происходит передача давления. Труднее всего вообразить световые волны, которые движутся через электрические и магнитные поля. Но несмотря на то что мы не способны видеть электричество, мы можем наблюдать эффекты, порождаемые волновой природой света.

Одна из главных причин, почему волны интересны и полезны, заключается в том, что среда, через которую они проходят, зачастую изменяет их. К тому моменту, когда мы сможем увидеть, услышать или иным способом обнаружить волну, она становится кладезем бесценной информации, поскольку несет на себе отпечаток среды, сквозь которую проходила. Но этот отпечаток формируется относительно простыми способами. Есть три основные вещи, которые могут произойти с волной в процессе прохождения той или иной среды: волна может отразиться, или преломиться, или поглотиться.

* * *

Если вы обратите внимание на ассортимент рыбного отдела супермаркета, то увидите в основном рыб серебристых оттенков. Исключение из правила — тропические рыбы, такие как барабулька обыкновенная и красный люциан, а также рыбы, обитающие в придонных глубинах, вроде морского языка и камбалы. Но в основном вы видите рыбу, которая перемещается в открытом океане крупными косяками, например сельдь, сардины и макрель. Серебристый оттенок интересен тем, что в действительности это вовсе не цвет. «Серебристый» — просто слово, которым мы обозначаем то, что служит трамплином для света, отбрасывающим его обратно в мир. Отражаться могут любые волны, и почти все материалы в той или иной степени отражают свет. Особенность серебра в том, что оно отражает все волны без разбора. Любой цвет «обрабатывается» одинаково, без исключений. Наиболее хорошо это удается отполированному металлу. И это свойство полезно в связи с тем, что угол падения света на поверхность равен углу его отражения от этой поверхности. Если взять какое-либо изображение и воспользоваться зеркалом, которое отразит его в другом направлении, то относительные углы всех лучей света останутся теми же. Чтобы получить идеальное изображение, нужно идеально отполировать металл, а это нелегко, именно поэтому люди испокон веков очень высоко ценили зеркала. Тем не менее серебристый оттенок рыбы воспринимается нами как нечто само собой разумеющееся. Однако он объясняется вовсе не наличием металла. Чтобы приобрести такой оттенок, рыбам пришлось сформировать структуры, которые позволяют получить его с помощью органических молекул. Это довольно сложный и, следовательно, недешевый эволюционный процесс. Если вы сельдь, то зачем вам это нужно?

Сельдь ходит по морю косяками, питаясь крошечными созданиями, похожими на креветок, и надеясь избежать встречи с большими хищниками: дельфинами, тунцом, треской, китами и морскими львами. Но океаны — огромные пустынные пространства, где негде спрятаться. Единственный выход — стать невидимым или хотя бы замаскироваться, чтобы быть менее заметным на фоне окружающей среды. Может, рыба должна иметь голубоватый оттенок, чтобы слиться с цветом морской воды? Проблема в том, что цвет морской воды непостоянен и зависит от времени суток, а также ряда других факторов. Но, чтобы выжить, сельдь должна как можно меньше отличаться от окружающей ее воды. Именно поэтому она превращается в некое подобие плавающих зеркал: пустой океан позади косяка сельди выглядит точно так же, как и перед косяком. Сельдь, как и высококачественное алюминиевое зеркало, может отражать 90% падающего на нее света. Отражая световые волны обратно в глаза потенциальных хищников, сельдь может плыть, прикрываясь своего рода щитом, созданным из света.

Впрочем, отражение далеко не всегда идеально. Зачастую объект отражает лишь часть света. Но оно чрезвычайно полезно, когда два объекта находятся рядом друг с другом и мы хотим их отличить. Тот, который отражает синий свет, — это моя чашка, а тот, который отражает красный, — чашка моей сестры. Таким образом, отражение играет важную роль при падении волны на ту или иную поверхность. Однако это не единственное, что может произойти, когда на пути волны возникает граница. Преломление (рефракция) может влиять на волны более «тонким» способом, изменяя направление их движения.

Когда какая-то гавайская королева стояла на вершине скалы, окидывая взором побережье и наблюдая за формированием волн прибоя, она могла заметить, что хотя волны из открытого океана каждый день движутся в сторону острова с какого-то другого направления, в том месте, где они достигают берега, они всегда ему параллельны. Волны не могут подходить к берегу сбоку, в какую бы сторону он ни был обращен. Это объясняется тем, что скорость волн зависит от глубины воды, а волны на больших глубинах движутся быстрее. Вообразите длинный прямой берег и приближающийся к нему гребень волны с направления, отклоняющегося слегка влево от перпендикуляра к линии берега. Правая половина гребня волны расположена дальше от берега, то есть находится на большей глубине. Следовательно, она перемещается быстрее, догоняя половину волны, расположенную ближе к берегу. Таким образом, по мере приближения к берегу гребень всей волны слегка поворачивается против часовой стрелки и накатывается на берег параллельно ему. Таким образом, вы можете изменить направление движения волны, изменяя скорость каких-то частей ее гребня относительно других его частей. Это явление называется рефракцией.

Легко представить себе изменение скорости водяной волны, но как быть со светом? Физики обычно говорят о «скорости света». Это невообразимо высокая скорость и принципиально важный элемент самого знаменитого научного наследия Эйнштейна: специальной теории относительности и общей теории относительности. Открытие существования постоянной «скорости света» произвело настоящий фурор в научном мире, хотя многим было трудно понять и принять этот факт. Но вы, наверное, удивитесь, узнав, что никогда в жизни не встречали световые волны, движущиеся со скоростью света. Даже вода ее замедляет. Вы сами можете убедиться в этом с помощью монетки и чашки.

Положите монету плашмя на дно чашки так, чтобы она касалась ближней к вам стенки чашки. Затем наклоняйте чашку в противоположную от себя сторону до тех пор, пока край чашки не скроет от вас монету. Свет движется по прямой, но сейчас нет прямой линии, которая соединяла бы ваши глаза и монетку. Теперь, не изменяя положения своей головы и чашки, наполните чашку водой. Монетка снова появится в поле вашего зрения. Ее положение не изменилось, но отражающийся от нее свет изменил направление после выхода из воды и теперь может попасть на сетчатку вашего глаза. Это косвенная демонстрация того, что вода замедляет скорость света. Попадая в воздух, свет снова ускоряется, а световая волна, пересекая границу между водой и воздухом, изгибается под определенным углом. Это явление называется преломлением, или рефракцией, и происходит не только на границе воды и воздуха: любая среда, через которую проходит свет, замедляет его — но в разной степени. Говоря о «скорости света», мы подразумеваем скорость света в вакууме, то есть в пустоте. Вода замедляет скорость света до 75% от его скорости в вакууме; стекло — до 66%. В бриллианте свет движется со скоростью, составляющей лишь 41% от его скорости в вакууме. Чем больше замедляется скорость света в том или ином материале, тем больше свет отклоняется на границе с воздухом. Вот почему бриллианты сверкают сильнее, чем большинство других драгоценных камней: они гораздо больше замедляют свет. И это отклонение — единственная причина, по которой вы можете видеть стекло, воду или бриллианты. Сами по себе эти материалы прозрачны, поэтому мы не можем видеть их непосредственно. В действительности мы видим, как нечто воздействует на свет, проходящий сквозь него, и интерпретируем это «нечто» как прозрачный объект.

Возможность созерцать бриллианты доставляет удовольствие уже сама по себе (особенно тем, кто может себе позволить их покупку), но рефракция — не только источник эстетического наслаждения. Если бы не она, у нас не было бы линз. А линзы открыли человечеству огромный пласт науки. Без линз не появились бы микроскопы, позволяющие исследовать эмбрионы и клетки, из которых мы состоим, телескопы для исследования космоса и фото- и видеоаппаратура, фиксирующая интересующие нас процессы. Если бы световые волны всегда двигались со скоростью света, у нас бы всего этого не было. Мы буквально купаемся в световых волнах, и они все время отражаются и преломляются, ускоряются и замедляются при прохождении через те или иные среды. Подобно хаосу в шторм на поверхности океана, перекрывающиеся между собой световые волны разной длины движутся рядом с нами во всевозможных направлениях. Но отбирая и преломляя, отфильтровывая одни волны и замедляя другие, наши глаза упорядочивают лишь малую долю этого света таким образом, чтобы он мог приносить нам какую-то пользу. Гавайская королева, стоя на прибрежной скале, наблюдает водяные волны с помощью световых волн, причем оба вида волн подчиняются одним и тем же физическим законам.

