Электрическая Вселенная

Эдисона считали величайшим в его время знатоком электричества, но даже он не знал, что происходит внутри электрического провода. Когда журналисты просили его объяснить, как на самом-то деле работают его великие изобретения, он по большей части отшучивался, говоря, что такими материями следует заниматься чудаковатым профессорам и что, когда они до чего-нибудь додумаются, он будет уже долгое время лежать в могиле. Впрочем, однажды ему было дано некое подобие намека на истину. В 1883 году он заметил, что внутри то одной, то другой из испытываемых им электрических ламп появляется черное пятнышко. Это представлялось странным, поскольку при установке в стекло нити накаливания оно всегда было чистым. Царапиной пятнышко быть не могло (нить никогда стекла не касалась), пылью и сажей тоже (способный переносить их воздух внутри лампочки отсутствовал).

Эдисона эти черные точки озадачили. Не перелетает ли нечто от нити к стеклу? Ему хотелось исследовать это явление, однако его помощники заниматься им отказались. Если бы речь шла о практическом изобретении, они бы работали часами, чтобы помочь Старику. А маленькие черные точки? Эдисон попытался провести исследования самостоятельно, но сделать это без посторонней помощи было трудно, и по прошествии несколько месяцев он сдался. «Я тогда работал над столь многими изобретениями, — говорил он годы спустя, — что у меня просто не было времени заниматься этим».

Что и стало самой большой ошибкой его жизни. В следующие десять лет к этому и аналогичным явлениям начали приглядываться другие исследователи. Самым упорным из них оказался человек, который был всего на несколько лет моложе Эдисона, — Джозеф Джон Томсон, работавший в 1880-х и 1890-х в том же английском университете, в котором когда-то работал Ньютон.

Томсон вовсе не походил на великого экспериментатора — даже друзья его, называвшие Томсона «Джи-Джи», морщились, видя, с каким трудом он сооружает оборудование для опытов, с такой легкостью им спланированных. (Его легко узнать на официальной фотографии тогдашней Кавендишской лаборатории: вяло улыбающийся человек в толстых очках и съехавшем набок галстуке.) Однако ему удалось построить увеличенные версии электрических лампочек Эдисона и использовать магниты для того, чтобы проникать внутрь них и «управлять» тем, что вылетало из нитей накаливания. А затем и взвесить эти летучие частицы.

Вот так он и открыл электрон. Атомы вовсе не были сплошными шариками. Нет, какую-то часть атомов можно от них оторвать. Оторванные кусочки могли скакать и скользить, подобно шарикам еще меньшим, по любому лежавшему перед ними открытому каналу.

Эти-то оторванные кусочки — электроны — и катятся вперед внутри провода, создавая электрический ток. Только и всего.

Тихому, неловкому Джи-Джи удалось объяснить то, о чем лишь догадывались Ньютон и другие. Все оказалось таким простым! Мир состоит из мощных электрических зарядов, обычно они от нас скрыты, но мы можем их высвобождать. То, что изливается из металла батарей, полагал и Джи-Джи, и его коллеги, было просто миниатюрными флотилиями электронов, вырвавшихся на свободу после неисчислимых миллионов лет сидения взаперти.

Когда эти освободившиеся электроны скачут и сталкиваются внутри нити накаливания, их столкновения разогревают ее настолько, что она начинает светиться. Даже та черная точка Эдисона создавалась электронами, вырывавшимися из нити накаливания его лампы, — она представляла собой просто-напросто кумулятивный эффект их ударов о стекло.

Растянувшиеся на столетия попытки понять, что происходит внутри провода, казалось бы, увенчались успехом. Именно Дж. Дж. Томсон, а не Эдисон получил Нобелевскую премию и славу человека, объяснившего, что это на самом деле такое — электричество.

Однако в его объяснении присутствовал один колоссальный изъян.

Так ли уж верно, что работа электрических аппаратов обеспечивается катящимися внутри них электронами? Если бы это было верно, то человек, говоривший в Нью-Йорке по телефону с Бостоном, должен бы был проталкивать электроны одной лишь силой своего голоса по начинавшемуся в Нью-Йорке телефонному кабелю аж до самого Бостона. Но ведь это бессмыслица. И если бы ньюйоркец говорил достаточно долго, не давая бостонцу вставить хоть слово, разве в Бостоне не возникали бы огромные черные точки, порождаемые ударами множества электронов? Между тем этого никогда не происходило. В чем-то объяснение было неполным.