10 фальстартов прогресса [ 4 ]
Трудно быть научным журналистом. Пишешь в очередной новости «ученые открыли» и ясно понимаешь, что в энциклопедии напротив открытия — если вдруг удостоится — возможно, поставят совсем другие число, месяц и год. И даже другие имена
Прошлое науки предсказать так же сложно, как будущее. Рано или поздно выяснится, что открытие сделал сорок лет назад
«РР» отобрал десять решающих для истории технической цивилизации случаев (пусть даже неоднозначных), когда лавры не нашли адресата. И дело чаще всего
1. Первый космический полет. Крышка на орбите
Когда
27 августа 1957 года
Виновник события
Доктор Роберт Браунли, физик
Что опередил
Запуск советского спутника 4 октября 1957 года
Операция
Доктор Роберт Браунли, один из организаторов эксперимента, решил на этот раз помимо бетонной заглушки накрыть шахту «крышкой» — 900−килограммовым стальным листом толщиной в 10 сантиметров. Взрыв был не слишком мощным — всего треть килотонны, то есть раз в 50 слабее хиросимского. На кадрах съемки, выполненной посредственной камерой, крышка появляется только однажды, и уже на серьезной высоте. Расчеты показали, что двигалась она со скоростью, в несколько раз превышающей вторую космическую. По идее, этого хватает, чтобы стать даже не спутником, а искусственным астероидом — телом на орбите Солнца.
Полет крышки никто всерьез не пытался объявить первым запуском спутника.
Что из этого вышло. Идея подкладывать атомную бомбу под полноценный космический корабль прижилась и легла в основу проекта «Орион», затеянного в 1958 году. Проект, правда, в конце концов забраковали — потому что c радиоактивными выбросами от взрывов, пусть даже подземных,
2. Первая звукозапись. Фоноаутограф
Когда
9 апреля 1860 года, найдена в 2008−м
Виновник события
Книгоиздатель и коммерсант
Кого опередил
Томаса Эдисона с его фонографом (1877 год)
Разобраться с музыкой средствами математики пытались со времен Пифагора, который, по сути, математически описал нотный ряд. Работа француза де Мартинвилля, автора первой звукозаписи, преследовала схожую цель — понять, как устроен звук с точки зрения физики. Его прибор процарапывал кривые на бумаге, покрытой сажей (нечто подобное делают сейсмографы — приборы, помогающие отслеживать землетрясения). Способа прослушать такую запись не существовало, но изобретателю он и не был нужен: все выводы о природе звука Мартинвилль намеревался сделать, разглядывая кривые.
В этом смысле прибор Эдисона был изощренней: музыку он умел и писать, и считывать — и именно от него справедливо отсчитывают историю звукозаписи, какой мы ее знаем.
В 2008 году итог опытов де Мартинвилля — лист закопченной бумаги длиной в метр и шириной в 20 сантиметров — нашли в библиотеке Французской академии. Спустя 148 лет с момента, когда была сделана запись, ее, вопреки ожиданиям автора, смогли, отсканировав, прослушать: женский голос 10 секунд поет романс Au clair de la Lune («При свете луны»).
Что из этого вышло. Лингвистам фоноаутограф пригодился для классификации гласных, а Александер Грейам Белл при помощи улучшенной версии прибора тестировал микрофоны.
3. Первый www. Гипертекстовые диафильмы
Когда
В 1945 году
Виновник события
Ванневар Буш, советник по науке при президенте Рузвельте
Кого опередил
Тима
В 1945 году американец Ванневар Буш описал конструкцию электромеханической машины, способной облегчить жизнь исследователям и библиотекарям. К тому времени в библиотеках уже вовсю пользовались микрофишами — фотокопиями журналов и книг. Машина Буша, которую он назвал Memex, должна была автоматизировать эту практику до предела: если одни микрофиши снабдить прямыми ссылками на другие, то машина будет самостоятельно считывать эти ссылки и по требованию читателя доставлять очередной микрофиш из хранилища.
Memex, впрочем, так и не построили. Зато система ссылок, дающих прямой доступ к другим текстам, есть не что иное, как гипертекст, главный механизм интернета. Тим
Что из этого вышло. Memex считают прототипом довольно изощренных (и относительно новых, если сравнивать с возрастом интернета) программ
4. Первый наблюдатель во Вселенной больцмановский мозг
Когда
Вскоре после рождения Вселенной, придуман в 1880−х
Виновник события
Людвиг Больцман, создатель статистической термодинамики
Кого и что опередил
Больцмановский мозг — первых людей, сам Больцман — мысленные эксперименты квантовой физики
Представим, что в одной далекой галактике из случайных атомов в результате цепи случайных событий сложился мозг, похожий на наш. Вероятность этого ничтожна. Дальше Людвиг Больцман рассуждал так: шансы, что миллиарды таких сочетаний соберутся на одной планете и каждое продержится лет 70–80, еще меньше — но между тем человечество
Забытый мысленный эксперимент реанимировали квантовые физики в 2000−х. «Случайный мозг»
Скажем, электрон, который никто не видит, пролетает одновременно через две щели. Когда его наблюдают, электрону приходится выбрать одну. А в модели Хью Эверетта одновременно существуют две Вселенных — та, где электрон прошел в первую щель, и та, где он прошел во вторую, — и наблюдатель своим наблюдением выбирает, в какой из них ему жить дальше.