Замечательно, если какие-то световые волны, отразившись или преломившись, попали на сетчатку вашего глаза, в результате чего вы смогли увидеть те или иные объекты. А как насчет световых волн, не достигших ваших глаз?

Я давно заметила одну небольшую странность: если вы дадите ребенку набор цветных карандашей и попросите его нарисовать воду, вытекающую из водопроводного крана, он обязательно изобразит ее голубой. Но вряд ли кто-то из нас видел голубую воду, вытекающую из крана. Она должна быть бесцветной. Если же у такой воды голубоватый цвет, срочно обратитесь к водопроводчику: в нее наверняка попадают вредные примеси и она непригодна для питья. Но вода на детских рисунках всегда голубого цвета.

На спутниковых снимках Земли океаны имеют явно выраженный голубоватый цвет. И это не потому, что морская вода соленая: на вершинах ледников встречаются небольшие озера, образованные талой водой, практически лишенной солей, но они тоже потрясающе голубого цвета, будто в них специально добавили пищевой краситель. Но в местах, где талая вода стекает с ледника в озеро, она бесцветна. Стало быть, цвет воды определяется не ее содержимым, а количеством.

Световые волны, падающие на водную поверхность, либо отражаются обратно в небо, либо проникают глубоко в толщу воды. Но иногда какая-нибудь крошечная частица или даже сама вода создает препятствие на пути световых волн, отражая их в каком-то другом направлении. Такое перенаправление может многократно произойти с одной и той же световой волной, в результате чего она в итоге отражается обратно в воздух. На этом длинном пути вода отфильтровывает свет. Световые волны, исходящие от Солнца, представляют собой сочетание волн разной длины, в котором присутствуют все цвета радуги. Но вода может поглощать свет, причем какие-то цвета она поглощает гораздо интенсивнее, чем другие. Первым отфильтровывается красный цвет: достаточно буквально нескольких метров воды, чтобы свет полностью избавился от красной составляющей. Еще несколько десятков метров понадобится для того, чтобы лишить свет желтой и зеленой составляющих. Хуже всего поглощается голубой цвет — он может проникать на огромную глубину. И к тому времени, когда отразившийся свет выберется на поверхность океана, в нем в основном останется голубая составляющая. Таким образом, бесцветность воды, вытекающей из крана, объясняется тем, что ее количества недостаточно, чтобы отфильтровать все составляющие солнечного света, кроме голубого цвета. Впрочем, у воды из крана есть цвет — причем такой же, как у всей воды на планете. Но он настолько слабый, что вам понадобилось бы собрать огромное количество такой воды, чтобы заметить эффект, оказываемый ею на проходящие сквозь нее световые волны. Когда вы наблюдаете такой эффект собственными глазами, это производит впечатление, и выбор голубого карандаша для изображения воды кажется вполне естественным. Но если бы жизненный опыт ребенка сводился лишь к использованию воды из водопроводного крана, то выбор голубого карандаша был бы отнюдь не очевидным.

Таким образом, при прохождении через ту или иную среду световые волны могут ею поглощаться. Происходит очень медленный процесс отъема энергии волны — одна микроскопическая порция энергии за другой. Величина энергии, потерянной при прохождении через среду, зависит от типа и длины волны. Вся эта изменчивость свидетельствует не только об огромном разнообразии действий, производимых волнами, но и о том, как много они могут нам рассказать. Некоторые из контрастов, порождаемых этим разнообразием, можно увидеть и услышать во время одного из моих любимых атмосферных явлений — грозы.

Гроза — величественное зрелище, драматическое напоминание о том, что воздух — это нечто гораздо большее, чем «невидимый наполнитель для неба». В земной атмосфере содержится огромное количество воды и энергии. Обычно эти субстанции медленно перемещаются в атмосфере и ведут себя спокойно. Могучее грозовое облако формируется при необходимости изменить баланс в атмосфере, поскольку мирных перемещений в ней уже недостаточно. Система запускается, когда подвижный, теплый, влажный воздух вблизи земли устремляется вверх, смешиваясь там с более холодными воздушными массами и неся с собой огромные количества энергии. В центре обширного облака горячий и влажный воздух быстро поднимается вверх, смешиваясь с атмосферными слоями над ним и образуя большие дождевые капли. Самый драматический момент этого процесса состоит в том, что такое перемешивание приводит к разделению электрических зарядов и их сосредоточению в разных частях облаков. Эти заряды накапливаются до тех пор, пока близлежащие облака или сама Земля не примут на себя удар гигантских импульсов электрического тока, отводя в сторону избыточный электрический заряд. Каждая вспышка молнии длится не дольше миллисекунды, но раскаты грома разносятся на многие десятки километров. Я обожаю гром и молнии за возникающие при этом театральные эффекты, а также за то, что они помогают нам лучше разобраться в механизмах грозы. Гроза порождает противоположности, ни в какие другие моменты не встречающиеся в природе: резкая вспышка молнии, контрастирующая с тяжелыми и продолжительными раскатами грома. Но то и другое — замечательные примеры разнообразия волн.

Вспышка молнии кратковременна. Электрическое соединение создается нагретым до очень высокой температуры каналом в атмосфере, тянущимся от грозового облака до Земли или, возможно, какого-то другого облака. Этот канал — некое подобие коридора, заполненного молекулами, которые разрушились под воздействием движущейся через них энергии. За очень короткое время температура в таком канале может достичь 50 000 °C, в результате чего он принимает вид ослепительного бело-голубого рваного шнура. В разные стороны от канала расходится гигантский импульс световых волн, заполняющих собой все окружающее пространство, но движется он с такой огромной скоростью, что свечение пропадает практически мгновенно. Когда канал, по которому переносится электрический ток, нагревается до столь высоких температур, он резко расширяется, причем так быстро, что давление, оказываемое при этом на окружающий воздух, принимает характер удара. Этот гигантский импульс давления вслед за светом расходится в воздухе кругами во все стороны, но гораздо медленнее. Эти звуковые волны и есть раскаты грома. Мы знаем, что молния всегда сопровождается вспышкой и громовыми раскатами.

Самое важное, что нужно знать о волне, что это один из способов передачи энергии, но без необходимости перемещать воздух, воду или какую-либо иную среду, в которой движутся волны. Это означает, что в нашем мире волны могут легко перемещаться в разных средах, производя при этом всевозможные интересные и даже полезные эффекты, но не приводя к каким-либо разрушительным последствиям. Удар молнии высвобождает огромную энергию, а световые и звуковые волны могут переносить ее часть на значительные расстояния. Несмотря на то что в процессе прохождения волн в воздушной среде сам по себе воздух не перемещается, происходит передача огромных количеств энергии. Свет и звук — разные типы волн, но на них действуют одни и те же базовые физические принципы. Например, и свет, и звук могут изменяться под воздействием среды, в которой они перемещаются. В случае грома мы можем непосредственно слышать, что происходит с волнами.

Я предпочитаю находиться на расстоянии примерно пары километров от места удара молнии. Как только вспышка молнии просигнализирует о том, что звуковая волна уже движется в мою сторону, я рисую в своем воображении, как гигантские концентрические круги давления распространяются во всех направлениях. Глядя на окружающий меня ландшафт, я, конечно, не могу их видеть, но требуется лишь несколько секунд, чтобы первый раскат грома достиг моих ушей. Эти звуковые волны распространяются в воздухе со скоростью примерно 340 метров в секунду (более 1200 км/ч), то есть на прохождение одного километра звуковой волне понадобится примерно 3 секунды. Раскат грома подобен первоначальному звуку, возникающему в момент резкого расширения канала, по которому переносится электрический ток молнии; этот звук рождается где-то у поверхности земли. Однако у раскатов грома есть особенность, которая не позволяет спутать их с другими звуками: после первого раската грома звук слышится с места, расположенного несколько выше того, откуда донесся первый звук. Сначала второй звук ничем не отличается от первого, но ему понадобилось больше времени, чтобы меня достичь, поскольку он зародился не у самой земли, а несколько выше, в результате чего ему приходится преодолевать большее расстояние. Затем, когда гром продолжает грохотать, я слышу звуки, доносящиеся со все большей и большей высоты, хотя их породила одна и та же молния. Если требуется примерно шесть секунд, чтобы первый раскат грома достиг моих ушей (напоминаю, что я нахожусь на расстоянии примерно пары километров от места удара молнии), то, чтобы услышать звук той же молнии, образовавшийся на высоте пары километров, понадобятся еще две с половиной секунды. Эти звуковые волны сгенерированы практически одновременно, но на разных высотах. А это означает, что я могу наблюдать, как атмосфера воздействует на них. Разница между звуковыми волнами (раскатами грома), порожденными одной и той же молнией, заключается в том, что они проходят разные расстояния, прежде чем достигнут моих ушей. В результате звуки самой высокой тональности, первый раскат грома, затухают очень быстро, поскольку волны более высоких частот интенсивно поглощаются атмосферой, тогда как низкочастотные затухают медленно и глухие раскаты грома звучат довольно долго. Чем больше времени с момента появления вспышки молнии, тем большие расстояния преодолевают слышимые мною звуковые волны, тем ниже и ниже становится в целом тон этих звуков, потому что высокочастотные составляющие уже поглощены воздухом, тогда как низкочастотные все еще продолжают звучать. Если вы находитесь достаточно далеко от места удара молнии, воздух поглотит все звуки и они никогда не достигнут ваших ушей. Но радиус действия световой вспышки, возникающей при ударе молнии, намного больше: световые волны гораздо слабее поглощаются воздухом, чем звуко­вые. Правда, перемещаясь в нашем мире, они могут изменяться другими способами.

