гевеи, – технологии и тут опережали науку. Макинтоша интересовало, с чем же он имеет дело, и он обратился за помощью к Фарадею. Тот установил, что сок гевеи на треть состоит из некоего вещества, собственно каучука, которое является “действующим началом”. Это вещество включало углерод и водород, оно было углеводородом, как и парафин. Фарадей довольно точно определил его состав – он соответствовал молекуле, которую мы сегодня называем изопреном. Ничего больше о строении каучука Фарадей сказать тогда просто не мог.
По просьбе своего друга Джона Гершеля [20] Фарадей создал тяжелое (свинцовое) боросиликатное стекло с очень хорошими оптическими свойствами для применения в телескопах. В отличие от многих других его исследований, эта работа заняла много времени – около пяти лет.
И наконец, Фарадей создал новый раздел науки – электрохимию, которая в наше время имеет неисчислимые технологические применения, от источников питания наших мобильных телефонов и ноутбуков до блестящих бамперов автомобилей. Собственно, работы по электролизу, действию электрического тока на вещество, начал Дэви, это позволило ему стать мировым рекордсменом по количеству открытых химических элементов, которые он получал электролизом расплавов щелочей и солей. Но именно Фарадей стал заниматься электролизом водных растворов, установил количественные законы электролиза и с подачи Уильяма Уэвелла {13} внедрил знакомые всем нам термины: ион, катион, анион, катод, анод, электрод.
“Физический период” в жизни Фарадея, гораздо более известный, многократно и подробно описанный, начался лишь после смерти Дэви. В 1831 году Фарадей вернулся к своему давнему опыту по электромагнетизму и практически мгновенно открыл явление электромагнитной индукции. Две проволочки, накрученные на железный штырь, – с этого незамысловатого устройства, хранимого в музее Королевского общества, началась вся современная электротехника. Но что подвигло Фарадея собрать эту конструкцию, пропустить электрический ток через одну проволочку и проверить, а не появляется ли ток в другой? Непостижимый ход мысли! Гений – одно слово. По той же категории проходят опыты по возникновению электрического тока при движении магнита внутри кольца из проволоки. После этого кажется вполне естественным, что Фарадей быстро создал первый электрогенератор, прообраз динамо-машины, хотя практической реализации идеи пришлось ждать довольно долго, первый патент на динамо-машину получил Вернер Сименс в 1867 году, он же предложил и термин.
Фарадей изучал воздействие магнитов на самые разные вещества, что привело его к открытию диамагнетиков и парамагнетиков и соответственно явлений диа– и парамагнетизма. Свет согласно теории Ньютона, все еще удерживавшей господствующее положение в оптике, тоже представлял собой поток материальных частиц- корпускул, так что Фарадей изучил воздействие магнита и на него. Он пропускал поляризованный свет, открытый незадолго до этого в 1808 году французским физиком Этьенном Луи Малюсом, через созданные им свинцовые стекла и обнаружил, что под действием магнита плоскость поляризации света поворачивается. Так Фарадей получил первое свидетельство электромагнитной природы света, что привело к созданию теории Максвелла и смене парадигмы в физике.
Многие историки науки и биографы любят противопоставлять этих двух ученых, говоря, что Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) был гениальным мыслителем, описавшим электромагнитные явления точными математическими формулами, а Фарадей – “всего лишь” эмпириком, экспериментатором, пусть и лучшим в истории человечества. Современники зло шутили, что открытия Фарадея являются следствием его недостаточного образования, многие ученые заносчиво говорили о слабости математической подготовки Фарадея, которая ограничивалась начальными сведениями по тригонометрии и алгебре (что ж тут поделаешь, следствие тяжелого детства и юности!), да и мы, помнится, с улыбкой смотрели на “наивные” рисунки Фарадея с изображением силовых линий магнитного поля и восхищались изящной красотой уравнений Максвелла.
Но, как говорят художники, он так видел. И это видение помогало Фарадею проникать в суть явления, мы же, всецело полагаясь на математические уравнения и формализованные компьютерные расчеты, практически утратили эту способность. Да и что считать математикой? Сам Максвелл, например, к “наивным” рисункам Фарадея относился уважительно и называл их математикой очень высокого уровня, которую оценят лишь в будущем.
