*3628. Краткая история инноваций

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/60029
Женщина за рулем, или Гонка Берты Бенц
08:00
Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

В 1925 году изобретатель первого автомобиля Карл Бенц (1844–1929) рассказал, что первая настоящая поездка на автомобиле состоялась 5 августа 1888 года. До этого автомобиль Бенца совершал только пробные поездки и не удалялся от гаража больше чем на пару километров. Но инициатором поездки и водителем автомобиля был не Карл Бенц, а его жена Цецилия-Берта Бенц-Рингер (1849–1944) (Benz, Lebensfahrt eines Erfinders. Koehler & Amelang 1925, repr. München, 2001).

История путешествия Берты Бенц занимает особое место в истории науки и техники. Это первый опыт практического использования индивидуального транспортного средства с автономным мотором. Масштаб этого свершения сопоставим с трансокеанскими плаваниями Чжу Хэ и Васко да Гамы, кругосветной экспедицией Фернандо Магеллана или выходом Юрия Гагарина на околоземную орбиту и Алексея Леонова в открытый космос – настолько велик разрыв между пробными пробегами прототипов автомобилей Карла Бенца и дальним заездом Берты Бенц. Железные дороги и пароходы преодолевали дистанцию между пробными заездами и пассажирскими перевозками намного медленнее. Как мы увидим далее, прогресс технологий двигателей внутреннего сгорания и индивидуального механического транспорта был намного медленнее и состоял из множества шагов сотен инженеров – на этом фоне «гонка Берты Бенц» была не крупнейшим и даже не революционным шагом, а квантовым скачком.

По канонической версии истории, Берта Бенц решила съездить в гости к маме, повидаться и показать внуков. У старших сыновей, Рихарда (13 лет) и Ойгена (15 лет), было время школьных каникул. Согласия мужа на поездку Берта не спрашивала. Мальчики, составившие с матерью «заговор», привели один из автомобилей в рабочее состояние. Берта и ее сыновья покинули дом рано утром, пока Карл Бенц спал. Семейный экипаж выкатил автомобиль Benz Patent Motorwagen №1 из мастерской, запустил его – и трое авантюристов отправились из Мангейма (Манхайма) в Пфорцхейм (Пфорцхайм) через Гейдельберг и Карлсруэ (официальный сайт «Мемориального маршрута Берты Бенц»). Этот маршрут длиной 104 км автомобиль преодолел за 12 часов – о чем Карл Бенц узнал только ночью с 5 на 6 августа из телеграммы «Доехали в Пфорцхейм хорошо. Берта».

По дороге Берта Бенц сделала много остановок, одни для дозаправки, другие для ремонта. Автомобильная инфраструктура в это время отсутствовала полностью, поэтому Берта выходила из положения в меру возможностей эпохи. Небольшой ремонт делался по дороге подручными средствами: Берта прочистила засорившийся карбюратор шпилькой для шляпки, а в качестве изоляции провода зажигания использовала свою подвязку. Топливом для автомобиля служил бытовой растворитель лигроин, который продавался в аптеках, – это смесь жидких углеводородов, несколько более тяжелая, чем бензин. В городе Вислох Берта Бенц купила в городской аптеке несколько литров лигроина, которая с тех пор носит звание «первой автозаправки мира». Следующая остановка была в городе Брухзале, где местный кузнец подтянул слетевшую приводную цепь (того же типа, что и в современных мотоциклах и велосипедах) – это первый в мире «автосервис». Берта Бенц также мимоходом изобрела тормозные колодки – тормоз за время путешествия стесался, и Берта в какой-то момент пути обратилась к сапожнику, чтобы тот подбил тормоза кожей.

Benz Patent Motorwagen № 3
Wikimedia Commons

Отец, узнав о том, что автомобиль и семья уехали за сто километров, не рассердился, а только потребовал срочно вернуть цепь с нарочным, которая была нужна для демонстрации другого экземпляра автомобиля. Несколько дней Берта и дети ожидали в Пфорцхейме новую цепь, которую им отправили из Мангейма. Получив цепь, Берта и ее дети поехали назад на Брухзаль и оттуда в Мангейм другими дорогами вдоль берега Рейна, несколько сократив маршрут. По итогам путешествия Берта предложила мужу в первую очередь решить проблему движения под уклон, и так на автомобиле появилась первая трехступенчатая коробка передач.

В 1956 году Ойген Бенц (1873–1958), единственный к тому моменту живой участник переезда, дал интервью, в котором уточнил много существенных деталей поездки (Unterredung zwischen Herrn Eugen-Benz, Frau Klara Unger in Ladenburg und Herrn Dr. Schildberger, Hist. Arch, und Herrn Jean Pfanz in Ladenburg, am 22 November 1956. Рус. пер. А. Родионова). Дорога, по сообщению Ойгена, была пыльной, узкой и неприспособленной, но при этом очень красивой, с видом на горы. Руль у первого автомобиля был тугой и требовал сильной руки. Рулили все трое по очереди, больше всего времени за рулем провел младший из сыновей, Рихард. В гору автомобиль часто приходилось заталкивать; по воспоминанию Ойгена, толкали он и мать, Рихард был за рулем. Езда под гору из-за ограниченных возможностей тормоза была намного опаснее. Первая замена тормозов произошла, по Ойгену Бенцу, уже на обратном пути, в Баушлоте.

Остановки приходилось делать постоянно всюду, где была вода, чтобы залить свежей воды в перегревающийся радиатор охлаждения. К приезду в Вислох взятый из дома запас лигроина еще не кончился, но дорога к Вислоху была с уклоном, затем следовал железнодорожный переезд, и расход топлива вырос. Найти сразу несколько литров лигроина в аптеке было большой удачей, и в аптеке Вислоха такая бутыль оказалась в наличии. Ее Берта Бенц и купила про запас. И когда автомобиль наконец добрался до Пфорцхейма, было уже темно, а так как фонаря у автомобиля не было, то мать и сыновья заночевали в гостинице, отправившись по городу к дому бабушки только утром.

Эпизоды этого путешествия были реконструированы в 2013 году к празднованиям 125-летия автомобиля (см. иллюстрации). Benz Motorwagen №1 и костюмы эпохи на них воспроизведены очень точно, а ситуации на фотографиях содержат определенные условности. Кто управлял автомобилем, неясно. Если верить мемуарам Бенца, за рулем на старте маршрута была не Берта, а ее сын Ойген. Так как литературной обработкой мемуаров Карла Бенца занималась, по некоторым данным, сама Берта, это сообщение может заслуживать доверия. С другой стороны, Ойген мог несколько десятилетий спустя не вспомнить точно, насколько тугим был руль первого автомобиля. Актриса Фелиситас Волль, игравшая Берту Бенц в документально-художественном фильме 2013 года «Карл и Берта», водила на съемках копию Benz Motorwagen 1 и сообщила, что автомобиль тяжелый, но при этом управляется легко, лучше некоторых современных автомобилей (Making of 'Carl & Bertha' (Film). Вести машину 12 часов в течение одного дня крайне тяжело даже для современного водителя, к тому же маршрут из Мангейма в Пфорцхейм пролегал на восток и затем на юг, то есть против солнца в течение большей части дня. Поэтому можно уверенно предположить, что Берта и младшие Бенцы садились за руль поочередно. И следует отметить, им очень везло: поездка обошлась без дорожно-транспортных происшествий.

История «гонки Берты Бенц» стала известна много десятилетий спустя и исключительно со слов ее участников. Историк науки Курт Мозер из Технологического института Карлсруэ высказал сомнения, что поездка может быть даже чистым вымыслом, поскольку ее не подкрепляют ни газеты и другие публичные источники, ни документы фирмы Карла Бенца, которые зафиксировали другие ранние поездки – «ничего, кроме прекрасной истории старика, записанной, говоря современным языком, “гострайтером”» (Цит. в: Eberhardt, Johanna. Unsere Mutter konnte ja gar nicht fahren. 28. August 2011). Принять это крайнее мнение не вполне возможно, так как Ойген Бенц спустя годы рассказывал эту историю, не пытаясь воспроизвести канву мемуаров отца, а с собственной точки зрения и с деталями, характерными для очевидца (наиболее показательно его уточнение о дефиците лигроина в аптеках). Отсутствие документов фирмы может объясняться именно тем, что поездка была частной и ни к бизнесу фирмы, ни к испытаниям отношения не имела, почему и не была проведена по документам.

Дефицит достоверных источников характерен для всей истории раннего автомобилестроения. Автомобиль – результат труда большого количества, говоря современным языком, «стартапов», которые спешили не в историю, а к потребителю и в патентные бюро, часто с полусырыми и просто нефункционирующими разработками. Не только события вокруг «гонки Берты Бенц», но и вообще весь ряд событий и фактов документирован отрывочно, противоречиво и просто никак – несмотря на то, что это был уже поголовно грамотный и много писавший XIX век Европы и США.

