Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени

Немца звали Готфрид Лейбниц^{309 — 82, 231, 253}. Он относился к тем людям, которые не могут довести до конца ни одного дела. Он был математиком и изобрел математическую деревянную счетную машину, которая, правда, так и не заработала, поэтому он так и не смог реализовать свою идею о сведении мыслей к числам. По Лейбницу, путем операций над такими числами можно было решить любые задачи. Он также начал и не закончил проект по осушению рудников и шахт. Не получилось и превратить слова и понятия любого языка в универсальные символы, которые избавили бы людей от необходимости изучать иностранные языки. Кроме того, Лейбниц взялся за написание истории семьи герцогов Брауншвейгских (он курировал их семейную библиотеку), которую так и не закончил. Помимо всего прочего, у него закончились деньги.

Тем не менее одно из своих начинаний Лейбниц довел до конца, и оно перевернуло науку. Он создал математическую теорию для расчета движения планет, с помощью которой можно рассчитать ускорение или замедление движения планет в любой точке ее орбиты. Эта теория, впервые увидевшая свет в 1675 году, называлась «Анализ бесконечно малых величин». Однако Лейбница интересовало не столько математическое применение его теории, сколько философское. Возможно, визит в Голландию (и знакомство с Антони ван Левенгуком^{310 — 83, 254}, впервые наблюдавшим микроорганизмы) в том же году навели его на мысль о других мелких материях, которыми потом так заинтересуется Дальтон.

Материя была в то время загадкой. Что такое материя? Почему песок состоит из множества мелких частиц, а камень это один большой предмет? До каких пределов можно измельчить материю? Существовали теории о мельчайших элементах материи, но никто не знал, каким образом они образуют целое. Лейбниц предположил, что любой материальный объект можно разделить на более мелкие объекты. Однако в основе всех предметов — бесконечно малые элементы, которые состоят только из чистой энергии. Эти мельчайшие частицы и есть, по Лейбницу, основа всего сущего. Но как эти частицы энергии становятся материей? Он ввел понятие монады, описав ее как мельчайшую материальную единицу, которая удерживает частицы энергии и таким образом формирует материю. Соответственно, мельчайшая собранная таким образом группа частиц и есть мельчайший элемент любого вещества.

Эти идеи вдохновили Дальтона на дальнейшие исследования погоды. Для своих метеорологических опытов он конструировал барометры, термометры и плювиометры и с их помощью изучал туманы, дожди, облака и атмосферное давление. Больше всего он интересовался влажностью и тем, как влага попадает в атмосферу и покидает ее. В то время никто не знал ответа на этот вопрос, и по одной из самых распространенных теорий этому должна была способствовать некая химическая реакция. Дальтон был убежден, что ключевую роль в этом процессе играет атмосферное давление. С высотой давление понижается, следовательно, сила притяжения удерживает частицы воздуха у земли, а это значит, они имеют вес.

Дальтон обнаружил, что азота в воздухе в четыре раза больше чем кислорода, и это подтолкнуло его к исследованию смешения газов. Он заметил, что в процессе соединения различных газов всегда остается определенное количество чистого газа. Затем он определил, что кислород и водород всегда образуют смесь в отношении 8:1, а другие газы также смешиваются в строгих пропорциях. Дальтон задался вопросом: может быть, это зависит от веса газа? Когда он под давлением закачивал различные газы в воду, некоторые из них растворялись в воде, а некоторые — нет. Было ли это тоже связано с их весом? В воде каждый газ вел себя по-своему и сохранял свои свойства. Значило ли это, что газ всегда сохраняет свою массу?

В 1803 году Дальтон опубликовал работу о растворении газов в воде, в которой указал зависимость их растворимости от веса, а также привел значения веса различных газов. В 1805 году он опубликовал полноценную таблицу весов, а в 1807-м в своем докладе в Эдинбурге сообщил «о новом взгляде на элементы веществ и их комбинации». В своей речи он уверял, что новый подход «вызовет важнейшие перемены в химии, существенно упростит ее и сделает понятной даже для людей недалекого ума». Этим скромным замечанием Дальтон открыл дорогу химии в современном ее понимании, а также атомно-молекулярному учению, в соответствии с которым ключевым параметром для образования любого химического соединения является атомный вес его компонентов.