Читать книгу Краткая история цифровизации - Мартин Буркхардт - Страница 4

Электричество люди XVIII века восприняли как божественную силу, что вполне объяснимо. Это имело серьезные последствия, и уже аббат Нолле всерьез задумывался о том, чтобы лечить больных электрошоком. В электричестве увидели источник жизни: в конце концов, у некоторых экспериментаторов даже получалось с помощью электрических разрядов временно воскрешать мертвых воробьев и белок. Подлинного мастерства в обращении с новым видом энергии добился фокусник, сын лесника и уроженец города Констанц. Свое богатство он заработал в Вене, а в 1778 году, после череды скандалов, переехал в Париж. Его звали Франц Антон Месмер. Поначалу он просто пользовал своих пациентов электрическим током и минеральными магнитами, но скоро понял, что такое лечение может быть действенным даже без непосредственного контакта человека с электричеством. Открытие этого плацебо-эффекта позволило Месмеру сформулировать теорию «животного магнетизма» и создать аппарат, состоящий из наполненного водой и металлическими опилками деревянного чана, в крышку которого по кругу было вставлено до двадцати металлических стержней.

Пациенты Месмера рассаживались вокруг аппарата, прижимая больную часть тела к металлическим стержням. Рядом со стержнем также находился тросик, с помощью которого пациент мог дополнительно подключить себя к аппарату, чтобы усилить его чудесное действие. Чтобы образовать электрическую цепь, пациентам предписывалось взяться за руки.

Понятно, что аппарат Месмера был построен по образу и подобию лейденской банки, пусть и был совершенно бесполезен в качестве медицинского прибора. Несмотря на это, магнетические сеансы оказывали невероятное воздействие. Сидя в затемненной и богато украшенной комнате в ожидании мастера, пациенты с упоением слушали звуки гармоники, всматриваясь в зеркала и астрологические символы на плотных шторах, закрывающих дневной свет. Потом в зал входил Франц Антон Месмер собственной персоной. Своим неподвижным взглядом или прикосновением он мог привести человека в истерическое исступление, вызвать мелкую дрожь или заразительное чувство тошноты.

Аппарат Месмера

Если кто-то при этом терял самообладание, то ассистенты тут же отводили его в соседнюю звукоизолированную комнату. Такие магнетические сеансы, вольно сочетавшие спиритизм с эротизмом и групповой психотерапией, приобрели невиданную популярность в свете: на пике увлечения в одном лишь Париже магнетизм практиковало почти 6000 мастеров (впрочем, разрешения на это от самого Месмера они не получали). Вдобавок ко всему, магнетические сеансы стали значимым фактором политической жизни – на собраниях основанного Месмером «Общества вселенской гармонии» начали подниматься крамольные темы, что в конечном счете привело к изгнанию Месмера из Франции (но не помешало Марии-Антуанетте попросить у Месмера перед отъездом обучить своему искусству пару ассистентов). Способность магнетизеров «лечить» больных путем облегчения тока «флюидов» быстро начали трактовать и как метафору политического очищения государства: больное, двуличное и упадочное общество предлагалось исцелить революционным магнетическим экстазом.

Месмер как раз был на пике своей парижской славы, когда в лаборатории итальянского ученого Луиджи Гальвани начали твориться странные вещи. В поисках таинственной животворной силы Гальвани использовал птиц, рыб и других мелких животных. Однажды ему понадобилось препарировать лягушку, и он положил ее на стол, где стояла динамо-машина. Коснувшись лапки скальпелем, Гальвани вдруг увидел, что конечности мертвой лягушки начали подергиваться, а его ассистент даже заметил вспышку. Ученый начал изучать этот вопрос и выяснил, что раздражение двигательного нерва вызывали только проводящие материалы, например металл, и только в случае, если они заранее были наэлектризованы. Когда он касался сухожилий стеклянной трубкой (даже содержащей электризованную субстанцию), никакого эффекта это не производило. Гальвани был знаком с работой Бенджамина Франклина, где тот доказал связь грозы и электричества, поэтому дождался грозы и повесил препарированные лягушачьи лапки на металлической балюстраде своего балкона.

Опыт Гальвани

Как только лапка касалась металла, она начинала подергиваться, как будто в танце. Гальвани всегда подходил к делу основательно, поэтому провел целую серию экспериментов на открытом воздухе, под водой и в масле. В них он фиксировал лягушачьи лапки латунными прищепками и прикасался к нерву медной булавкой, тем самым (вероятнее всего, ненамеренно) создавая замкнутую электрическую цепь: металлы были проводником, а соленая вода в лягушачьей лапке – электролитом, перемещающим заряд в определенном направлении. Сокращения мышцы показывали, что ток действительно идет. Гальвани был убежден, что доказал этим существование «животного электричества».

Его успехи породили множество последователей, проводивших диковинные опыты, среди которых выделялся Джованни Альдини, племянник Гальвани. Тот проводил свои эксперименты публично, рядом с площадью, где гильотинировали преступников. Альдини засовывал в уши отрубленных голов провода и подводил к ним ток, чтобы на лице проступили гримасы. В свете подобных нравов нет ничего удивительного в том, что британской писательнице Мэри Шелли, жившей в то время на Женевском озере, пришел в голову образ доктора Франкенштейна – нового Прометея, который собрал монстра из частей трупов и оживил его ударом молнии.

Пока жадная до сенсаций публика продолжала поклоняться магии электричества, один исследователь решил превратить лейденскую банку в долгосрочный накопитель электричества. В 1800 году итальянцу Алессандро Вольте удалось создать вольтов столб – первый постоянный источник электричества[3]. Повторив эксперименты Гальвани, Вольта пришел к выводу, что лягушка не источник волшебной субстанции, а просто играет роль проводника.