Также нельзя легко согласиться и с другим частым утверждением, что поездка Берты Бенц была шоком и потрясением для всех, кто ее наблюдал. Сравнение из мемуаров Карла Бенца «словно мимо них летела ведьма» – явное художественное преувеличение. Для жителей городов на маршруте поездка безусловно не прошла незамеченной, но в шок она никого не повергла. Со слов Ойгена Бенца: «Когда мы останавливались, то вокруг собирались люди, смотрели на моторную повозку и говорили: “Ну, теперь уж вашей кляче конец”». Первая публичная демонстрация автомобиля Бенца к этому времени уже состоялась. «Нойен Бадишен Ландесцайтунг» в субботнем номере от 3 июля 1886 года сообщала: «Приводимый в движение лигроином велосипед, сконструированный на Рейнском заводе газовых двигателей Бенца и компании, о котором мы уже сообщали в газете от 4 июня, сегодня утром прошел испытание на Рингштрассе. Испытания проведены успешно» (Цит. в: Schildberger, Friedrich. Gottlieb Daimler, Wilhelm Maybach and Karl Benz. Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 1968). Механическая повозка с пассажирами на улицах была революционной, но не неожиданной.

Почему эта точка зрения кажется наиболее достоверной? Для этого нужно оценить исторические обстоятельства создания автомобиля Бенца. История создания автомобиля – это несколько потоков событий одновременно, важнейшими из которых можно считать общественное принятие идеи личного механического транспорта и создание двигателя внутреннего сгорания.

Хорошо известная история «по закону перед автомобилем должен идти человек с красным флагом» – закон о локомотивах 1865 года, один из серии британских законов, принятых между 1861 и 1868 годом и действовавших до 1896 года. Эти законы регулировали использование на дорогах общего пользования «дорожных локомотивов» – ставших популярными в конце эры пара тяжелых промышленных паровых тягачей, которые больше напоминали современные дорожные тракторы и тягачи фур, чем автомобили. Пункт 3 закона 1865 года «о красном флаге» касался автопоездов и указывал, что локомотивы с прицепом должны сопровождаться экипажем из трех человек, включая пресловутого «человека с красным флагом», который должен был контролировать проезд перекрестков. Паровые локомотивы могли развивать скорость до 20 км/час и везти автопоезд массой до 15 тонн.

Паровики были в основном промышленного назначения, автомобилей из них не вышло. Паровые котлы были слишком велики и имели слишком низкий КПД, чтобы быть пригодными для использования в подобии коляски на одного-четырех пассажиров. Известны только образцы паровых дилижансов 1830–1870 годов – прототипы первых автобусов. Исключение составляют несколько паровых мотоциклов, построенных по технологиям конца XIX века уже накануне появления двигателей внутреннего сгорания и существовавших менее двух десятилетий (примерно с 1867 по 1890 год).

Сама же идея поставить паровой котел на колеса к тому времени насчитывала почти столетие. В континентальной Европе колесные паровики были известны с 1769 года (известная колесная паровая машина Кюньо), но оставались редкостью. Видимо, причина этого различия – в качестве дорог.

Популярность паровиков в Британии была во многом связана с тем, что в Британии с XVII по XIX век законодательство поощряло строительство частных шоссе. Именно в Британии появляется первое твердое покрытие дорог – макадам (утрамбованный гравий с вяжущим заполнителем). В начале XIX века британская шоссейная система была предметом зависти других стран – мечта Пушкина «Шоссе Россию здесь и тут, соединив, пересекут» имеет в качестве идеального образца шоссе, мосты и тоннели Британии. Но к началу 1860-х годов британские шоссе были уже почти банкротами из-за конкуренции с железными дорогами, и «законы о локомотивах» обязывали паровики не только ездить помедленнее и побезопаснее, но и платить за проезд по шоссе суммы, соразмерные с ущербом, которые они наносили покрытию, или не появляться там. Интересно, что эти законы, быстро вытеснив механический транспорт с дорог, привели к тому, что континентальная Европа значительно опередила Британию в области автомобилестроения в конце XIX века – там законы не мешали ездить на первых автомобилях.

Параллельно шло развитие индивидуального механического транспорта, и в первую очередь велосипедов. Прообразом велосипеда была дрезина Карла Дреза 1818 года, созданная, что интересно, в том же Мангейме, где Карл Бенц создал первый автомобиль, а Берта Бенц ездила на нем. На дрезине нужно было ехать, отталкиваясь ногами от земли. В 1863 году Эрнест Мишо во Франции и Пьер Лаллемен в США получают патенты на очень похожие велосипеды, с педалями на переднем колесе и седлом на раме, получившие неформальное имя «костотрясы». Париж после реконструкции Османа приобрел множество бульваров с покрытием из макадама, и велосипед Мишо привел к тому, что несколько лет во Франции был бум велосипедной езды. В конце концов количество дорожных происшествий с велосипедистами, которые сбивали пешеходов, привело к падению моды на велосипеды.

Между тем в 1869 году Эжен Мейе разработал велосипед с большим передним и малым задним колесами на натяжных спицах – в англоязычных странах он получил название «пенни-фартинг», по названию двух монет разного диаметра. «Пенни-фартинги» могли ехать очень быстро и стали популярны среди зажиточной молодежи, но травматизм среди велосипедистов значительно вырос – риск падения через руль был очень высок. В 1885 году Джон Старли создает дизайн, получивший название «безопасный велосипед». «Безопасный велосипед» получил два одинаковых колеса со спицами, рулевую вилку и цепную передачу с центральных педалей на заднее колесо. Отличия от велосипеда современного типа у него минимальны. Новый тип рамы позволял изготовлять ее штамповкой вместо сварки, что сделало велосипед из предмета роскоши массовым товаром. В 1888 году Джон Данлоп разрабатывает пневматическую шину. Велосипеды перестают быть «костотрясами» и становятся такими, к каким привыкли мы.

Появление «безопасного велосипеда» вызвало второй, уже всемирный бум велосипедов, который продолжался все 1890-е годы и косвенно способствовал эмансипации женщин – для женщин были придуманы специальные женские велосипеды и шаровары, да и сама езда на велосипедах стала для женщин первым доступным видом спорта и досуга под открытым небом, который к тому же позволял проводить его совместно и наравне с мужчинами.

Велосипед как инструмент технического и социального прогресса – частая тема публицистики и литературы конца XIX века. В 1897 году герой рассказа А.П. Чехова «Человек в футляре» возмущался, увидев свою невесту и ее брата на велосипедах. «Разве преподавателям гимназии и женщинам прилично ездить на велосипеде?» – вопрошал персонаж, и читатели понимали, что да, велосипед – это не только технический прогресс, но также символ и инструмент взлома социального «футляра» отживших порядков.

Таким образом, когда Берта Бенц выехала на дорогу в самобеглой коляске, это была дорога, по которой уже начали ездить велосипеды и не первое десятилетие ездили паровые тягачи. Реализация механической коляски была нова, но идея уже никого бы не удивила. Возможной реализация коляски стала благодаря второй ключевой инновации эпохи – двигателю внутреннего сгорания.

Берта Бенц с дочерьми
Getty Images

Концепция двигателя, где топливо сгорает в поршневом цилиндре, также возникла не в XIX веке. В 1670-е годы Д. Папен и Х. Гюйгенс в Парижской академии наук экспериментировали с концептом порохового двигателя, и вплоть до начала XIX века к этой идее возвращались и другие натурфилософы. Теоретические основы для создания двигателя внутреннего сгорания начали формироваться с открытием в 1824 году «цикла Карно» Николя Леонардом Сади Карно (1796–1832) и развитием идей Карно в 1834 году Эмилем Клайпероном (1799–1864) и в 1850–1857 годах Рудольфом Клазиусом (1822–1888). В результате этих работ было выведено уравнение фазового перехода Клаузиуса – Клайперона и сформулированы первый и второй законы термодинамики.

Другим ключевым условием создания двигателей внутреннего сгорания было наличие топлива с приемлемой энергетической плотностью (количеством выделяемой энергии на единицу объема). Первые опыты с двигателями внутреннего сгорания велись со «светильным газом» (смесь водорода, метана и других горючих газов), который производился газификацией каменного угля. Бензин, который нуждается в карбюраторе, создающем из него горючую смесь, стал постепенно применяться на рубеже 1870–1880-х годов.

В 1850-е годы начинается первое промышленное производство нефтепродуктов, в первую очередь керосина. Это позволило создать компактные и яркие керосиновые лампы, заменившие свечи и масляные лампы, которые жгли китовый жир. Первая керосиновая лампа классического типа была изготовлена Игнацем Лукашевичем во Львове в 1853 году. Более легкие фракции изначально не находили применения, кроме как в качестве растворителей, и лишь по мере появления спроса на бензин стали собираться и производиться целенаправленно.