В каком-то смысле волны очень просты. После возникновения волны она начинает куда-то двигаться. Прекращение движения означает конец ее существования. О каких бы волнах ни шла речь — звуковых, океанских или световых, — они могут отражаться, преломляться или поглощаться средой, в которой движутся. Вся наша жизнь проходит посреди этого сложного переплетения волн. Анализируя его, мы получаем представление о своем окружении. Наши глаза и уши настроены на происходящие вокруг нас колебания, которые являются носителями двух очень важных «предметов потребления»: энергии и информации.

* * *

В пасмурный холодный зимний день поджаренный, хрустящий, аппетитный ломтик хлеба способен значительно поднять настроение. Единственная проблема — это удовольствие не находится «на расстоянии вытянутой руки», тост еще нужно приготовить, а для этого требуется время. Обычно я ставлю на огонь чайник, затем кладу ломтик хлеба в тостер, а потом начинаю нетерпеливо мерить шагами кухню в ожидании, пока мое любимое лакомство будет готово. Сполоснув кипятком чашку и заварочный чайник и расчистив на кухонном столе место для трапезы, я заглядываю в тостер, чтобы выяснить, на какой стадии находится приготовление тоста. Вообще, тостеры нравятся мне потому, что позволяют непрерывно контролировать процесс, убеждаясь в том, что нагревательные элементы накалились докрасна. Они не только нагревают воздух, контактирующий с ними, но и излучают световую энергию. И это сияние служит своего рода встроенным термометром. Вы можете определить, насколько сильно раскалился нагревательный элемент, по его цвету. Ярко-красный цвет нагревательного элемента говорит о том, что температура внутри тостера достигла 1000 °C. Это очень высокая температура. Во всяком случае достаточная для того, чтобы расплавить алюминий или серебро. Но если нечто накалилось до ярко-вишневого цвета, значит, температура этого «нечто» достигла 1000 °C. Другие цвета свидетельствуют о других температурах. Это правило вытекает из самого механизма действия Вселенной. Если взглянуть на горящую груду угля, то можно заметить, что внутри нее горящий уголь светится ярко-желтым цветом. Это свидетельствует о том, что температура внутри этой груды достигла 2700 °C. Предмет, накалившийся добела, разогрет до температуры порядка 4000 °C или даже больше. На первый взгляд это может показаться странным. Какое отношение цвет имеет к температуре?

Заглядывая внутрь тостера, я наблюдаю за превращением тепловой энергии в световую. Одна из самых элегантных особенностей действия механизма Вселенной заключается в том, что любой объект, температура которого выше абсолютного нуля, постоянно преобразует часть своей энергии в световые волны. А свет должен пребывать в движении, поэтому световая энергия, создаваемая объектом, излучается в окружающую среду. Нагревательный элемент, накалившийся докрасна, преобразует часть своей энергии в световые волны красного цвета, расположенные на длинноволновом краю спектра. Но большая часть излучаемой нагревательным элементом энергии характеризуется еще большей длиной волн; их мы называем инфракрасными. Инфракрасные световые волны в принципе ничем не отличаются от видимого света, за исключением большей длины волны. Их можно обнаружить лишь косвенным способом, ощутив тепло в том месте, где происходит их поглощение. Хотя инфра­красные световые волны невидимы, в тостере они играют важную роль, ведь именно они нагревают тост.

Горячие объекты на одних длинах волн испускают больше света, чем на других. При любой температуре существует некая пиковая длина волны, на которую приходится львиная доля свечения, причем излучаемый свет ослабевает по обе стороны от этого пика. Тостер выдает большую порцию инфракрасного света и в качестве дополнения — видимый красный свет. Поэтому я вижу красное свечение. Я не вижу свет, который действительно поджаривает мой хлеб, но я вижу «хвост» от более длинных волн — красный свет.

Если бы у меня был супертостер, который мог бы разогреваться до более высоких температур, например до 2500 °C, то его нагревательные элементы раскалялись бы до желтого цвета, потому что объект, нагретый до более высоких температур, излучал бы свет с более короткими длинами волн, в результате чего видимый «хвост» включал бы большее число цветов радуги: красный, оранжевый, желтый и чуть-чуть зеленого. Когда мы видим и красный, и зеленый свет вместе, то воспринимаем его как желтый. Лишь объект, нагретый до такой температуры, излучал бы свет именно в этом диапазоне спектра. А если температуру еще повысить (то есть, если бы у меня был гипертостер, который бы разогревался до температуры порядка 4000 °C), то излучаемый свет включал бы все цвета радуги — вплоть до синего. А наблюдая сразу все цвета радуги, мы видим белое свечение. Таким образом, объект, раскаленный добела, в действительности излучает все цвета радуги, но они перемешаны между собой. Недостаток такого гипертостера — он расплавится в процессе работы независимо от того, из какого материала изготовлен. Но зато он очень быстро поджаривал бы ваши тосты. А заодно и вашу кухню.

Таким образом, тостер — это устройство, генерирующее волны. Видимые вами волны красного света — только часть волн, излучаемых в процессе накаливания его нагревательного элемента. Инфракрасные волны, которые вы не можете видеть, поджаривают ваш тост. Именно поэтому ломтик хлеба в тостере приобретает хрустящую коричневую корочку лишь на поверхности. Только поверхностный слой хлеба, в который проникает инфракрасный свет, способен его поглощать и разогреваться. Причина, почему мне нравится наблюдать за процессом приготовления тоста в тостере, проста: в это время я рисую в своем воображении инфра­красный свет, излучаемый нагревательным элементом. Я не могу его видеть, но знаю, что именно он создает хрустящую коричневую корочку на ломтике хлеба. Видимый мною красный свет — своего рода бесплатное приложение к подлинному «виновнику торжества».

Но, разумеется, здесь есть одна загвоздка. Проблема с таким методом генерации световых волн в том, что вы всегда получаете один и тот же их набор. У вас нет возможности выбрать именно те волны, которые вам нужны, и отфильтровать остальные. Горящий уголь, светящийся оранжевым цветом, расплавленная сталь и какой-либо другой материал, нагретый до 1500 °C, должны испускать излучение с одним и тем же сочетанием длин волн, то есть цветов света. Таким образом, можно измерить температуру какого-либо объекта по его цвету при условии, что этот объект нагрет до такой степени, что вы можете видеть, как изменяется его цвет при изменении температуры. Температура на поверхности Солнца равна примерно 5500 °C. Именно поэтому мы воспринимаем исходящий от него свет как белый. Вообще говоря, это единственная причина, по которой мы можем видеть звезды на ночном небе. Их температура настолько высока, что свет излучается с их поверхности и пронизывает Вселенную. Их свечение имеет определенный цвет, который позволяет судить о температуре звезд.

Между прочим, каждый из нас — и вы, и я — также имеет свой цвет, определяемый нашей температурой. Конечно, он невидимый, но его могут регистрировать специальные камеры, воспринимающие требуемый вид инфракрасных волн. Разумеется, мы не раскаляемся до температур работы тостеров, но тем не менее излучаем свет. Мы испускаем световые волны, длина которых в 10–20 раз превышает длину волн видимого света. Каждый из нас представляет собой нечто наподобие лампы накаливания, испускающей инфракрасный свет, что обусловлено температурой нашего тела. Светятся все теплокровные млекопитающие: собаки, кошки, кенгуру, бегемоты и т. д. Все, что имеет температуру выше абсолютного нуля (то есть выше –273 °C), — своего рода лампа накаливания, излучающая свет, цвет которого находится в диапазоне, простирающемся от инфракрасного до еще более длинных волн (микроволновый диапазон) по мере снижения температуры.