Что из этого вышло. Солипсисты получили научный козырь. Никто не мешает больцмановскому мозгу возникнуть из ничего с ложными воспоминаниями о долгой и счастливой жизни.
5. Открытие радиации. Урановые фотоснимки
Когда
1857 год
Виновник события
Фотограф Абель Ньепс
Кого опередил
Анри Беккереля, обнаружившего радиоактивность в 1896 году
Историю современной физики отсчитывают от 1896 года, когда выяснилось, что урановые соли испускают непонятное излучение, которому и темная бумага не преграда. И атомная бомба, и новая космология — итог попыток разобраться с радиоактивностью. Будущий нобелевский лауреат француз Анри Беккерель, которому это наблюдение принадлежит, никаких далеко идущих выводов сделать не смог: он был уверен, что просто открыл новый тип люминесценции — или в крайнем случае нечто вроде рентгеновских лучей.
Точно такой же эффект наблюдал на 39 лет раньше Абель Ньепс
Ньепс поступил по всем правилам: уведомил Французскую академию, потом провел ряд демонстрационных опытов и выставок. Но поскольку готовых объяснений эффекту не было, про «концентрат света» быстро забыли.
Что из этого вышло. Отец Беккереля присутствовал при опытах
6. Первые нанотрубки. Дамасская сталь
Когда
XVII век; найдены в 2006 году
Виновники события
Неизвестный мастер; открыл — кристаллограф Петер Пофлер
Кого опередили
Японского физика Сумио Идзиму (1991 год) и прочих нанотехнологов
Углеродные нанотрубки — визитная карточка наноиндустрии: они недавно открыты, геометрически безупречны и могут много где пригодиться. NASA собирается вязать из них тросы для космического лифта, физики из IBM — делать транзисторы для процессоров. В 2006 году случилось неожиданное: этот чисто синтетический продукт немецкие кристаллографы разглядели под туннельным микроскопом на срезе клинка XVII века.
Безымянные кузнецы знали, что делали: дамасские клинки, известные с VIII века, оружейники ценили прежде всего за свойства материала: он был несравнимо прочней обычной стали. Технология утрачена, однако химики подозревают, что дело было в особом температурном режиме и особых присадках к металлу. Теми же уловками пользуются в современных лабораториях, когда пытаются получить
Что из этого вышло. Химики заинтересовались археологией.
7. Открытие Плутона. Снимок, который проглядели
Когда
19 марта 1915 года
Виновник события
Персиваль Лоуэлл, владелец и директор обсерватории
Кого опередил
Клайда Томбо, сотрудника той же обсерватории, открывшего Плутон в 1930 году
История открытия Плутона — карликовой планеты, расположенной за орбитой Нептуна, — состоит из ошибок исследователей. Начиная с XIX века астрономы целенаправленно искали неизвестное небесное тело, которое своей гравитацией изменяет орбиту газового гиганта Урана. Расчеты, сделанные более ста лет назад, показывали, что Уран движется вокруг Солнца так, как будто в Солнечной системе есть еще одна массивная планета. Назвав ее «Планетой Х», в 1905 году к поискам приступил Персиваль Лоуэлл. В обсерватории, построенной на его деньги, он фотографировал участки неба, где она могла находиться. Поиски велись с 1905 по 1915 год. Но искомую планету на снимках так и не заметили.
В 1916 году ученый скончался, и поиски прервались до 1929 года, когда на работу в обсерваторию поступил Клайд Томбо, молодой
Что из этого вышло. Ровно такая же история приключилась с первым снимком экзопланеты. Впервые планету вне Солнечной системы сфотографировал еще в середине 90−х телескоп «Хаббл». Но разглядели ее только 11 лет спустя.
8. Первое описание черных дыр. «Черная звезда»
Когда
В 1783 году
Виновник события
Джон Мичелл, английский естествоиспытатель, физик и геолог
Кого опередил
Карла Шварцшильда, немецкого физика, решившего в 1915 году уравнения Эйнштейна и показавшего возможность существования черных дыр
Джон Мичелл, долгие годы служивший священником в йоркширской деревушке Торнхилл, считается одним из самых выдающихся мыслителей и ученых своего времени. До того как переехать в Торнхилл — Мичеллу было тогда 43 года, — он успел отучиться в Кембридже, стать профессором геологии и членом Королевского общества. Его научные достижения впечатляют: он первый определил, что землетрясения распространяются волнами, предсказал существование двойных звезд и изобрел механизм для измерения массы Земли, который после его смерти использовал Генри Кавендиш.