Ключевой прорыв в нефтепереработке произошел вскоре после описываемых событий, в 1891 году, когда русский инженер Владимир Григорьевич Шухов (1853–1939), будущий строитель «башни Шухова» в Москве, разработал и запатентовал «процесс Шухова» для крекинга сырой нефти. Крекинг по методу Шухова позволил эффективно расщеплять нефть на керосин, бензин, ароматические фракции и мазут, а в скором будущем и получать искусственный битум для производства асфальтобетона. Дешевый и изобильный бензин стал одним из условий автомобильного бума (снова вспомним поиск Бертой Бенц лигроина по аптекам). Роль асфальта в создании мостовых для автомобилей также вполне очевидна; хотя первые асфальтовые мостовые появились еще в 1836 году в Лондоне, массовое применение материалов на основе битума для мощения дорог стало доступным лишь перед Первой мировой войной.

История прототипов двигателей внутреннего сгорания прослеживается по патентам и судебным искам, которыми изобретатели всех стран Европы и Америки обменивались все время. Кто был первым, сказать невозможно не столько из-за того, что очень похожие вещи делались в одни и те же сроки, сколько из-за того, что революций не было и каждый новый двигатель слегка улучшал и развивал идеи предшественников, добавляя новые компоненты, отбрасывая неудачные конструктивные решения. Первыми двигателями внутреннего сгорания, которые пошли в серийное производство, были двигатели Жозефа Ленуара (1860) и Николауса Отто (1863). Двигатель Ленуара быстро устарел, а германский патент Отто №537 1877 года на четырехтактный двигатель несколько лет, пока в 1884 у его не отменил очередной суд, сдерживал собственные разработки других изобретателей, в том числе Готлиба Даймлера (1846–1929), Вильгельма Майбаха (1834–1900) и самого Карла Бенца. Мощность ранних двигателей не превышала 2–3 лошадиные силы.

Даймлер и Майбах были ведущими инженерами на фабрике Отто и в значительной мере разработали тот самый четырехтактный двигатель, который был запатентован Отто. Поссорившись с Отто, они в 1880 году покинули фирму и на компенсацию за оставленные на фирме патенты открыли собственную фирму. Как и фирма Отто, она производила двигатели.

В 1885 году Даймлер и Майбах разработали одноцилиндровый бензиновый мотор мощностью 0,5 лошадиной силы. Зажигание в моторе производилось от калильной трубки (фактически раскаленным добела фитилем) – это была тупиковая ветвь развития карбюраторных двигателей. 29 августа 1885 года Даймлер и Бенц получили патент №36423 на Reitwagen – первый мотоцикл в истории. Конструктивно «рейтваген» напоминал костотряс, под центральной рамой которого помещался мотор с ременным приводом на заднее колесо – современные мотоциклы имеют такую же принципиальную схему. Главным отличием от современного мотоцикла были стабилизирующие небольшие колесики по бокам – как у современных детских велосипедов. Сын Даймлера Пауль несколько раз поездил на «рейтвагене» из Бад-Каннштатта в Унтертюркхайм (около 3 км), но в серию он не пошел – видимо, оттого, что на скорости вибрации становились еще сильнее, чем у костотрясов. Сохранилось упоминание, что Даймлер и Майбах ради эксперимента поставили мотор на коляску, но это был просто эксперимент. Основной бизнес фабрики Даймлера и Майбаха, как и Отто, состоял в производстве лодочных моторов и при случае – в поставке промышленных моторов на заводы. О применении двигателей внутреннего сгорания на транспорте никто в это время всерьез не думал, кроме Карла Бенца.

У автомобиля, как и у двигателя внутреннего сгорания, много создателей и еще больше претендентов в создатели. В Австрии популярна версия, что первый автомобиль был создан еще в 1870 году венским инженером Зигфридом Маркусом. После Второй мировой войны версия в пользу Маркуса в качестве главного аргумента долго ссылалась на директиву нацистских властей об исключении Маркуса из истории науки и техники и признании приоритета Бенца – Маркус был крещеным евреем. О Маркусе достоверно известно, что он поставил на тележку двигатель Ленуара, но те его разработки, что могут напоминать автомобиль, которым можно управлять, на несколько лет отстают от Бенца. Другую раннюю тележку с мотором от швейной машинки 1882 года приписывают итальянцу Энрико Бернарди. В Британии Эдвард Батлер в 1884–1889 годах развивал планы прототипа автомобиля с бензиновым карбюраторным двигателем, который в чем-то даже технически опережал работу Бенца, но в 1890 году прекратил работы, сославшись на то, что законы о локомотивах запрещают испытания его механического устройства и практического смысла работа не имеет.

Карл Бенц явно не может претендовать на авторство идеи автомобиля, но он может претендовать на то, что первый довел идею до прототипа, а прототип до промышленного производства. Собственно автомобилем Карл Бенц начал заниматься не сразу. Изначально он производил разного рода промышленные машины и несколько раз чуть не разорился. Первый раз от разорения его спасла невеста Берта Риттер, которая взяла у своего отца в долг часть своего приданого и выкупила долю ушедшего из бизнеса партнера; второй – счастливый случай. С 1879 года Карл Бенц производил двухтактные двигатели, где постепенно отработал те удачные технологии, которые пошли в серию с первым автомобилем. Двигатели хорошо продавались, и компаньоны несколько лет удерживали Бенца от работы над автомобилем, который им представлялся коммерчески бесперспективным. «Один из них, Макс Каспар Розе, – вспоминал Ойген Бенц, – говорил ему: “Господин Бенц, мы сейчас заработали прекрасные деньги, но не касайтесь вы этой моторной повозки, иначе мы снова все потеряем. Боже мой, боже мой, когда же это все закончится?”»

К работе над автомобилем Бенц приступил после того, как суды отменили патент Отто на четырехтактные двигатели. В 1886 году Бенц разработал четырехтактный двигатель с зажиганием горючей смеси от электрической свечи, получавшей импульс высокого напряжения от катушки Румкорпфа и водяным охлаждающим радиатором – принципиально это та же схема, что и в современных автомобильных двигателях.

Транспортное средство, на которое был установлен этот двигатель, очень далеко ушло от «коляски с мотором». Патент от 29 января 1886 года №37435 детально показывает схему трехколесного Benz Motorwagen №1: в нее входило рулевое управление единственным передним колесом с наваренной резиновой покрышкой, двигатель в задней компоновке, привод на задние колеса, дроссельный кран, тормозной рычаг, управлявший ремнем, который выполнял также и функцию сцепления. Benz Motorwagen №1 содержал все основные агрегаты автомобиля. Собственно, от конной коляски в ней остались только кузов и сиденья.

Почему первую поездку совершил не Карл, а Берта Бенц, непонятно. По одной версии, Карл Бенц боялся рисковать, после того как на уличных испытаниях один моторваген столкнулся со стеной. По другой, он был перфекционистом и продолжал бы совершенствовать свою конструкцию еще много месяцев, если бы Берта своей поездкой не продемонстрировала ему, что автомобиль практически готов к рынку. И наконец, еще одна версия – Карл был техническим гением, но продавать никогда толком не умел. Берта задумала поездку как решительный маркетинговый ход, призванный создать ажиотаж вокруг автомобиля. Эта красивая версия не очень подтверждается фактами – автомобиль готовился к выставке в Мюнхене, где, по словам Ойгена, стал большой сенсацией, затем был показан на Всемирной выставке в Париже и не сразу, но постепенно начал продаваться. Если поездка Берты Бенц и упоминалась в маркетинговых материалах «Карл Бенц и компания», то нам об этом пока ничего не известно. Но эта история интересно опирается на личность Берты Бенц.

Берта Бенц, как мы можем ее себе представить, была женщиной такой душевной силы, какие встречаются редко в любые времена. Ее денежное вмешательство в дела Карла Бенца, которое спасло его от банкротства, говорит само за себя. Это событие говорит еще и о том, что Берта выходила замуж не по сговору, как большинство девушек из бюргерского класса Германии XIX века, и даже не по инициативе Карла и благожелательном нейтралитете родителей (как в браках по любви того времени), а едва ли не сама выбрала своего избранника. Для викторианской эпохи это личная смелость и решительность, имеющие себе мало равных.

Германское право долго отказывало женщинам не только в политических, но и во многих гражданских правах – например, в праве владеть собственностью помимо мужа или отца или работать без разрешения супруга. Участие женщины в делах мужа ни традиционная, ни юридическая семейная роль не предусматривала. Берта Бенц вела себя так, будто этих традиционных ограничений для нее не существовало. Она разделяла амбиции и устремления мужа и его интерес к технике, поддерживая его в постоянных трудностях и конфликтах не только финансово, но и морально. Она была, образно говоря, боевой подругой (притом что домашнее хозяйство Бенцев было в порядке и дети вспоминали дом Берты как благоустроенный и любящий), и не исключено, что в паре Карл – Берта волей и движущей силой была именно Берта. Этот тип женщины не часто встречается и в наши дни, а в XIX веке был во многом предвестником будущего мира, где пол не служит критерием интеллекта, социальной роли или важности человека. То, что именно Берта Бенц самостоятельно сделала решительный шаг, открывший эру автомобильного транспорта, не выглядит случайностью. Скорее она получила право, заслуженное оставшимся за кадром истории многолетним сотрудничеством с мужем, без которого не было бы первого автомобиля.