Таким образом, вся наша жизнь проходит среди волн, причем не только тех, которые мы можем увидеть, если смотреть в соответствующем направлении. Солнце, наши собственные тела, мир вокруг нас, а также всевозможные технические устройства, созданные человеком, постоянно генерируют световые волны. То же можно сказать о звуковых волнах: высоких и низких тонах, ультразвуковых волнах, которыми пользуются во время охоты летучие мыши, и инфразвуковых волнах, используемых слонами для предупреждения сородичей о непогоде. Интересно, что все эти волны могут проходить через одно и то же помещение, не смешиваясь между собой. Звуковым волнам абсолютно все равно, освещено помещение или погружено во мрак. А на световые волны никак не воздействуют фортепианные концерты и орущие младенцы. Вся эта какофония волн обрушивается на нас, когда мы открываем глаза и «включаем» слух. Но мы не сходим с ума, а просто отстраняемся от неактуальных для нас волн и настраиваемся на волны, несущие нам ту или иную полезную информацию.

Но какие именно волны мы отбираем? Ответ будет разным для новейших моделей «беспилотных» автомобилей и для животного, которому приходится выживать в лесу. Волны несут в себе разнообразную информацию, и из всего ее обилия каждый выбирает то, в чем больше всего нуждается. Вот почему голубые киты и дельфины-бутылконосы вряд ли способны услышать друг друга, и именно поэтому ни голубые киты, ни дельфины-бутылконосы не обратят ни малейшего внимания на цвет вашего гидрокостюма.

* * *

Калифорнийский залив тянется вдоль западного побережья Мексики и представляет собой узкую океанскую гавань около 1100 километров длиной, которая в южной оконечности открывается в Тихий океан. Голубые воды залива защищены темными горными вершинами, вздымающимися в небо с его обоих берегов. Обитатели морских глубин преодолевают немалые расстояния, чтобы здесь отдохнуть и подкормиться. Коротая время в небольшой лодке посреди залива, одинокий рыбак может насладиться царящими здесь тишиной и покоем, ведь в этих водах нет условий для появления сильных волн. В дневные часы солнечный свет интенсивно прогревает залив и его окрестности, отражаясь только голубой водой и отполированными скалами на берегу. Слышны лишь звуки волн, плещущихся о борта, да поскрипывание лодки. Одинокий дельфин выпрыгивает из воды, становясь на мгновение частью этой мирной картины, а затем снова погружается в совершенно другую, отнюдь не столь спокойную стихию. Там, на глубине, во всю мощь и на полную громкость работает особая экосистема Калифорнийского залива.

Ныряя на глубину, дельфин издает звук высокого тона, практически свист, адресованный остальным членам стаи, следующим за ним. И когда они улавливают этот свист, вода наполняется звуками, похожими на щелчок. Это короткие, резко обрывающиеся звуковые волны, источник которых находится в лобной части головы дельфина. Они отражаются от окружающих предметов. Достигнув первого дельфина, короткие звуко­вые волны передаются через его челюстную кость в уши. Таким образом, каждое животное формирует в своем мозге «звуковую картину» окружающих его предметов. Посвистывания, попискивания и щелчки образуют вокруг группы дельфинов такой звуковой фон, будто все это происходит не на морской глубине, а на какой-нибудь оживленной улице. Этот звуковой фон создают звуковые волны сообщества дельфинов в ходе охоты. Проведя какое-то время на поверхности воды, вдоволь надышавшись и наигравшись, дельфин отправляется на глубину — поохотиться. Световые волны, находящиеся в изобилии у поверхности воды, на глубину проникают с большим трудом: они очень быстро поглощаются водой, поэтому на глубине свет не может служить надежным источником информации. У дельфина есть глаза, через которые он получает информацию как над, так и под водой, но степень полезности света объясняется тем, как эволюционировало зрение дельфина. Оно совершенно не позволяет ему различать цвета — да и зачем дельфину такая способность, если в ареале его обитания цвета не играют большой роли? Мир, в котором живут дельфины, окрашен в голубой цвет, но откуда им об этом знать? Дельфин не воспринимает голубой цвет — для него подводный мир черен, как ночь. Впрочем, дельфины видят яркие блики света, отражающегося от проплывающего мимо косяка рыб. Одним словом, дельфины видят то, что им нужно видеть.

Поверхность океана подобна зеркалу Алисы в Стране чудес, которое разделяет два мира, но позволяет легко шагнуть из одного в другой. Волны имеют тенденцию отражаться от водной поверхности, разделяющей эти два мира, поэтому звук, рождающийся в воздухе, там и остается, а звук, рождающийся в океане, остается в океане. В воздухе свет движется практически беспрепятственно, как, собственно, и звук. В океане световые волны очень быстро поглощаются водой, но звуковые распространяются очень быстро и без особых потерь. Если, погрузившись под воду, вы хотите получить информацию о своем окружении, вам нужно научиться обнаруживать звуковые волны. От световых волн здесь мало пользы, если только вы не рассматриваете что-то в непосредственной близости от себя и если не погрузились слишком глубоко под воду.

Однако мир звуков под водой гораздо разнообразнее мира зрительных образов. Дельфины используют звуки очень высоких частот, порой в десять раз превышающих порог слышимости человеческого уха. Столь короткая длина звуковых волн, издаваемых дельфинами, означает, что их механизм эхолокации позволяет до мельчайших подробностей распознавать форму объектов, находящихся перед дельфином. Однако издаваемые дельфином высокочастотные звуки распространяются лишь на сравнительно короткие расстояния, поэтому звуковой фон, создаваемый группой дельфинов, не слышен у берегов залива. Впрочем, поверх этого звукового фона накладываются другие звуки, с более высокой «дальнобойностью». В частности, глухое жужжание двигателя далекого морского судна, позвякивание пузырьков, возникающих в результате всплесков на поверхности воды, тихое потрескивание, издаваемое креветками, и внезапно — глухой гул, напоминающий стон, настолько низкий, что дельфины не слышат его. Стон повторяется. В десятке километров отсюда подает сигналы голубой кит, и эти звуки распространяются по заливу на большие расстояния. Кит не пользуется эхолокацией, поэтому обходится без высокочастотных звуков. Главное для кита — чтобы издаваемые им звуки были слышны как можно дальше, а для этой цели подходят низкочастотные звуки, то есть звуковые волны большой длины. Такие волны могут преодолевать огромные расстояния, а гладким (или, как их еще называют, настоящим) китам — среди прочих к их числу относятся голубые киты, финвалы (полосатики) и малые полосатики — приходится общаться друг с другом на огромных расстояниях. Киты не слышат щелканья дельфинов, а дельфины не слышат грустных стонов китов. Впрочем, в воде распространяются любые звуки и несут в себе огромный поток информации для всех обитателей морских глубин, каждый вид которых настраивается на подходящую для себя звуковую частоту.

Следовательно, океан также представляет собой среду распространения световых и звуковых волн, однако в нем это происходит совсем не так, как в воздухе. Океанские глубины — идеальная среда для распространения звуковых волн, а что касается света, то киты и дельфины не различают цветов, поскольку такие тонкости световых волн не имеют для них никакого значения.

Однако между атмосферой и океаном есть определенное сходство. Точно так же как самые длинные звуковые волны передаются под водой на самые дальние расстояния, самые длинные световые волны преодолевают самые дальние расстояния в атмосфере. Всего лишь каких-нибудь сто лет назад люди научились общаться через тысячи километров. Поскольку мы живем в воздушной среде, то для передачи информации на дальние расстояния пользуемся не звуковыми, а световыми волнами, которые называются радиоволнами. Самым важным применением этой технологии на раннем этапе развития была отправка информации через океаны. Если бы команда «Титаника» всерьез отнеслась к сообщениям, полученным с помощью новых систем связи, то это замечательное судно, возможно, не утонуло бы.

Сразу же после полуночи 15 апреля 1912 года импульсы радиоволн в виде концентрических кругов распространялись из нескольких мест в Северной Атлантике. Картины концентрических кругов возникали спорадически и прекращались, причем каждая затухала по мере распространения волны от своего источника. Некоторые из этих концентрических кругов-волн достигали других мест, из которых передавались подобные сигналы, и они ретранслировались дальше. Самые мощные волны исходили из места, находящегося в 600 километрах на юг от Ньюфаундленда в Канаде, где Джек Филлипс использовал один из наиболее мощных на то время морских радио­передатчиков, чтобы отправить в эфир сигналы бедствия. Гигантский океанский лайнер «Титаник», крупнейший в мире корабль, шел ко дну. Джек Филлипс, находясь в верхней части судна, на шлюпочной палубе, отправлял короткие электрические импульсы на антенну, протянутую между двумя дымовыми трубами. Электрические колебания в антенне преобразовывались в радиоволны, рассылаемые в разные стороны с корабля, а радиооператоры на других судах расшифровывали сообщения, поступающие из эфира на антенны их приемников.