История черных дыр началась как раз с письма Мичелла Кавендишу, посланного в 1783 году и опубликованного в 1784−м в престижном научном журнале Philosophical Transactions of the Royal Society of London. В письме Мичелл привел расчет, из которого следовало, что небесное тело с плотностью Солнца и массой в пятьсот солнечных будет иметь такую сильную гравитацию, что даже свет не сможет «оторваться» от него. Мичелл предположил, что в космосе может существовать множество таких невидимых «черных звезд». Свои выводы ученый сделал исходя из данных о скорости света, к тому времени уже определенной, и корпускулярной теории света (считалось, что свет состоит из частиц). То есть он предполагал, что частицы света в буквальном смысле упадут обратно на массивную звезду — как брошенный камень.
Дальнейшая судьба идеи Мичелла такова: в 1796 году знаменитый астроном и математик Лаплас упоминает его расчеты в труде Exposition du Systeme du Monde. Гипотеза обсуждается, но находит мало сторонников, постепенно про нее забывают.
Что из этого вышло. К 1915 году Альберт Эйнштейн окончательно сформулировал общую теорию относительности, а Карл Шварцшильд решил уравнения Эйнштейна для
9. Первое наблюдение реликтового излучения. Температура космоса
Когда
В 1941 году
Виновник события
Эндрю
Кого опередил
Арно Пензиаса и Роберта Вильсона, открывших реликтовое излучение в 1964 году
Тепло или холодно в глубоком космосе, вдали от звезд и других источников света? «Температура пустоты» — понятие вроде бы бессмысленное. Однако то, что земные физики назвали бы «высоким вакуумом», астрофизики называют межзвездным газом. Хотя он и предельно разрежен, температуру все равно можно измерить. В 1941 году канадец Эндрю
Позже феномен откроют заново и придумают ему имя: реликтовое излучение. Оно осталось с тех времен, когда мир был молодым и горячим. Еще реликтовое излучение называют эхом Большого взрыва, случившегося 13,7 млрд лет назад и породившего нашу Вселенную. Существование такого фона было предсказано в 1948 году Георгием Гамовым, Ральфом Альфером и Робертом Херманом.
В 1955 году фоновое электромагнитное излучение обнаружил
Что из этого вышло. Реликтовое излучение открыли Арно Пензиас и Роберт Вильсон, два радиоинженера из Bell Laboratories в Холмдейле (штат
10. Первый алгоритм для компьютерной томографии. Преобразования Радона
Когда
В 1917 году
Виновник события
Иоганн Радон, математик
Кого опередил
Аллана Кормака, южноафриканского, а затем американского физика, разработавшего метод компьютерной томографии в 1963 году
В 1917 году тридцатилетний венский математик Иоганн Радон решал задачу, смысл которой останется туманным для людей, не имеющих математического образования: как по интегралу функции многих переменных восстановить саму функцию. Задачу ученый решил, работу опубликовал и перешел к другим увлекательным математическим построениям.
В то время медики уже вовсю применяли рентгенографию и ломали головы над тем, как бы сделать так, чтобы не просто просвечивать лучами всю толщу тканей пациента, а фотографировать их на определенной глубине. Другими словами, нужно было увидеть трехмерное изображение внутренностей пациента и понять, какой слой мягче, а какой плотнее.
В 1963 году эту задачу решил
Кормак сразу понял, что проблема рентгенологов в плохой математике: по поглощению лучей нужно было рассчитать, в каком месте и в каком количестве они поглощаются. Ученый здраво рассудил, что математики прошлых лет наверняка придумали уже соответствующие уравнения. Но, не найдя ничего такого в библиотеке, сам написал алгоритм и, по сути, пришел к тем же преобразованиям Радона. А через несколько лет все это было использовано в новом методе диагностики — компьютерной томографии. Кормак узнал о преобразованиях Радона только через 14 лет, а в 1979 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Что из этого вышло. Каждого, у кого не волчанка, доктор Хаус шлет на КТ — компьютерную томографию.
Фото: AP; ALAMY/PHOTAS; FIRSTSOUNDS.ORG; Isabelle Trocheris; GETTY IMAGES/FOTOBANK; AFP/EAST NEWS; GETTY IMAGES/FOTOBANK; ROGER VIOLLET/EAST NEWS; SPL/EAST NEWS; AP; Lowell Observatory Archives; GETTY IMAGES/FOTOBANK; SPL/EAST NEWS; CORBIS/FOTOSA.RU; WIKIPEDIA.ORG