Итак, 5 августа 1888 года Берта Бенц взяла автомобиль семейной фирмы и поехала из Мангейма в Пфорцхейм. С этого дня начинается история автомобильного транспорта.

Карл Бенц (справа) и Берта Бенц в автомобиле Benz-Viktoria. 1893
Getty Images

Карл Бенц создал еще ряд моделей автомобилей, продав сначала лишь 69 автомобилей за 1889–1893 годы; затем спрос начал стремительно нарастать. С 1889 года автомобили стали строить Даймлер и Майбах. В 1893 году Карл Бенц использует реечный механизм для создания рулевого привода на два колеса и создает первую четырехколесную модель «Виктория». В 1895 году Бенц разрабатывает первый грузовой автомобиль, затем первый автобус, а в последние годы XIX века начинают проводиться первые автогонки и строиться гоночные автомобили. Фирма «Карл Бенц и компания» к 1900 году становится одним из ведущих игроков мирового рынка, выпуская автомобили уже по нескольку сотен в год (в 1900-м – 603 машины).

Во Франции быстро сложилась своя мощная автомобильная индустрия – сначала на базе лицензий Майбаха и просто пиратского копирования немецких образцов, а потом и своих инноваций. Лидером французского, а затем и мирового рынка на этом этапе была фирма партнеров Майбаха «Панар – Левассор», где были разработаны первая трансмиссия и первое подобие универсального шасси Systeme Panhard для автомобилей разного назначения. Луи Рено в 1898 году вносит в конструкцию автомобиля карданный вал и дифференциал.

В 1896 году Британия отменяет законы о локомотивах и начинает догонять уже ушедшую далеко вперед автомобильную индустрию в континентальной Европе. Автостроительные фирмы Европы исчисляются многими десятками, своя автомобильная индустрия начинает складываться и в США. В России первый автомобиль появился в 1894 году – это был Benz Velo (Книга выдачи заказов 1894 года. Архив Mercedes-Benz, Штутгарт). Используя как образец эту модель, Петр Фрезе и Евгений Яковлев построили весной 1896 года первый русский автомобиль.

Двигатель внутреннего сгорания не сразу был признан за основу автомобилестроения. В том же 1888 году Андреас Флокен строит первый электромобиль Flocken Elektrowagen на аккумуляторной батарее. До конца XIX века двигатели внутреннего сгорания соперничали с электродвигателями, и только энергетическая плотность и скорость заправки бензинового двигателя в конечном итоге стали очевидными преимуществами. На столетие электродвигатели сохранились лишь в проводном автотранспорте (троллейбусы и трамваи), и только создание литиевых батарей в конце XX века позволило возобновить эксперименты с электромобилями.

Кузов и компоновка пассажирских сидений дольше всего сохраняли инерцию дизайна. Автомобили походили на кареты и коляски вплоть до ноября 1900 года, когда Майбах и Пауль Даймлер разработали для Эмиля Еллинека концептуально новый автомобиль Mersedes 35 PS, получивший в числе прочих инноваций и кузов типа «моторный капот-салон». С Mersedes 35 PS (давшего имя известной современной марке) идет отсчет нового этапа в автомобилестроении, когда автомобиль стал уже не мотоколяской, а самостоятельным конструкторским объектом. Интересно указать, что один из первых аэродинамических корпусов был разработан тоже на заводе автомобилей Бенца в 1908 году.

Гонка Берты Бенц, возможно, и не подтолкнула процесс строительства автомобильной индустрии, но Берта Бенц все равно остается первым водителем автомобиля в истории. Это был не только шаг в развитии технологий, доказавший, что автомобиль – надежное и быстрое средство передвижения на большие расстояния. Это был еще и шаг социального прогресса к миру, где женщины выбирают направление движения наравне с мужчинами, и не только на местности. Женщины конца XIX века садились на велосипеды, Берта Бенц села за руль автомобиля – это были части одного и того же процесса эмансипации и борьбы за реальное равенство полов. Проехав эту дистанцию, Берта Бенц доказала, что женщины не нуждаются в сопровождении и покровительстве мужчины, чтобы чего-то добиться. В наше время это может показаться пустяком, но для конца XIX века это была инновация, сопоставимая с изобретением автомобиля.

В советское время бытовало убеждение, что машина – мужское занятие, а женщине не место за рулем. Интересно, существовал ли бы этот наивный сексизм, если бы в школах дети изучали не только историю войн и революций, но и истории людских достижений – таких как гонка Берты Бенц.

Автор выражает свою глубокую благодарность к.и.н. А. Родионову и Daimler Benz AG за предоставленные материалы и неоценимую помощь в работе над этим очерком.

Содержание темы :
01 страница
#01. Юрий Аммосов.Женщина за рулем, или Гонка Берты Бенц
#02. Юрий Аммосов. Огюст и Луи Люмьеры: на площадке первого кинофильма
#03. Юрий Аммосов. Александр Гумбольдт: отец «наук о Земле»
#04. Юрий Аммосов. Карл Линней: классификатор живого мира
#05. Юрий Аммосов. Проблема долготы: кому и зачем нужны хронометры?
#06. Юрий Аммосов. О мусульманских хакамах, вернувших европейцам науку
#07. Юрий Аммосов. Бегство Лизы Мейтнер: случай, создавший ядерное оружие
#08. Юрий Аммосов. Радиофобия: как мы начали бояться и разлюбили ядерную бомбу
#09. Юрий Аммосов. Проект «Корона»: откуда в вашем смартфоне фотоаппарат
#10. Юрий Аммосов.
02 страница
#11. Юрий Аммосов. «Бесконечные рубежи» Ванневара Буша: как увидеть будущее
#12. Юрий Аммосов. Краткая история инноваций Первые венчурные капиталисты: как в хайтек потекли большие деньги
#13. ChronTime. Изобретение перьевой ручки
#14. ChronTime. Изобретен Тяжелый плуг
#15. ChronTime. Изобретены приливные мельницы
#16. ChronTime. Сирийским инженером Каллиник изобретен греческий огонь
#17. Я принес вам мир. Имхотеп – основатель цивилизации
#18. Эратосфен и Птолемей: считали ли древние Землю плоской?
#19. Путь к железу. Катастрофа бронзового века
#20. О мусульманских хакамах, вернувших европейцам науку
03 страница
#21. О начавшемся при Карле Великом преодолении последствий распада Западной Римской империи
#22.
#23.
#24.
#25.
#26.
#27.
#28.
#29.
#30.
04 страница
#31.
#32.
#33.
#34.
#35.
#36.
#37.
#38.
#39.
#40.
05 страница
#41.

#42.

#43.

#44.

#45.

#46.

#47.

#48.

#49.

#50.

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/60379
28 ноября, 08:00

Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

Братья Люмьер, Огюст (1862–1954) и Луи (1864–1948), были специалистами по технологиям фотофиксации изображений. Но обстоятельства сложились так, что они создали кинематограф как вид досуга и искусства (или, употребляя современный термин, «медийный феномен»).

В традиции истории киноискусства первым кинопоказом обычно называют киносеанс 28 декабря 1895 года в Индийском салоне «Гранд-кафе» в Париже на бульваре Капуцинок, 14. Бытующее в русской литературе название «бульвар Капуцинов» ошибочно, так как улица получила имя по женскому монастырю. По другой популярной легенде, зрители бросились вон из зала, когда с экрана на них поехал паровоз (обе ошибки воспроизведены в кинокомедии «Человек с бульвара Капуцинов»).