Вольтов столб

Это значило, что можно обойтись без нее, поэтому он сконцентрировался на изучении различных металлов и жидкостей. В отсутствие точных измерительных приборов он исследовал электрические свойства металлов простым способом – с помощью собственного языка: прикасаясь к металлу кончиком языка, Вольта ощущал кислый вкус. Если он брал две палочки из разных металлов (например, из цинка и серебра), то чувствовал небольшой электрический разряд, если же он предварительно соединял их проволокой, то эффекта не было.

У Вольты был чувствительный язык и готовность пострадать ради науки, поэтому он принялся проверять интенсивность разряда при соприкосновении различных металлов. Значительнее всего разряд ощущался при совмещении цинка и серебра, поэтому Вольта решил положить цинковые и серебряные пластинки стопкой друг на друга, разделяя их картоном, вымоченным в соленой воде (позже ее заменила кислота). В результате он получил несколько лейденских банок, объединенных в батарею по принципу Нолле, однако в отличие от лейденской банки, которая обеспечивала одномоментный, но сильный разряд, вольтов столб обеспечивал плавный ток электричества.

Так разрешился извечный спор гальваников и вольтаистов. Стало ясно, что источником электричества является не лягушка: напряжение возникает вследствие разницы потенциалов между металлами. С этого начинается история современной науки, которая, вооружившись новой электрической батареей, начала систематически исследовать различные вещества, расщепляя их на составные элементы. Первым это сделал Хамфри Дэви: погрузив вольтов столб в воду, он отметил, что жидкость начала пузыриться.

Из этого он сделал вывод, что вода состоит из нескольких элементов, равно как и все остальные известные вещества. Если проследить за этой ветвью истории, то через эксперименты Майкла Фарадея и исследования Джеймса Клерка Максвелла мы дойдем до теории относительности Альберта Эйнштейна: от восприятия веществ, дарованных нам природой в их данности, к общему представлению об энергии.

Но наука развивалась не только в этом направлении: другие исследователи в то же самое время пытались расшифровать универсальный код, язык, на котором написана книга природы. Как и в случае открытия шаг за шагом атомного строения вещества, на этом пути было немало ошибок и заблуждений. Вольтов столб сделал электричество надежным источником энергии, и исследователи из разных стран начали задумываться над тем, можно ли действительно превратить «линии коммуникации» Грея в реально работающее средство связи. Первые телеграфные системы появились еще раньше, во времена Французской революции: тогда во Франции функционировал оптический телеграф, созданный по проекту Клода Шаппа и позволявший за несколько минут отправить сообщение на другой конец страны. Сообщение передавалось по цепочке от одной станции к другой, а сами станции находились на возвышенностях и управлялись вручную.

Было очевидно, что электрический телеграф позволит существенно упростить текущую неповоротливую систему. В 1809 году Томас фон Зёммеринг придумал аппарат, в котором каждой букве соответствовало определенное напряжение, то есть та или иная высота вольтова столба, а получатель закодированного так сообщения мог расшифровывать его с помощью такого же устройства.

Недостаток системы Зёммеринга был в том, что процесс был слишком трудоемким, а передача была возможна только в одном направлении, поэтому проект не получил дальнейшего развития. В 1816 году английский изобретатель Фрэнсис Рональдс представил первый прототип электрического телеграфа в Британском адмиралтействе, однако лорды не выказали никакого интереса, посчитав изобретение совершенно бесполезным. Всё изменилось с появлением железных дорог: поезд был быстрее любого всадника, поэтому понадобилось средство, позволяющее контролировать движение нового транспорта.

Телеграф Зёммеринга

Если два поезда встретятся в местности, где нет никаких других дорог – например, в тоннеле – то может произойти катастрофа. Железная дорога нуждалась в системе диспетчеризации, и тут телеграф пришелся как раз кстати. Первым коммерческим применением этой технологии оказался стрелочный телеграф Чарльза Уитстоуна и Уильяма Фозерджилла Кука, линия которого была проложена вдоль железнодорожной ветки между Лондоном и станцией Уэст-Дрейтон.

Однако наиболее практичным решением оказалась система, разработанная американским художником-портретистом Сэмюэлом Морзе. Пересекая Атлантический океан на пароходе «Салли», он разговорился с ученым, который развлекал пассажиров экспериментами с электричеством. В беседе ученый и высказал мысль о том, что электричество можно использовать для передачи сообщений.

Телеграф Морзе

Морзе загорелся идеей создать такое средство коммуникации и, вернувшись домой, принялся за работу. Уже 4 сентября 1837 года собранный из подручных средств (мольберта, подрамника, консервных банок и дорогих настенных часов из мастерской художника) электрический телеграф был продемонстрирован публике. Система работала, однако код, с помощью которого передавались сообщения, был несовершенен: это была последовательность чисел, которую приходилось шифровать, а затем расшифровывать с помощью толстого словаря. Помощник Морзе Альфред Вэйл предложил более изящное решение – кодировать буквы последовательностями из коротких и длинных импульсов.

Еще одну техническую проблему первостепенной важности Морзе помогли решить профессор химии Леонард Гейл и его находчивый ассистент. Дело в том, что чем дальше находился отправитель, тем слабее становился сигнал, теряясь на фоне шумов. Чтобы устранить этот эффект, пришлось усилить батарею, а также установить через каждые 16 километров линии реле – электромагнитный усилитель исходного сигнала. Это не только открывало дорогу к общеамериканской телеграфной сети, но и позволяло связать континенты. Первый трансатлантический телеграфный кабель был проложен в 1858 году: случилось то, что историки позже назовут глобализацией XIX века – теперь сообщение можно было быстро переслать в любую точку мира.