Такого типа радиосвязь работает лишь потому, что радиоволны с радио­передающей антенны распространяются во все стороны, а не в каком-то определенном направлении. Радиооператору, транслирующему сообщение, не нужно знать точное местоположение человека, который его примет, — одни и те же радиоволны могут принимать многие люди, находящиеся в разных местах. Радиоимпульсы, посылаемые «Титаником», могли уловить радиооператоры на «Карпатии», «Балтике», «Олимпике» и нескольких других судах, находящихся в нескольких сотнях километров от «Титаника». Хотя передаваемая информация могла быть крайне лаконичной, а радиопередающие и радиоприемные устройства весьма несовершенными, впервые в истории человечества появилась возможность вести переговоры через океан. Изобретение радиосвязи радикально повлияло на судовождение. Двадцатью годами ранее «Титаник» исчез бы под волнами в полном одиночестве и о его пропаже в лучшем случае узнали бы через неделю. Первый трансатлантический радиосигнал был передан за десять лет до крушения «Титаника». Но в ту роковую ночь посредством радиоволн, расходившихся концентрическими кругами в темноте, суда, находившиеся сравнительно недалеко от «Титаника», узнали о трагедии сразу же, как только она начала разворачиваться. Эти им­пульсы-стаккато не были случайностью. Концентрические круги радио­волн складывались в определенные картины, и каждая такая картина несла в себе определенное сообщение, отправленное определенным человеком и переданное на дальнее расстояние со скоростью света. Это ознаменовало собой настоящую революцию в области человеческих коммуникаций, переворот, возвестивший о подлинном начале эпохи радио.

Одна из причин, почему гибель «Титаника» приобрела мировую известность, — трагедия произошла на пороге нового века и продемонстрировала колоссальный потенциал радиоволн. («Карпатия» прибыла к месту крушения «Титаника» через два часа после того, как он затонул. И это помогло спасти многие жизни.) Но она также показала, что радиосвязь того времени была слишком несовершенна, чтобы из нее можно было извлечь максимум пользы. Скорость передачи сообщений была низкой, и некоторые из предупреждений об айсбергах, принятые на «Титанике», попросту затерялись в потоке тривиальных и малозначащих уведомлений. Немаловажно и то, что использование примитивных импульсов волн для передачи сообщений означало, что одни сигналы можно было легко перепутать с другими. Кто передает сообщение и кто его принимает? Оно могло быть принято частично или с искажениями и в итоге неправильно истолковано. Чтобы использовать радиоволны для передачи информации, нужно каким-то образом их изменять, чтобы приемник мог воспринимать картину этих изменений. Но радиопередающие и радиоприемные системы того времени работали по принципу «включено/выключено»: либо испускание радиоволн, либо их отсутствие. Существовал всего один канал радиопередачи, и им пользовались все потенциальные участники радиосвязи.

Радиоволны были не единственными волнами, которые носились в ту ночь над океаном. «Титаник» передавал сигналы бедствия, а судно «Калифорниэн», находившееся неподалеку, пыталось обмениваться с ним информацией с помощью ратьера, посылая на «Титаник» вспышки видимого света. Но «дальнобойность» радиоволн гораздо выше, что объясняется одной важной особенностью земной атмосферы. Верхний атмосферный слой (ионосфера) ведет себя по отношению к радиоволнам как частично отражающее их зеркало. Поэтому радиосигналы с «Титаника» не просто расходились в разные стороны над поверхностью океана: они посылались в атмосферу, а затем отражались вниз. Именно поэтому радио­волны способны преодолевать огромные расстояния над океаном, хотя из-за кривизны Земли на достаточно большом удалении отправитель и получатель радиосигнала не находятся в зоне прямой видимости (то есть их нельзя соединить воображаемой прямой линией). Отраженные радиоволны могут обогнуть планету: многочисленные отражения помогают им огибать изогнутую поверхность. Для видимого света подобного «зеркала» в атмосфере нет.

Джек Филлипс продолжал заполнять ночной эфир импульсами радио­волн, передавая координаты «Титаника» каждому, кто их мог принять, пока вода не захлестнула радиорубку. Джек Филлипс не выжил, однако использование системы дальней радиосвязи позволило выжить 706 пассажирам и членам экипажа из 2223 человек, находившихся на борту. Многим из этих 706 счастливчиков удалось дожить до того времени, когда эфир вокруг нашей планеты превратился в настоящую какофонию из радиоволн, используемых в системах радиосвязи. В наши дни степень этой какофонии выросла многократно, но именно благодаря ей человечество взаимосвязано, как никогда прежде.

Электромагнитные волны правят нашим миром. Это тот механизм, который доставляет нам крохотную долю энергии Солнца, питающей нашу планету. Электромагнитные волны — мост, соединяющий нас со Вселенной. Но в прошлом столетии наша цивилизация начала разрабатывать новые взаимоотношения с комплексом всех возможных световых волн, всем электромагнитным спектром. Если когда-то мы были лишь пассивными потребителями, признательными за энергию и информацию, которая нечаянно попадала к нам в руки, то сегодня мы плодовитые производители и пользователи электромагнитных волн. Наше невероятно возросшее умение обращаться с электромагнитными волнами раскрыло перед нами колоссальные возможности по контролю практически за всем, что происходит в мире, способность почти мгновенно передавать информацию в любую точку планеты и возможность общаться прямо сейчас с любым ее жителем, имеющим мобильный телефон.

Но разобраться в этом нашествии волн можно лишь при условии, что вы знаете, как из всего множества передаваемых сообщений выделить именно то, которое предназначено вам. К счастью, решение проблемы заключено в самих волнах, и вам не требуется какое-то специализированное оборудование, чтобы в этом убедиться.

Национальный парк Грейт-Смоки-Маунтинс в штате Теннеси потрясает чередой долин и горных вершин, покрытых лесом. Безмятежность и величественное спокойствие этого леса производили особенно сильное впечатление, поскольку, чтобы сюда добраться, нам пришлось проехать через город, где родилась и провела свои детские годы Долли Партон. Разумеется, я немало слышала об этой великой певице в стиле «кантри», но была потрясена видом Долливуда, огромного тематического парка, созданного в честь Теннеси, музыки «кантри», верховой езды и, конечно, самой Долли Партон. Красные ковбойские шляпы, богато декорированные гитары и всепроникающий фон музыки в стиле «кантри», буквально пропитавший окружающие города, копны рыжих волос на головах, винтажные джинсовые костюмы и безграничное южное гостеприимство. Бурбон после ужина показался нам неким культурным императивом, хотя, по правде говоря, я предпочла бы ковбойскую шляпу. Но все изменилось, когда на следующий день мы отправились в горы. В лес стекались толпы людей, груженых шезлонгами, сумками с бутербродами и термосами. Они устраивались поудобнее на лужайках в надежде стать свидетелями необычного явления природы. Все, что могло нарушить полную темноту, помешало бы предстоящему зрелищу, поэтому все огни были погашены, а мобильные телефоны и фонари выключены. С наступлением ночи начался танец светлячков. Лес озарился вспышками миллионов крошечных насекомых, обменивающихся друг с другом световыми сигналами. Мы надеялись снять здесь научно-документальный фильм. На то, чтобы запечатлеть это событие, у нас была всего одна ночь. Чтобы снять такой документальный фильм, необходимо было переходить с места на место и видеть, куда мы идем. Нам сказали, что для этого лучше пользоваться фонарями с красным фильтром, поскольку красный свет не потревожит светлячков так, как обычный белый. Итак, мы крались по лесу, время от времени освещая путь красным фонарем. Примерно к часу ночи светлячки в основном завершили свой спектакль, а мы приготовились снять последний фрагмент. Пока режиссер и оператор настраивали освещение, я закрепила на голове красный фонарь, устроилась на небольшой поляне, укрывшись от холода под светонепроницаемым куском ткани, и стала наскоро сочинять текст, которым должен был сопровождаться видеоряд фильма. Когда режиссер и оператор подготовились к съемке, я выбралась из укрытия, чтобы присоединиться к ним, и открыла блокнот, решив еще раз пробежать глазами подготовленный текст. Но под белым светом налобного фонаря режиссера я не смогла прочитать свои заметки: на странице было два текста — один в красном, другой в синем цвете, причем располагались они один поверх другого. Читать эти каракули было невозможно.