Знаменитый ролик «Прибытие поезда на вокзал Ла-Сьота» не только не пугал зрителей, которые знали, чего ожидать (восхищал – да, но не пугал), но на бульваре Капуцинок даже не демонстрировался. Он был снят в 1895 году, но показан впервые в январе 1896 года. В программе Индийского салона стояли следующие ленты, каждая продолжительностью 45–50 секунд, все были сняты весной-осенью 1895 года:

1. La Sortie de l'Usine Lumière à Lyon (Выход работников с фабрики Люмьеров в Лионе)

2. Le Jardinier / l'Arroseur Arrosé (Садовник, или Политый поливальщик)

3. Le Débarquement du Congrès de Photographie à Lyon (Выход гостей съезда фотографов в Лионе)

4. La Voltige (Наездник-вольтижер)

5. La Pêche aux poissons rouges (Ловля золотой рыбки)

6. Les Forgerons (Кузнецы)

7. Repas de bébé (Малыш завтракает)

8. Le Saut à la couverture (Прыжки на одеяле)

9. La Places des Cordeliers à Lyon (Площадь кордельеров в Лионе)

10. La Mer / Baignade en mer (Море, или Купание в море)

Сеанс 28 декабря 1895 года часто также называют первым кинопоказом в истории. На самом деле это был не первый кинопоказ, а первый кинотеатр, так как за вход братья Люмьер брали по одному франку. До киносеанса на бульваре Капуцинок в течение 1895 года Люмьеры провели ряд кинопоказов для специалистов, где, очевидно, присутствовала не меньшая аудитория. Известны как минимум пять показов: 22 марта в Париже в Обществе развития отечественной промышленности; 11 июня на съезде фотографов в Лионе; 11 июля в Париже на технической выставке; 10 ноября в Брюсселе в Бельгийской ассоциации фотографов и 16 ноября в амфитеатре Сорбонны. Историк кино Бернар Шардер, изучавший документы Люмьеров, считал, что изначально Луи Люмьер делал презентацию достижений фабрики Люмьеров, и для него было неожиданностью, что 22 марта аудитория с энтузиазмом отреагирует не на цветную фотографию, которую он также представлял на этом мероприятии, а на черно-белые движущиеся картинки (Chardère, Bernard. Les images des Lumière, Paris: Gallimard, 1995).

Выход работников с фабрики Люмьеров в Лионе
wikipedia.org

История живых изображений начинается не на Люмьерах, а уходит как минимум в античность. Первым шагом на этом направлении была камера-обскура. Термин принято возводить к Леонардо да Винчи, его возникновение датируется рубежом XV–XVI веков (хотя Сodex Atlanticus, где он фигурирует, является компиляцией из рабочих дневников Леонардо и составлен только в конце XVII века). Сам же принцип создания изображения посредством узкого отверстия был известен еще составителю «Проблем» (приписываемый Аристотелю текст, принадлежащий школе перипатетиков), и, вполне возможно, был известен и учителю Аристотеля Платону, чье описание «Пещеры теней» (Платон. Республика) также может интерпретироваться как камера-обскура. Джозеф Нидэм считал, что описание камеры-обскуры еще на столетие раньше появилось у китайского философа Мо Цзы (Needham, Joseph, Wang, Ling; Robinson, Kenneth Girdwood. Science and Civilisation in China. Physics. Vol.1, Part 1. Cambridge Univ. Press, 1962). В дальнейшем камера-обскура упоминается Евклидом как подтверждение прямолинейности распространения света, а арабские последователи греческих философов аль-Кинди (Алькиндус) и аль-Хайсам (Альхазен) описывают камеру-обскуру и движение света в ней уже более детально; через Альхазена с камерой-обскурой был знаком и Роджер Бэкон. В XVIII веке камера-обскура уже была описана в «Энциклопедии» Дидро и д'Аламбера и применялась художниками. «Волшебный фонарь» для проецирования изображений на вертикальный экран возникает также в какой-то момент в Новое время. Чаще всего его изобретение приписывают в 1660-е годы Х. Гюйгенсу или А. Кирхнеру, но более простые устройства для проекции известны еще с XVI века.

Камера-обскура. Рисунок XVII века
wikipedia.org

Существование инерции зрения (персистенции), благодаря которой мозг воспринимает последовательность изображений как движение, также было известно продолжительное время – Альхазен упоминает это явление со ссылкой на Аристотеля. Попытки изучать темпоральные интервалы инерции зрения предпринимались уже в начале XVIII века; известны такие эксперименты около 1740 года Яноша Андраша Сегнера. Современные исследования показывают, что инерция зрения меняется в зависимости от длины волны наблюдаемого света, контраста и ряда иных условий, и может варьироваться от ~13 до ~200 миллисекунд, с медианным значением 40–50 миллисекунд (Watson, A. B. Temporal Sensitivity. In K. Boff, L. Kaufman & J. Thomas (Ed.), Handbook of Perception and Human Performance New York: Wiley, 1986). Причины этого до конца не установлены – в качестве объяснений предлагаются скорость реакции фоторецепторов глаза, скорость передачи нервных сообщений и скорость реакции зрительного анализатора мозга (аналогичные факторы влияют и на моторную реакцию человека). Выведенный опытным путем формат 24 кадра в секунду был компромиссом между скоростью восприятия и техническими особенностями производства и свойств кинопленки и кинопроекторов (Brownlow, Kevin, Silent Films: What Was the Right Speed? Sight and Sound, Summer, 1980).

Первые анимированные изображения были созданы независимо в 1832 году Жозефом Плато (Брюссель) и Симоном фон Штампфером (Вена). И Плато, и Штампфер создавали их на основе стробоскопического эффекта, вращая диск с изображениями. Приоритет обычно отдают Жозефу Плато, чьи работы в этом направлении документированы еще 1829 годом, но термин «стробоскоп» относится к устройству Штампфера (Плато называл свой диск фенакистоскопом). В 1834 году британец Уильям Хорнер создал барабанный вариант стробоскопа – дедалеум (в последующем переименованный в зоотроп). Дж. Нидэм впоследствии утверждал, что первый зоотроп создал шэньши Дин Хуан в I веке BC, но это описание в значительной мере интерпретация Нидэмом не самых точных указаний Дин Хуана. Зоотропы могли использовать бумажную ленту с большим числом изображений и стали популярным развлекательным устройством викторианской эпохи (периодически они создаются для рекламных и развлекательных целей и в современную эпоху). В сочетании с «волшебным фонарем» зоотроп позволял показывать «живые картины» продолжительностью несколько секунд. В 1877 году Шарль Эмиль Рено разработал такое комбинированное устройство под названием праксиноскоп; модификация 1888 года позволяла проецировать изображение на большой экран; и в Париже прошло несколько представлений под названием Théâtre Optique.

Движущиеся человечки, воспроизведенные с помощью стробоскопа
wikipedia.org

На рубеже 1870–1880-х годов состоялись первые опыты в области скоростной фотографии. 15 июня 1878 года британский фотограф Эдвард Мэйбридж отснял на конной ферме в Пало-Альто (теперь территория Стэнфордского университета) серию фотографий «Сэлли Гарднер в галопе» (Library of Congress Prints and Photographs Division). Этому предшествовал год экспериментов в скоростной фотографии на ипподромах Калифорнии. Съемка велась на 24 камеры, выставленные в ряд и синхронизированные с эквивалентной частотой 25 кадров и оценочной выдержкой менее одной миллисекунды (Clegg, Brian. The Man Who Stopped Time: The Illuminating Story of Eadweard Muybridge – Pioneer Photographer, Father of the Motion Picture, Murderer. Joseph Henry Press, 2007). Снимки по-видимому, предназначались для изучения в статике, но могли и проигрываться зоотропом.

Работы выполнялась по заказу владельца фермы и губернатора Калифорнии Леланда Стэнфорда. Стэнфорд был конезаводчиком и разводил на продажу рысаков (которые использовались, чтобы возить коляски с пассажирами) и скакунов (спортивных верховых лошадей преимущественно для скачек). Рысаки ходят рысью – ровным аллюром, который обеспечивал быстрое движение без рывков; скакуны – галопом, который быстрее рыси, но сильно трясет наездника и для повседневной езды не пригоден. Леланд хотел проверить, отрывает ли скаковая лошадь в галопе все четыре ноги от земли, что серия «Сэлли Гарднер» и подтвердила. В русской литературе распространена легенда, что Стэнфорд и Мэйбридж заключили пари и организовали съемку для его разрешения, но источниками это не подтверждается (Комментарий к коллекции Э. Мэйбриджа: The Museum of the City of San Francisco). Затем Мэйбридж в 1880-х годах создал серию из 781 фотографии обнаженных людей, анализировавших фазы движения человека (Muybridge, Eadweard. Muybridge's Complete Human and Animal Locomotion: All 781 Plates from the 1887 Animal Locomotion. Dover Publications, 1887).

В 1882 году французский биолог Этьен Жюль Маре разработал первое фоторужье со скоростью 12 кадров в минуту, снимавшее объекты на разные места одной фотопластины; Маре использовал фоторужье и другие разработанные им устройства для скоростной съемки, чтобы изучать движение птиц и животных.

В 1885 году американский изобретатель Джордж Истмэн, ранее разработавший эффективный промышленный метод покрытия фотоэмульсией «сухих» фотопластин, выпустил на рынок бумажную ленту с фотоэмульсией. В 1885 году Истмэн выпускает пленочную фотокамеру «Кодак». Дизайн этой камеры с минимальными изменениями существовал до начала 2000-х годов, пока пленочную фотографию не вытеснила цифровая. И в 1889 году происходит последний критический шаг: в компании Истмэна была разработана прозрачная фотопленка на основе целлулоида, (саму целлулоидную пленку разработал Ганнибал Гудвин). Это был первый из многих вариантов фотопленки на основе нитроцеллюлозы, применявшейся в фото- и кинотехнике в течение всего XX века.

