Иллюзия пользователя. Урезание сознания в размерах - [3]

Подвиг Ньютона заключался в том, что ему удалось объединить две эти теории — теорию Галилея о Земле и Кеплера о небесах — в одну теорию, которая свела воедино небо и землю. Значение имел только один принцип — гравитация — то, что пока никто не мог понять.

Теория Ньютона стала моделью для всех более поздних физиков (и оказала влияние на все отрасли науки), когда идеалом стало Великое Объединение теорий из различных научных отраслей.

Однако началом Второго Великого объединения стали лишь знаменитые уравнения Джеймса Кларка Максвелла. И если Ньютон объединил небо и землю, Максвеллу удалось соединить электричество и магнетизм.

Весь современный научный взгляд на Вселенную базируется на признании определенных природных сил — гравитации, электричества, магнетизма и двух других, которые действуют в мире атомов. Эти силы описывают, каким образом различные материальные тела взаимодействуют друг с другом. А истинный смысл заключается в том, что не существует в природе иных сил помимо тех, что перечислены выше. Все нам известное может быть описано через эти силы и оказываемые ими эффекты.

И потому открытие, совершенное в прошлом веке, имело огромное значение: оказывается, существует связь между двумя этими силами — электричеством и магнетизмом. В 1820 году датский ученый Ганс Христиан Эрстед обнаружил, что магнитная игла отклоняется электрическим током. До этого момента никому не приходило в голову, что существует связь между электричеством и магнетизмом — двумя хорошо известными явлениями. В 1831 году Майкл Фарадей доказал и обратное теории Эрстеда — что электрический ток, который возникает в проводнике, подвергается действию магнитных полей — мы называем это электромагнитной индукцией. Когда Фарадея спросили, какую практическую пользу может иметь его открытие, он ответил: «А какая польза может быть от ребенка?».

Джеймсу Кларку Максвеллу было всего несколько месяцев от роду, когда Фарадей открыл индукцию. 30 лет спустя Максвеллу удалось инициировать Второе Великое объединение в физике, когда его уравнения объединили в себе достижения Фарадея, Эрстеда и многих других.

Максвелл сознательно работал с использованием принципа аналогии. Он создавал теории об электрических и магнитных явлениях, воображая вихри в пространстве, которые представляли собой поля, вызывающие электрические и магнитные явления. Он сознательно использовал простые образы, которые можно было отбросить, когда он начинал понимать явление достаточно хорошо, чтобы выразить его в математической форме. Как написал Максвелл, начинать необходимо с «упрощения и сокращения результатов предыдущих исследований до такой формы, когда их может охватить ум».

Размышляя о вихрях (что впоследствии превратилось в гипотетическую модель, созданную из небольших шестеренок), Максвелл пришел к выводу о том, что если проводить механическую аналогию между электричеством и магнетизмом, то необходимы дополнительные небольшие вихри. Эти новые вихри не соответствовали ни одной известной на тот момент концепции — но были необходимы для того, чтобы ментальные построения обрели смысл, и карта стала как можно более аккуратной.

Когда Максвелл подсчитал скорость, с которой должны были бы распространяться в пространстве эти гипотетические крошечные вихри, он обнаружил, что они распространяются со скоростью света. Это было странно, так как до тех пор никому не приходило в голову, что свет каким-либо образом связан с электричеством и магнетизмом. Но Максвелл обнаружил, что свет представляет собой электромагнитное излучение — подвижные электрические и магнитные поля, которые распространяются по Вселенной, чередуясь в вечном движении под нужными углами, в направлении своего рассеивания. Поразительная картина, объясняющая природу света — вопрос, который ученые обсуждали в течение столетий.

Таким образом, уравнения Максвелла описывают не только то, для описания чего они были созданы, но также — в качестве бонуса — и сам свет. И выяснилось, что у света есть целая плеяда «родственников»: радиоволны, Х-лучи, инфракрасная радиация, микроволны, гамма-лучи и ТВ-волны (первые из которых были открыты Генрихом Герцем в 1888 году, лишь через 9 лет после смерти Максвелла).

Следовательно, материальное значение уравнений Максвелла оказалось огромным.

Каким бы был 20 век без радио, рентгеновских лучей, телевидения и микроволновок? Лучше — возможно, другим — совершенно точно.

Как сказал Генрих Герц об уравнениях Максвелла: «Нельзя изучать эту удивительную теорию, не испытывая по временам такого чувства, будто математические формулы живут собственной жизнью, обладают собственным разумом — кажется, что эти формулы умнее нас, умнее даже самого автора, как будто они дают нам больше, чем в свое время в них было заложено».

Как удалось Максвеллу гипотетически, используя аналогии, прийти к тому, что никто еще не открыл? Именно этот вопрос на самом деле имел в виду Людвиг Больцман, когда спрашивал, не были ли уравнения Максвелла написаны Богом.

В каком-то смысле на этот вопрос ответил сам Максвелл, умирая от рака. Когда к нему пришел профессор Ф. Дж. А. Хорт, которого он знал еще по Кембриджу, Максвелл сказал, не зная ничего о высказывании Больцмана: «Я чувствую, что совершенное мною на самом деле совершено кем-то более великим, чем я сам».