Если бы вы хотели продемонстрировать, насколько разделены между собой разные длины волн, трудно было бы придумать более подходящий пример, чем этот. Я поняла, что ранее в тот же день что-то писала на этой странице красными чернилами. При белом освещении на белой бумаге довольно удобно читать текст, написанный красными чернилами. Но при красном свете моего фонаря красные чернила стали невидимы. Белая бумага отражала красный свет обратно в мои глаза. И красные чернила также отражали его туда же. В красном свете моего фонаря страница выглядела пустой, поскольку красный свет одинаково отражал в мои глаза все, что на ней было. В результате я написала новые заметки на той же странице синими чернилами. Я могла видеть этот текст, потому что он не отражал красный свет, вследствие чего возникал контраст между чернилами и бумагой. Если бы я посмотрела на эту страницу в свете синего фонаря, то смогла бы увидеть текст, написанный красными чернилами, но не видела бы синего. Точно так же как я настраиваю радиоприемник на нужную волну, вращая ручку настройки, я могла бы читать один из двух текстов, выбирая цвет освещения. У красного света длина волны больше, чем у синего. Выбирая длину волны, на которую я хотела настроиться, я выбирала информацию, которую мне нужно было получить.

По сути, это можно рассматривать как полную аналогию настройке на радиостанцию. Большинство используемых нами способов обнаружения света (и других видов волн) сводятся к выявлению лишь очень узкого диапазона длин волн. Если среди окружающих нас волн присутствует волна, выходящая за границы этого диапазона, то мы даже не узнаем о ее существовании. Случай с моим блокнотом подтвердил, что это правило касается видимых цветов, но оно также верно и для невидимых. Окружающий нас мир переполнен всевозможными световыми волнами, и все они накладываются друг на друга подобно заметкам на странице моего блокнота. Эти световые волны не взаимодействуют между собой и не изменяют другие цвета вокруг. Световые волны разной длины совершенно независимы друг от друга. Вы можете предпочесть радио­волны с самой большой длиной (то есть настроиться на них) и слушать одну из радиостанций, вещающих в длинноволновом диапазоне. Или можете нажать кнопку на пульте дистанционного управления, которая посылает сигналы в инфракрасном диапазоне волн, воспринимаемые только вашим телевизором. Или можете написать на листе бумаги заметки красными чернилами. Или решите подождать, пока ваш смартфон определит Wi-Fi-сети, доступные в том месте, где вы находитесь (каждая такая Wi-Fi-сеть, по сути, представляет собой трансляцию, осуществляемую на определенной длине волны, правда, в данном случае речь идет о сверхвысокочастотном диапазоне волн). Мы постоянно пребываем в эпицентре этой информационной какофонии, представляющей собой нагромождение волн разной длины. Чтобы узнать, есть ли среди них интересующая вас информация, нужно попытаться отыскать ее подходящим способом. Мы рисуем свою картину окружающего мира лишь в очень узком диапазоне длин волн — в видимых цветах радуги. Но на эти видимые цвета никак не влияют остальные окружающие нас, но невидимые цвета.

Тот факт, что волны разной длины не влияют друг на друга, очень полезен с практической точки зрения. Мы можем отобрать только волны нужной нам длины, отмежевавшись от остальных. Окружающий мир по-разному воздействует на волны разной длины. Он сортирует и фильтрует их в зависимости от длины. Хотя я выросла вблизи серого, хмурого и дождливого Манчестера, где увидеть ночное безоблачное звездное небо — подарок судьбы, я проживала лишь в 25 километрах от обсерватории Джодрелл-Бэнк, где установлен крупнейший в Великобритании радиотелескоп имени Бернарда Ловелла. Это огромное сооружение с диаметром параболической антенны 76 метров. И даже в самые пасмурные дни в Манчестере, когда толщина облачного покрова достигает нескольких километров, этот радиотелескоп видит небо таким, словно на нем нет ни облачка. Для видимого света, длина волны которого не превышает миллионной доли метра, облачное небо представляет собой серьезную преграду. Свет отражается и отклоняется облаками и в итоге полностью поглощается. Но радиоволны, в принципе не отличающиеся от волн видимого света, за исключением того, что длина их волны составляет примерно 5 сантиметров, проникают сквозь облака практически беспрепятственно. Оказавшись в следующий раз возле Манчестера в дождливую погоду, имейте это в виду. Возможно, вы почувствуете себя несколько комфортнее, вспомнив, что именно в этот момент, когда за пеленой дождя или тумана едва угадываются верхушки деревьев, перед астрономами открывается космос во всем его величии. Хотя допускаю, что мысль об этом способна согреть душу далеко не каждому.

Жизнь на Земле возможна лишь потому, что световые волны разной длины по-разному взаимодействуют с разными объектами. Энергия излучается раскаленным Солнцем как широкая симфония световых волн, а нашей каменистой планете достается лишь крохотная частица этого стремительного потока. Нас согревает энергия, доставляемая этой крохотной частицей потока солнечного излучения. Но если бы действовал только этот фактор, то средняя температура на поверхности Земли равнялась бы не слишком комфортным –18 °C вместо нынешних вполне приемлемых 14 °C. От замерзания нас уберегает парниковый эффект Земли, механизм действия которого основан на том, что световые волны разной длины по-разному взаимодействуют с земной атмосферой.

Представьте вид, открывающийся со склона высокого холма в один из солнечных дней, когда по ярко-голубому небу плывут лишь несколько пухлых белых облаков, как будто помещенных для большего разнообразия картины. Если взглянуть вдаль, можно увидеть зеленые деревья, траву и темную землю. Эта сцена освещается солнечным светом — за исключением теней, отбрасываемых на землю облаками. Но солнечный свет, который достиг земли, расстилающейся перед вами, отличается от излучения, испускаемого раскаленным Солнцем. Земная атмосфера поглотила длинные инфракрасные волны и большую часть коротких ультрафиолетовых волн, однако видимый свет проник сквозь атмосферу практически в неизменном виде. Атмосфера уже отобрала волны, которые достигнут земной поверхности, и это видимые световые волны. Для них небо ведет себя как атмосферное окно, беспрепятственно пропускающее их. Для радиоволн есть другое атмосферное окно (именно поэтому радиотелескопы могут всматриваться в космос), но большинство других длин волн блокируются земной атмосферой.

Чем темнее земля, которую вы можете видеть, тем больше видимых волн ею поглощается. А поглощенная энергия солнечного света в конечном счете превращается в тепло. Если в солнечный день прикоснуться рукой к темной земле, вы его почувствуете. Остальной солнечный свет отражается вверх и возвращается в космос через атмосферное окно. Если где-то вовне существуют разумные существа, то этот отраженный солнечный свет позволяет им увидеть нас, землян.

Но вот земля прогрелась и, подобно нагревательному элементу тостера, должна отдавать энергию в виде излучения благодаря повысившейся температуре. Разумеется, это не очень высокая температура, поэтому мы не наблюдаем сияния. Но в инфракрасном свете, характеризующемся большей длиной волны, прогретая земля похожа на светящуюся электрическую лампочку. Вот здесь-то и вступает в действие парниковый эффект. Чистый атмосферный воздух не создает особых препятствий для волн в инфракрасном диапазоне, и они возвращаются в космос. Но некоторые газы — водяные пары, двуокись углерода, метан и озон — становятся непреодолимой преградой на их пути. Несмотря на небольшую долю в земной атмосфере, они очень интенсивно поглощают волны в инфра­красном диапазоне. Эти газы называют парниковыми газами. Если вы присмотритесь к происходящему вокруг, то заметите, что видимый свет отражается от земной поверхности, но не увидите инфракрасный свет. Если бы вы могли его видеть, то обратили бы внимание, как быстро снижается его интенсивность по мере удаления от земной поверхности. Атмосфера активно поглощает инфракрасный свет, отраженный от земной поверхности. Молекулы газа быстро отдают приобретенную ими энергию, излучая ее в окружающее пространство в виде новых волн в инфракрасном диапазоне. Но здесь есть важный момент. Когда эти новые волны излучаются в окружающее пространство, они распространяются равномерно во все стороны. Лишь некоторые из них направляются вверх и в конце концов покидают земную атмосферу, а некоторые устремляются вниз и повторно поглощаются земной поверхностью. Таким образом, часть излучаемой энергии захватывается атмосферой. Этот небольшой дополнительный нагрев делает нашу планету теплее, чем она могла бы быть, обеспечивая наличие на Земле воды в жидком состоянии. В результате должен установиться новый баланс: количество поступившей и ушедшей энергии должно быть одинаковым (иначе земная атмосфера нагревалась бы все больше и больше). Следовательно, Земля нагревается до тех пор, пока сможет отдавать в окружающее пространство достаточное количество энергии инфракрасных волн, чтобы установился баланс «прихода и расхода».