Еще до появления прозрачной фотопленки французский изобретатель Луи Ле Пренс в 1886 году создал первый киноаппарат с 16 линзами для записи «живых картин» на бумажную фотопленку «Истмэн-Кодак» (патент США №376247), а в 1888 году запатентовал киноаппарат с одной линзой (патент Франции №188089). Этот киноаппарат был использован для съемки роликов «Сцена в Раундей-гарден» и «Транспорт на Лидском мосту», каждый продолжительностью около двух секунд. Эти ролики могут считаться первыми «кинофильмами», снятыми на пленку. (Коллекция сохранившихся архивов и артефактов Ле Пренса находится в Национальном научном музее в Лондоне.)

Появление целлулоидной фотопленки побудило Томаса Эдисона создать концепт устройства для просмотра фильмов на пленке. Устройство, получившее имя «кинетоскоп», было разработано по поручению Эдисона инженером Уильямом Диксоном и впервые представлено публике в 1891 году. Это был стационарный аппарат размером с небольшой шкаф (около метра высотой), на крышке которого находился окуляр с козырьком, поэтому фильм был рассчитан на просмотр только одним зрителем за один раз. Внутри аппарата протягивалась пленка, которую крутил электромотор, и подсвечивала лампа. Аппарат должен был подключаться к электрической сети и содержал только один фильм, длиной около минуты.

С 1889 года Эдисон начинает применять в кинетоскопе перфорированную пленку в том же формате 35 мм и 4 перфорации на кадр, что стало в будущем стандартом кинематографа. Изначально фирма Эдисона закупала у Истмэна неперфорированные 70-миллиметровые рулоны, резала их пополам и перфорировала под свои нужды. В 1902 году патент Эдисона был оспорен в суде, и производители всего мира начнут беспрепятственно производить уже ставшую де-факто стандартом кинопленку.

Фильмы компания Эдисона снимала в специально отстроенном павильоне «Черная Мария», так как фотопленка требовала очень яркого света. Фильмы снимались с помощью камеры кинетограф, которая использовала грейферный механизм (продвигала и экспонировала пленку покадрово). Но в кинетоскопе применялся не покадровый показ, а постоянная прокрутка, что создавало у зрителя при просмотре впечатление размытия изображения. Такую же камеру с грейфером Леон Були запатентовал во Франции в 1892 году под названием «кинематограф».

В 1892–1895 годах Эдисон активно патентовал и продвигал кинетоскопы, и несколько лет это был один из самых прибыльных продуктов холдинга Эдисона. Этот период кончился так же быстро, как и начался: создатель кинетоскопа Диксон создал и его могильщика.

В 1894 году покинувший Эдисона Диксон и его партнер Герман Каслер вышли на рынок с устройством «мутоскоп», которое представляло собой барабан с картинками, около восьмисот карт с последовательными фазами движений. Барабан приводился в движение вращением ручки, поэтому был намного компактнее и требовал только подсветки или вовсе обходился естественным освещением. Мутоскопы не использовали пленку и стоили намного дешевле кинетоскопов. Сам принцип быстрого листания барабана с картами, по-видимому, принадлежит художнику-аниматору Уинзору Маккею. Создатели мутоскопа были также менее критичны к тематике «фильмов»; одна из самых продаваемых моделей называлась «Что подсмотрел дворецкий» – и предсказуемо показывала раздевающуюся даму. Фильмы Эдисона не предлагали ничего откровеннее танцовщиц в развевающихся тюлевых одеждах.

Фрагмент фильма для кинетоскопа
wikipedia.org

Эдисон попытался внести в конструкцию кинетоскопа фонограф, переименовав аппарат в кинетофон, но первые звуковые фильмы успеха не имели и спрос не увеличили. В конце 1890-х годов компания Эдисона прекратила производство кинетоскопов, передав марку линии кинопроекторов, технология которых была куплена в 1897 году у Чарльза Дженкинса и Томаса Армат. Дженкинс и Армат разработали свой проектор в 1895 году и предпринимали попытки продавать его под марками «Фантаскоп» и затем «Витаскоп». Дженкинс впоследствии, уже на склоне лет, стал одним из создателей современного телевидения. Мутоскопы, напротив, пользовались большим спросом, став в США основой никелодеонов (от «никель», разг. – пятачок, никелевая монета достоинством 5 центов, и «Одеон» – название роскошного модного парижского театра) – балаганов для просмотра фильмов «за пятак» и других недорогих и простых аркадных развлечений («пенни-аркады»), популярных у подростков и низкооплачиваемых слоев населения.

Таким образом, парижская публика была вполне подготовлена к просмотру «движущихся картин», и Люмьеры сделали последний критический шаг в направлении создания кино как «медиума».

Братья Люмьер были фотографами во втором поколении. Их отец Антуан Люмьер начинал карьеру как фотограф, с фотоателье, а с 1880 года начал производить фотопластинки с эмульсией из желатина на основе бромида серебра. В 1882 году Луи Люмьер, тогда студент-физик колледжа Мартиньер, улучшил фотоэмульсию, добившись сокращения выдержки, и к 1885 году фабрика отца и сыновей Люмьеров производила уже свыше 1,2 млн фотопластин в год. По уровню механизации и постоянному внедрению технических инноваций (в основном создававшихся Луи Люмьером при активном участии Огюста) это было одно из самых высокотехнологичных производств в Европе.

В 1894–1895 годах братья Люмьер приобрели кинетоскоп Эдисона в комплекте с 12 пленочными фильмами, разобрали его и начали экспериментировать над методами проецирования фильмов на большой экран. В течение осени-зимы они создали портативное устройство весом около 8 кг, которое сочетало три функции – съемку фильма, обработку пленки и демонстрацию фильма. Леон Були прекратил платежи по своему патенту в 1894 году, и Люмьеры использовали освободившееся имя «кинематограф» для патента на свое устройство – под этим именем мы и знаем искусство и индустрию создания «живых картин».

Кадровая частота съемки и показа составляла 15 кадров в секунду. При этой частоте продолжительность фильма, помещавшегося на стандартную бобину 35-миллиметровой пленки, составляла 40–50 секунд. Скорость, скорее всего, была обусловлена нечувствительностью эмульсии: уже Мэйбридж снимал на сверхкороткую выдержку, а уж Луи Люмьер был одним из лучших специалистов в мире по светочувствительности. Причина, скорее всего, кроется в том, что целлулоид чрезвычайно горюч. Проекционная лампа кинематографа могла легко поджечь пленку, и в конструкцию 1897 года Люмьеры добавили бутыль с водой между лампой и пленкой – вода поглощала тепло и служила предохранителем от возгорания, а также концентрировала свет на пленке. Дополнительным риском было и то, что лампа заправлялась легковоспламеняющимся эфиром.

Горючесть целлулоида много десятилетий была профессиональным бедствием киноиндустрии. Множество фильмотек гибло в стремительных пожарах, а возгорания пленки были причинами многих пожаров на киностудиях и в кинозалах. В ряде стран в будущем сложилась практика или были изданы законы, чтобы в местах кинопроизводства или кинопоказов обязательно дежурил пожарный. Негорючая пленка из диацетата целлюлозы была придумана уже в 1907 году, но первые же несколько лет ее эксплуатации показали, что новая пленка очень хрупкая и шестерни проекторов легко рвут ее по перфорации. В результате киноиндустрия уже в 1911 году вернулась к горючему, но прочному целлулоиду. Проблема горючести была решена только с появлением в 1940-х годах термопластика полиэтилентерфталата (известного под коммерческими именами «майлар» и «лавсан»), который от нагревания плавится, что также портит кинопленку, но по крайней мере не создает риска пожара.

Поскольку и режим камеры, и режим проектора кинематографа использовали один и тот же грейферный лентопротяжный механизм на основе «треугольника Рёло» (фигура постоянной ширины), то качество изображения возросло, артефакты размытия исчезли. Историк кино Жорж Садуль утверждал, что Огюст и Луи Люмьеры считали это своей важнейшей инновацией (Caдуль, Жорж. Всеобщая история кино. Т. 1. М., 1958). Но поскольку аналогичные механизмы применялись не только в камере Эдисона, но и в предыдущей патентной заявке Були, с которой Люмьеры были несомненно знакомы, это утверждение сомнительно. Намного интереснее другое наблюдение Садуля: устройство Люмьеров было последним, которое носило имя, указывающее на «съемку движения», а будущие патенты так или иначе получали имена, указывавшие на «съемку жизни».