Благодаря особенностям своего мировосприятия Фарадей видел связь вещей и явлений. Он довершил дело, начатое Франклином, и окончательно доказал, что между различными “видами” электричества, статическим, искусственным, “животным” и т. д., нет никакой разницы. Он утвердил связь между электрическими и магнитными явлениями, между электрическими и химическими процессами, между магнетизмом и оптикой. Фарадей способствовал созданию целостной картины мира, а точнее говоря, он видел эту картину во всем ее единстве и величии и смог донести это видение до нас. Что же касается вклада Фарадея в теорию, то об этом лучше всего сказал не кто иной, как Альберт Эйнштейн: “Надо иметь могучий дар научного предвидения, чтобы распознать, что в описании электрических явлений не заряды и не частицы описывают суть явлений, а скорее пространство между зарядами и частицами”. В работах Фарадея впервые возникло понятиеСамое поразительное, что все эти эксперименты и открытия Фарадей делал в одиночку. В лаборатории ему помогал отставной солдат, человек рукастый и исполнительный, но совершенно чуждый науке. Учеников же и ассистентов у него не было. Возможно, Фарадей руководствовался тем, что от учеников одни проблемы, он сам был учеником и хорошо знал, чем все заканчивается. Но за пределами лаборатории Фарадей увлеченно занимался преподавательской деятельностью и популяризацией науки. Он прочитал огромное число публичных лекций с непременными демонстрациями экспериментов, в чем он был истинным виртуозом. Кстати, его цикл из шести лекций под названием “Химическая история свечи” издается до сих пор. Это поистине классика научно-популярного жанра.
Не менее известны в Англии того времени были и его воскресные проповеди, собиравшие множество людей из самых разных слоев общества, включая его коллег-ученых. Фарадей был глубоко верующим человеком и принадлежал к одной из самых ортодоксальных сект англиканской церкви – сандиманианской. В 1860 году он даже стал ее старейшиной. Как в одной голове могли укладываться занятия естественными науками и
Многолетние напряженные занятия наукой и общественной деятельностью привели к тому, что Фарадей просто-напросто надорвался, уже в пятидесятилетнем возрасте у него начались нелады с памятью. “Шесть недель работы для того, чтобы получить эти результаты, – записал он как-то в дневнике. – Самое скверное то, что, просматривая свои старые заметки, я обнаружил, что все эти результаты были уже получены мною восемь месяцев назад. Я совершенно о них забыл”.
12 марта 1862 года Фарадей сделал свой последний эксперимент. Все они были тщательно запротоколированы и пронумерованы. Последний имел номер 16041 – фантастическая производительность! Напоследок он переплел свои лабораторные журналы – пальцы помнили дело.
Он прожил еще пять лет. Они с женой не нажили ни детей, ни состояния. Поднявшись из низов в члены Королевского общества, Фарадей стал джентльменом, а, согласно тогдашним воззрениям, джентльмену не пристало получать деньги за занятия наукой. Даже если исследования проводились по заказу – “по просьбе” – промышленников. Подарки допускались – на усмотрение просителя. Но даже от многих таких работ Фарадей отказывался, предпочитая возиться с не сулящими никакой практической выгоды проволочками и магнитами. Ему еще повезло, что принц Альберт, муж королевы Виктории, восхищенный лекциями Фарадея, подарил ему дом в королевском поместье близ Лондона. Никаких других средств существования у четы Фарадеев не было. Как неоднократно говорил сам Фарадей: “Из праха вышел и в прах возвратишься, – и неизменно добавлял: – Бытие, 3: 19”.
Однако какое все это имеет отношение к нанотехнологиям? Можно было бы просто сказать, что Фарадей заложил основы современной физики и химии, открыл электрические, магнитные и оптические явления, без которых немыслимы нанотехнологии во всех своих многочисленных приложениях. Но я хочу сузить ответ и сосредоточиться лишь на одном эксперименте Фарадея, выполненном в 1847 году и продемонстрированном широкой публике в 1858 году на лекции “О связи золота со светом”.
Посмотреть действительно было на что. Фарадей растворил золото в царской водке и затем вновь восстановил его до металла фосфором. Частички металла были настолько малы, что их невозможно было разглядеть даже под микроскопом, они свободно плавали в растворе, который казался абсолютно прозрачным. А самое главное – он был вишнево-красным. Небольшое изменение условий восстановления, и вот уже перед зрителями представала взвесь “синего” золота. То, что это именно металлическое золото, показывал анализ осадка – “черни”, которая со временем выпадала из раствора. Если же Фарадей добавлял