В этом и состоит сущность парникового эффекта. В основном он носит естественный характер: в атмосфере содержится много водяных паров и углекислого газа, причем состояние равновесия наступает при средней температуре земной поверхности, равной 14 °C. Но при сжигании топлива органического происхождения люди добавляют в атмосферу изрядное количество углекислого газа, в результате чего она захватывает большее количество энергии инфракрасных волн, которая в противном случае могла бы покинуть земную атмосферу. Это приводит к изменению баланса, причем его новое состояние достигается при более высокой температуре земной поверхности. Количество углекислого газа, задействованное в этих процессах, очень мало: в 1960 году на каждый миллион частей атмосферного воздуха приходилось 313 частей CO₂, а в 2013-м — примерно 400 частей CO₂. На первый взгляд такое увеличение содержания углекислого газа в атмосферном воздухе кажется незначительным. Но не следует забывать, что молекулы углекислого газа поглощают лишь волны определенной длины. Метан поглощает инфракрасные волны еще интенсивнее, чем углекислый газ. С этой точки зрения указанные газы играют очень важную роль. Именно парниковый эффект привел к возникновению жизни на Земле, однако он может обусловить и существенное изменение температуры на планете. Все это касается волн, которые мы не можем видеть непосредственно. Но уже сейчас можем оценить возможные последствия изменения температурного баланса.

Как указывалось выше, окружающая среда переполнена всевозможными видами волн: радиоволнами, волнами видимого света, океанскими волнами, «тяжеловесными» звуковыми волнами, издаваемыми китами под водой, и высокочастотными сигналами эхолокации, используемыми летучими мышами. Все эти разнотипные волны мирно сосуществуют в общей среде, никак не влияя друг на друга. Но есть еще один вопрос, на который нам предстоит ответить. Что происходит вследствие пересечения однотипных волн? Результат такого пересечения выглядит великолепно, когда вы держите на ладони переливающуюся жемчужину, но представляется крайне нежелательным, когда разговариваете по мобильному телефону.

Двустворчатый моллюск (морская жемчужница) Pinctada maxima обитает на морском дне, на глубине нескольких метров в лазурных водах вблизи Таити и других островов, расположенных в южной части Тихого океана. Когда он питается, две створки его раковины слегка раскрываются, и он всасывает в больших количествах морскую воду (по нескольку галлонов в сутки), отфильтровывает питательные вещества и усваивает их. Очищенная таким образом вода возвращается в океан. Проплывая над моллюском, вы можете даже не заметить его, поскольку его шершавая, бежево-коричневатая раковина превосходно маскируется под окружающую среду. Эти фильтры океанской воды сочетают в себе высокую функциональность и неброский внешний вид. То, что скрывается под их створками, изначально не предназначалось для посторонних глаз. Тем не менее Клеопатра, Мария Антуанетта, Мэрилин Монро и Элизабет Тейлор с гордостью носили жемчужные украшения, изготовленные из загадочного содержимого раковин Pinctada maxima и других жемчужных устриц.

Время от времени между створок устриц попадает какой-то посторонний предмет, не усваиваемый организмом моллюска, но оказывающий на него раздражающее действие. Поскольку моллюск не в состоянии от него избавиться, он окутывает его в безвредную оболочку из такого же материала, каким покрыта внутренняя поверхность створок раковины. Это похоже на то, как нерадивая хозяйка наскоро сметает мусор под ковер, вместо того чтобы выбросить его в корзинку для мусора (к сожалению, даже по прошествии значительного времени мусор под ковром не приобретает большой ценности — в отличие от жемчужины). Это покрытие выполнено из крошечных пластиночек (бляшек), скрепляемых между собой органическим клеем и наслаивающихся друг на друга. Процесс строительства оболочки очень длительный (недавно было обнаружено, что в ходе формирования жемчужины она вращается вокруг собственной оси, причем на один полный оборот уходит около пяти часов). Приливы сменяются отливами, один сезон другим, мимо проплывают акулы, морские скаты и черепахи, а моллюск спокойно лежит на дне, пропуская через себя океанскую воду и медленно проворачивая между своими створками формирующуюся жемчужину.

Такая безмятежность длится годами, пока в один не самый удачный для моллюска день его не достанет с морского дна ловец жемчуга и не вскроет створки раковины. Когда солнечный свет впервые попадает на жемчужину, извлеченную из-под створок моллюска, световые волны отражаются от ее ярко-белой поверхности. Но не просто от верхнего слоя бляшек, а частично проникают в нижние слои бляшек, отражаясь и от них. Может произойти несколько таких отражений, прежде чем свет выйдет наружу. При этом возникает ситуация, когда волны одного и того же типа — пускай это будет зеленая составляющая солнечного света — налагаются друг на друга. Они по-прежнему не оказывают взаимного влияния, но складываются между собой. Иногда зеленая световая волна, которая отразилась от верхнего слоя жемчужины, точно совпадает по фазе с зеленой световой волной, отразившейся от следующего слоя, расположенного непосредственно под верхним. Поскольку эти волны совпали по фазе, их пики и впадины идеально сочетаются друг с другом. В нашем случае это означает усиление зеленой световой волны. Но, возможно, у красной составляющей солнечного света, падающей на жемчужину под таким же углом и отражающейся от разных слоев аналогичным образом, не происходит столь идеального совпадения по фазе: пики от одной красной световой волны совмещаются со впадинами другой красной световой волны; иными словами, эти волны налагаются друг на друга в противофазе. А это приводит к тому, что в данном направлении красный свет вообще не выходит из жемчужины.

Именно благодаря этому слоистому строению жемчуга невзрачный моллюск, мирно коротающий свои дни в южной части Тихого океана, создает нечто крайне притягательное для самых гламурных личностей в нашем обществе. Эти слои настолько тонкие, что способны обеспечивать идеальное совпадение фаз однотипных световых волн, отражающихся от разных слоев, идеальное наложение этих волн и результирующие яркие цветовые эффекты. Под определенными углами волны отраженного света усиливают сами себя, в результате чего мы наблюдаем мерцания красного и зеленого цветов на яркой белой поверхности. Под другими углами можно наблюдать мерцание синего цвета или отсутствие какого-либо цвета, кроме белого. Если жемчужину поворачивать туда-сюда в лучах солнечного света, то мы увидим сверкания, возникающие в результате сложения волн той или иной длины, — это явление называется переливчатостью и производит сильное эстетическое впечатление, за что высоко ценится людьми, но, к сожалению, оно очень редко встречается в природе. Обусловлено оно тем, что жемчужины порождают иррегулярную картину световых волн, скользя взглядом вдоль ряда жемчужин, вы можете наблюдать разные фрагменты этой картины. Но выглядит это так, будто жемчужины сияют — а людям нравится такое зрелище. В наши дни люди научились добиваться подобного эффекта искусственным путем, тем не менее мы предпочитаем обладать творениями природы.

Жемчуг наглядно демонстрирует, что случается при наложении одно­типных волн. Иногда их вершины и впадины совпадают и складываются, порождая более сильную волну, которая движется в определенном направлении. Иногда однотипные волны уничтожают друг друга, что приводит к их полному отсутствию на определенном направлении. Новая картина волн возникает каждый раз, когда на своем пути они не встречают поверхности, от которой могли бы отразиться, или когда есть несколько источников волн (вспомните взаимно перекрывающиеся концентрические круги волн, расходящихся по поверхности пруда, если в него бросить два камешка на относительно небольшом расстоянии друг от друга).

Но в связи с этим возникают некоторые вопросы: что происходит при взаимном перекрытии идентичных волн, имеющих другую природу? Например, радиоволн, используемых для мобильной связи? Мы сплошь и рядом наблюдаем группы людей, стоящих в непосредственной близости друг от друга и разговаривающих по мобильным телефонам с удаленными абонентами, причем у многих из них модели телефонов одинаковые. Сотни и тысячи людей в одном и том же городе используют для мобильной связи одни и те же типы волн. Во время трагедии с «Титаником» радиосвязь между судами была очень плохой, потому что все суда, находившиеся в тот момент в Северной Атлантике, использовали для обмена радиосигналами одну и ту же технологию радиосвязи и один и тот же тип волн. Но в наши дни добрая сотня людей, пребывающих в одном и том же здании, могут одновременно вести переговоры с другими абонентами по одинаковым мобильным телефонам, не создавая при этом помех друг другу. Как же удалось организовать эту какофонию волн, чтобы обеспечить одновременное общение множества людей по мобильной связи?