Революционное значение кинематографа Люмьеров было в том, что оно позволяло вести съемку не в специально подготовленном павильоне, а на улице при дневном свете, быстро готовить фильм к просмотру и показывать фильм не одному зрителю, а аудитории. Некоторые из фильмов братьев Люмьер, по мнению историков кино, были задуманы как проморолики новой технологии. «Выход рабочих» демонстрировал солидность фабрики Люмьеров, а «Делегаты покидают зал» был отснят накануне показа, и зрители могли узнать себя на экране – так Люмьеры показывали скорость кинопроцесса. Технология братьев Люмьер действительно впервые в истории позволила фиксировать на пленке жизнь во всех ее проявлениях.

То, как Люмьеры представляли себе назначение новой технологии, является предметом споров. По мнению Садуля, Люмьеры смотрели на кинематограф как фотографы и полагали, что областью применения кинематографа будут «живые» домашние фотоальбомы – семейные видеозаписи. С другой стороны, в первом же публичном показе были и документальные, и постановочные комедийные ленты.

«Политый поливальщик», ставший первым из стоковых киногэгов, был снят как игровой фильм в жанре слэпстик (комического насилия). В сорокасекундном сюжете «мальчик-хулиган» наступает на шланг, «садовник» смотрит в пустой наконечник и предсказуемо получает струю в лицо, после чего ловит и лупит «хулигана». «Садовника» сыграл садовник Люмьеров, а «хулигана» – один из детей слуг Люмьеров.

Современные исследования позволяют предположить и то, что «Выход рабочих», который долгое время считался документальным фильмом, на самом деле может также быть постановочным. Три различные сохранившиеся копии показывают различия в деталях, причем на одной копии рабочие носят повседневную одежду, а на двух других – «воскресную». По одной из версий, второй и третий дубли были сняты в 1896 году, чтобы удовлетворить широкий спрос на фильм. По другой, дубли были досняты в воскресенье после репортажной съемки, и рабочие сделали два прохода перед камерой. В любом из этих двух случаев это были первые дубли, ставшие затем стандартным приемом любого кинопроизводства. Технология Люмьеров еще не позволяла изготовлять множественные копии с негатива или монтировать пленку.

Люмьеры были хорошо знакомы и с фильмотекой Эдисона, и с массовыми вкусами, поэтому, скорее всего, они создали свою первую фильмотеку так, чтобы показать все возможности новой технологии и угодить любому будущему вкусу, вряд ли стремясь его угадывать. Домашняя съемка, художественная съемка, репортажная съемка – все эти жанры были представлены в программе на бульваре Капуцинок.

Создав кинематограф и кинотеатры, Люмьеры не стали киномагнатами – несмотря на то, что их киносеансы были встречены во всем мире с огромным энтузиазмом. Люмьеры не продавали аппараты, а создали всемирную сеть кинотеатров, используя ресурсы уже имеющейся у них сети дистрибуции фотоматериалов. Партнеры Люмьеров по всему миру предоставляли залы и оплачивали труд киномехаников, а Люмьеры тренировали механиков, выдавали в пользование аппараты и предоставляли киноматериал (всего за 1895–1898 годы они отсняли около пятисот одноминутных лент). Само по себе владение кинопрокатной сетью не было таким уж плохим бизнес-решением – аналогичная система «пяти мейджоров» в США успешно функционировала с 1920-х до 1950-х годов. Но с каждым годом конкуренция в киноиндустрии нарастала, а технологии кинематографа совершенствовались, при этом сборы от киносеансов даже в лучшие сезоны не превышали 15% от объема реализации фототоваров фабрики Люмьеров.

В 1898 году Луи и Огюст Люмьеры приняли решение прекратить кинодеятельность и вернуться к своему основному занятию – совершенствованию технологий фотографии. Они сосредоточились на разработке цветной фотографии, от которой их ранее отвлек кинематограф, – и с очень большим успехом. Цветная фотография к этому времени уже существовала не одно десятилетие в разных технологических решениях. Наиболее эффективным был процесс, предложенный Джеймсом Клерком Максвеллом, самое известное применение которого – известная серия цветных фотографий Российской империи С.М. Прокудина-Горского 1905–1915 годов.

Люмьеры предложили свой аддитивный фотопроцесс под коммерческим названием «Автохром», который в отличие от метода Максвелла не требовал использования трех разноцветных светофильтров. Фотопластины автохром использовали в качестве светофильтра смесь из микрогранул крахмала (5–10 микрон), окрашенных в оранжевый, зеленый и сине-фиолетовый цвета, пустоты между которыми были заполнены сажей. Автохром лидировал по качеству среди фотопроцессов до конца 1930-х годов, когда более совершенные субтрактивные методы стали его вытеснять.

Созданный и покинутый братьями Люмьер кинематограф продолжил жизнь и развитие. В 1890-е годы была обнаружена возможность склеивать кинопленку (точное происхождение этой технологии достоверно неизвестно). В результате кинорежиссеры получили не только возможность нарастить длину бобины ленты, но и возможность монтажа фрагментов.

В развитие «языка кино» наибольший вклад внесли Жорж Мельес (Франция) и Дэвид Гриффит (Нью-Йорк, затем Голливуд). Мельес создал первую киностудию в истории, где отработал технологии создания спецэффектов и снял первый фантастический фильм и первый фильм ужасов. Гриффит, работавший в режиссуре с 1909 года, признан пионером крупного плана (хотя сам крупный план известен еще со съемок на «Черной Марии» Эдисона) и стал ведущим кинорежиссером золотой эры Голливуда, создав «киносинтаксис» вида кадр-план-сцена-эпизод.

В 1910-х годах Лев Кулешов и Всеволод Пудовкин ставят хрестоматийный эксперимент Кулешова, показавший психологические возможности монтажа: Кулешов смонтировал спокойное лицо актера Ивана Мозжухина с другими сценами (еда, похороны ребенка, девушка), создав у аудитории впечатление, что актер меняет выражение лица от голодного к горестному, затем к страстному.

Центрами ранней киноиндустрии были Париж и Нью-Йорк (и в меньшей степени Лондон). В Париже и в Европе до Первой мировой войны доминировала киностудия братьев Патэ, где впервые был придуман ставший впоследствии повсеместным киножурнал перед началом сеанса, показывавший новости и познавательные сюжеты. В конце 1910-х годов кинематограф начинает распространяться и в другие страны мира, к этому времени относится возникновение российского кинематографа.

В Нью-Йорке киноиндустрия развивалась, используя кадровую базу местной театральной индустрии, преимущественно массового и не особенно взыскательного жанра варьете-бурлеска (в американской терминологии «водевиль»). Очень многие звезды немого и раннего звукового кино США начинали свою карьеру на эстраде варьете. Начало киномюзикла о золотом веке Голливуда «Поющие под дождем» изображает главного героя-звезду, разглагольствующего о своем якобы консерваторском образовании и драматическом опыте, пока видеоряд показывает его подлинную карьеру на сцене дешевых простонародных водевилей.

Этот очерк можно закончить кратким рассказом о том, как возник Голливуд. В начале 1910-х годов ведущие киностудии США попытались заключить с Эдисоном патентное соглашение, которое спасло бы их от постоянных исков. Агенты Эдисона имели обыкновение шантажировать студии, останавливая съемки фильмов. Соглашение было опротестовано как картельный сговор, и кинопроизводители стали перебираться в город-спутник Лос-Анджелеса Голливуд, где был почти идеальный климат для натурных съемок (очень много солнца и редкие осадки) и много места, а близость мексиканской границы позволяла заблаговременно скрыться в Мексике до того, как агенты Эдисона доедут в Калифорнию из Нью-Йорка. К тому же законы и суды Калифорнии были не так расположены к Эдисону, как в Нью-Йорке, по соседству с которым находилась штаб-квартира Эдисона. Первый фильм в Калифорнии снял Гриффит для киностудии «Мутоскопа», а первой студией, переехавшей в Голливуд полностью, стала Nestor Studios, слившаяся в 1912 году с киностудией Universal; на месте бывшей киностудии сейчас находится штаб-квартира CBS (Bronze Memorial Will Mark First Hollywood Studio Site. Los Angeles Times. Sep. 25, 1940). В начале 1920-х годов в Голливуде уже в целом сформировалась «система пяти киностудий», контролировавших кинопроизводство, сети кинотеатров и таланты (Fox, Loew-MGM, Paramount, RCA и Warner Brothers), и еще три киностудии без сетей дистрибуции фильмов (Universal Pictures, Columbia Pictures и United Artists); система просуществовала до середины 1950-х годов.

Современный кинематограф не только фиксирует жизнь – он и толкует, и преображает, и даже создает ее. Но все эти задачи в основе своей восходят к достижению Луи и Огюста Люмьеров, первыми поймавшими жизнь в объектив, первыми создавшими ее на пленке и первыми показавшими ее зрительному залу. Мало какое изобретение в истории может претендовать на такое множество первых шагов сразу.