Представьте, что вы смотрите с высоты на большой оживленный город. Человек, идущий по улице, вынимает из кармана мобильный телефон, набирает номер и прикладывает телефон к уху. Теперь напрягите воображение и представьте, что радиоволны разной длины окрашены в разные цвета. От мобильного телефона этого человека в разные стороны расходятся концентрическими кругами волны зеленого цвета, причем в непосредственной близости от телефона они выглядят очень яркими и мощными, а по мере удаления тускнеют и слабеют. На расстоянии примерно 100 метров расположена базовая станция мобильной связи, которая обнаруживает эти зеленые волны и расшифровывает сообщение, определяя номер абонента, которому звонит этот человек. Затем базовая станция отправляет собственный сигнал обратно на мобильный телефон этого человека; волны обратного сигнала тоже зеленого цвета, однако он несколько отличается от исходного. В этом и заключается первая «маленькая хитрость» современных систем связи. В то время как «Титаник» мог посылать только сигнал, представляющий собой сочетание множества разных длин волн, современная технология с высочайшей точностью выбирает длины волн для передачи и приема сигналов. Длина волны исходного сигнала, передаваемого мобильным телефоном, равнялась 34,067 сантиметра, а длина волны сигнала, переданного базовой станцией обратно на мобильный телефон, — 34,059 санти­метра. Мобильный телефон и базовая станция могут общаться по каналам с длинами волн, различающимися лишь на ничтожную долю процента. Для нас цвета этих двух сигналов практически неразличимы: тот и другой кажутся зелеными. Но, подобно красным и синим чернилам на листе белой бумаги в моем блокноте, эти волны имеют разную длину и не смешиваются друг с другом. Когда человек идет по улице, зеленые волны, исходящие из его телефона, несут в себе определенную картину — сообщение, которое он хочет передать по мобильной связи. Женщина, идущая по той же улице, также разговаривает по телефону, но он использует несколько другую длину волны (разница между ними, опять-таки, составляет ничтожную долю процента). И базовая станция в состоянии отличить эти сигналы. Именно поэтому государство продает полосу частот как их определенный диапазон: если ваш оператор мобильной связи использует этот диапазон, то вы можете улавливать даже самые ничтожные различия между каналами — если, конечно, оборудование мобильной связи способно их сформировать. Итак, глядя на этот район города, мы видим множество ярких точек. Это мобильные телефоны, которые отправляют сигналы. Эти сигналы отражаются от зданий и поглощаются окружающими объектами, но в основном, прежде чем полностью ослабеть, все же достигают базовой станции.

Когда человек, за которым мы наблюдаем, удаляется от базовой станции, мы начинаем замечать новые цвета. Улицы, открывающиеся перед ним, полны красных «радиопятен», причем все они концентрируются возле следующей базовой станции, рассылающей множество оттенков красного на телефоны, группирующиеся возле нее. Когда затухнет сильный зеленый сигнал с первой базовой станции, телефон нашего подопечного обнаружит новые частоты и начнет взаимодействовать с новой базовой станцией. Человек может даже не подозревать о том, что достиг границы «зеленого» участка, но как только он пересечет ее, его телефон переключится на новую длину волны, чтобы отправлять теперь на новую базовую станцию оттенки красного цвета. Они не улавливаются первой («зеленой») базовой станцией, а ретранслируются второй («красной»). Продолжая идти по улицам, человек может заходить на участки, где радиоволны имеют желтый или синий цвет, если придерживаться предложенного мною сопоставления каждой длины волны определенному цвету. На соседних участках не могут использоваться волны одного и того же цвета, но если наш герой забредет достаточно далеко, то вполне может оказаться еще на одном «зеленом» участке. В этом заключается еще одна уловка систем мобильной связи. Выбрав достаточно низкий уровень ее сигнала, мы можем быть уверены, что эти сигналы будут достигать лишь ближайшей базовой станции. Это означает, что на достаточном удалении от исходной «зеленой» базовой станции мы можем разместить еще одну «зеленую» базовую станцию, не рискуя тем, что они будут создавать помехи друг другу. Информация стекается в центр и растекается из центра каждой такой ячейки, или «соты» (выше мы называли эти «соты» участками), но не смешивается с информацией, циркулирующей в других «сотах». То обстоятельство, что по сотовой связи одновременно разговаривает множество людей, не имеет значения, поскольку все они пользуются радиоволнами разной (хотя и различающейся на ничтожную величину) длины. А применяемая в наши дни технология позволяет разделять все эти разговоры за счет чрезвычайно точной настройки приемных устройств. Если ваш мобильный телефон отправляет сигналы на длине волны, которая отличается от требуемой хотя бы на ничтожную долю процента, ваше сообщение никогда не попадет к адресату. Но эта невероятная точность современной технологии связи означает, что отличить одну волну от другой можно даже в случае, если они разнятся на ничтожную долю процента.

И в такой невероятной толчее разнородных волн нам приходится находиться ежедневно! Мимо головы каждого из нас проносятся взаимно перекрывающиеся концентрические круги электромагнитных волн, излучаемых мобильными телефонами, системами Wi-Fi, радиостанциями, Солнцем, нагревателями, пультами дистанционного управления и множеством других устройств — источников электромагнитного излучения. И это только световые волны, а ведь есть еще и звуковые: глухие раскаты, раздающиеся из недр Земли, джазовая музыка, собачий лай и ультразвук, используемый для очистки инструментов в местной стоматологической поликлинике. А еще есть рябь в чашке чая, на который вы дуете, пытаясь слегка остудить, океанские волны и вздыбливание земной поверхности в результате землетрясений, время от времени возникающих в разных уголках планеты. Этот перечень разновидностей волн можно продолжать. Волны естественного происхождения дополняются многочисленными искусственными волнами, используемыми человеком для разнообразных целей, в том числе и связи. Но все эти разнотипные волны подчиняются одним и тем же базовым физическим законам. Каждая волна, какова бы ни была ее физическая природа, характеризуется определенной длиной. Все волны могут отражаться, преломляться и поглощаться. Если вы знаете базовые физические законы, которым подчиняются волны, если понимаете, что волны переносят энергию и информацию, но не переносят саму среду, в которой распространяются, значит, получаете возможность управлять одним из самых эффективных инструментов нашей цивилизации.

В 2002 году я работала в Новой Зеландии в одном из центров верхового туризма, расположенном вблизи Крайстчерча. Однажды вечером раздался телефонный звонок, и, к моему удивлению, он адресовался мне. Поскольку звонок был принят на беспроводной телефонный аппарат, я сняла трубку, вышла с ней из дома и уселась на склоне холма. Звонила Нана. Ей захотелось поговорить со мной (к тому моменту прошло уже около шести месяцев, как я уехала из Великобритании и за все это время ни разу не общалась со своей семьей), она набрала нужный номер — и вот я уже разговариваю с ней. Когда она со своим характерным ланкаширским акцентом начала расспрашивать меня о еде, лошадях и работе, я внезапно осознала всю необычность — и даже фантастичность — ситуации. Я нахожусь на другом конце гигантской планеты, так далеко от своей семьи, насколько это вообще возможно, если, конечно, не выходить в открытый космос (расстояние по прямой между нами составляло 12 742 километра, а с учетом кривизны земной поверхности — все 20 000 километров), и тем не менее слышу голос Наны так, словно она стоит на расстоянии вытянутой руки. Не могу передать ту гамму чувств, которую испытывала в течение всех десяти минут разговора. В наши дни все земляне ощущают свою принадлежность к единой человеческой цивилизации благодаря невидимым волнам, позволяющим людям, проживающим в самых отдаленных уголках планеты, общаться. Колоссальное и почти невероятное достижение человеческой мысли! Работа изобретателей-энтузиастов, таких как Маркони и Попов, и даже гибель «Титаника» указали путь к сегодняшнему миру, в котором возможность общения между людьми, находящимися на огромных расстояниях друг от друга, воспринимается как нечто само собой разумеющееся. Я благодарна судьбе за то, что родилась достаточно рано, чтобы испытывать неподдельное восхищение, которого заслуживает это достижение. Наши глаза не в состоянии обнаружить волны, а оценить невидимое всегда нелегко. Но когда в следующий раз будете звонить по мобильному телефону, задумайтесь над этим. Вообще говоря, волна — очень простое физическое явление. И если вы поймете принципы и механизмы ее использования в повседневной жизни, то мир, в котором вы живете, станет еще ближе и понятнее.

Отправить