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/58795
07:20
Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

В современной науке есть объединительный термин «науки о Земле», куда входит целый комплекс взаимосвязанных знаний о нашей планете: физическая география, тектоника, геология, минералогия, климатология, океанография, экология… Перечень не имеет единых принятых границ и может объединять все, что так или иначе расширяет наше познание Земли как единого и взаимосвязанного целого. Хотя некоторые из этих наук известны еще с античности, у всех современных наук о Земле есть общий отец – немецкий естествоиспытатель Александр фон Гумбольдт (1769–1859). Он же дал имя явлению, получившему еще при его жизни название «Гумбольдтова наука». И именно он был символом и эталоном «ученого» для всей Европы в первой половине XIX века.

Александр Гумбольдт традиционно считается еще и лицом, в честь которого получил имя Берлинский университет. Более близкое знакомство с историей вопроса обнаруживает, что университет носит имя в честь не только Александра Гумбольдта, но и его старшего брата Вильгельма Гумбольдта (1767–1835), видного лингвиста. Еще более близкое знакомство – что основателем Берлинского университета считается Вильгельм и ему же приписывается концепция «исследовательского университета», в котором впервые был постулирован и воплощен принцип единства науки и образования и который за несколько десятилетий превратил Пруссию – а с 1871 года Германию – в ведущую научную державу «века прогресса».

Если же углубиться в историю, то окажется, что роль Вильгельма Гумбольдта в создании Берлинского университета состоит в том, что он организовал его основание в 1810 году во время своего непродолжительного пребывания на посту директора департамента культуры и образования министерства внутренних дел Пруссии. Хотя значение образовательных реформ Вильгельма Гумбольдта на этом посту очень велико, сам Вильгельм практически не принимал участия в создании нового университета, очень скоро оставив должность и уехав из нелюбимого им Берлина прусским послом в Австрию, где его дожидалась жена.

Сам же университет создавался постепенно в течение нескольких последующих десятилетий и обрел особую репутацию значительно позже своего основания. Созданием новых традиций и приемов высшей школы, задуманной Вильгельмом Гумбольдтом, в значительной степени пришлось заниматься его брату Александру. Так что младший Гумбольдт может обоснованно рассматриваться и как создатель и невольный соавтор «исследовательского университета». Когда мы говорим «Гумбольдт», мы имеем в виду именно Александра, а не его брата Вильгельма. Тема этого очерка – научные и педагогические достижения Гумбольдта и их историческое значение. (Биографические факты и цитаты из переписки Гумбольдта изложены по: Сафонов В.А. Александр Гумбольдт. М., 1959; Скурла, Герберт. Александр Гумбольдт. Пер. с нем. Г. Шевченко. М., 1985).

Александр и Вильгельм Гумбольдты были детьми камергера прусского двора майора Александра-Георга фон Гумбольдта и его жены Марии-Елизаветы. Гумбольдта часто называют бароном, но это ошибка, которую, по-видимому, первым сделал президент США Томас Джефферсон во время встречи с Гумбольдтом в 1804 году. Джефферсона, далекого от континентальных реалий, могла ввести в заблуждение дворянская приставка «фон», которую, к слову, как и французскую «де» или английскую «лорд», кроме как в формально вежливом обращении к ее носителю употреблять не обязательно. Бароном (Freiherr) Гумбольдт-отец не был, он был родом из бюргеров и дворянином стал в 18 лет, когда Гумбольдт-дед получил наследственное дворянство. Баронессой Гольведе была мать братьев Гумбольдт, но по первому браку, а в девичестве она была дочерью потомков французских гугенотов и шотландских дворян. Гумбольдты были новым дворянством, чей статус поддерживался симпатией короля Пруссии Фридриха Великого к камергеру Гумбольдту, богатым приданым фрау Гумбольдт и антипатией старого прусского дворянства.

Гумбольдт-отец был старше своей жены (на момент брака ей было 25, ему 41) и умер, когда его дети были еще подростками. Мария-Елизавета понимала свою материнскую задачу как содержание детей в строгости и дисциплине и подготовку их к занятию чиновных и придворных должностей, которые полагались им по их высокому статусу. Ученые занятия в Пруссии эпохи Фридриха Великого считались неблагородными, и, возможно, братья Гумбольдт ограничились бы азами домашнего образования и военной подготовки, если бы не их воспитатель Готлоб Кунт, имевший большое влияние на вдову Гумбольдт (и впоследствии управляющий их имений). Кунт организовал для братьев уроки лучших берлинских профессоров и в 1783 году ввел подросших молодых людей в салон Генриетты Герц, где собирались многие авторы «Берлинского ежемесячника» Фридриха Шиллера и другие видные представители немецкого романтизма. Романтизм в конце XVIII века был передовой и во многом радикальной философией, агрессивно поддерживавшей республиканские и конституционные идеи и все время конфликтовавший с монархической властью. Но, как мы уже знаем, именно literati (интеллектуалы) романтизма завершили формирование из множества германских народностей единую нацию немцев, и братья Гумбольдт всю жизнь оставались частью этого движения. Не менее важно и то, что романтизм окажет серьезное влияние на философию науки Александра Гумбольдта.

Александр Гумбольдт интересовался природой с раннего детства, его домашним прозвищем было «маленький аптекарь» (как мы уже знаем, ботаника традиционно считалась частью фармацевтики). Компромисс между интересами Гумбольдта и желанием матери видеть его на службе был найден в виде горного дела. Гумбольдт обучался непродолжительное время в нескольких университетах Германии – Университете Франкфурта-на-Майне, Геттингенском университете, Гамбургской коммерческой школе и Фрайбургской горной академии. Предметом его обучения был камерализм – так называлась популярная в Германии XVIII века теория управления. Курс «камеральных наук» больше всего напоминал то, что в СССР называли «народным хозяйством» – в него входили производственные и сельскохозяйственные технологии, администрация и общепрактические знания.

Наиболее важным для Гумбольдта и его брата оказался год, проведенный в знаменитом Геттингенском университете (1789–1790). Геттинген был одним из самых молодых университетов (год основания – 1734), но при этом он имел репутацию одного из сильнейших. Официально он считался университетом юристов – из него вышло много правоведов, дипломатов и политиков. Неофициально это был один из центров романтического литературного движения – поэтому Пушкин «отправил» наивного поэта-романтика Ленского обучаться в Геттинген. Правда, для немецкого романтизма и его предтечи, движения Sturm und Drang («Буря и натиск»), были характерны самоирония, веселье и юмор на грани фола. Именно молодой Иоганн Вольфганг Гете ввел в мировую речь в пьесе «Гец фон Берлихинген» одно из самых популярных оскорблений-отказов:

Чтоб я – и сдался! Ах, каков наглец!

Скажи Его Величеству, гонец:

Хотя я чту особу короля –

Пусть в ***у поцелует он меня!

(Гете И.-В. Гец фон Берлихинген. Страсбург, 1775. Вольный перевод с нем. Ю. Аммосова)

Пушкин вполне обоснованно комментировал Ленского: «Так он писал темно и вяло // (Что романтизмом мы зовем, // Хоть романтизма тут нимало // Не вижу я; да что нам в том?)» А под лозунгом удалого Геца могли мысленно подписаться почти все друзья Гумбольдта – да и сам Гумбольдт, как мы увидим, много лет, как говорится, «показывал Геца» своему королю.

Еще одной важной особенностью Геттингена XVIII века была очень качественная естественнонаучная школа. Александр Гумбольдт в полной мере пользовался ее возможностями, познакомившись там с новейшей теорией «нептунизма», согласно которой земной рельеф и породы сформировались вследствие отступления первичного океана, покрывавшего всю землю. Гете был активным сторонником нептунизма. Основным доказательством своей теории нептунисты считали базальт, в формах которого они усматривали застывший океанский ил. Все остальные породы считались продуктами разрушения и преобразования базальта. Для не покидавших Европу геологов, где единственными доступными вулканами были Везувий и Этна, выбрасывающие в основном игнимбритовые туфы, природа базальта была неочевидной, а вулканическую деятельность они считали горением подземного каменного угля. В геттингенский период Гумбольдт выбрался в первую краткосрочную местную экспедицию, где изучал рейнские базальты. С нептунизмом Гумбольдт впоследствии будет полемизировать, став одним из лидеров противоположной теории «плутонизма», считавшей основной движущей силой геологии вулканические явления. В современной геологии эта дихотомия уже неактуальна: горные породы, как известно сейчас, по своему происхождению могут быть вулканическими, осадочными или метаморфическими, и в ходе тектонических процессов они в этой последовательности циклически преобразуются друг в друга.

Фридрих Георг Вейтш. Гумбольдт и Бонплан на фоне Чимборасо

Но еще большее влияние на будущее Гумбольдта оказала встреча с участником экспедиции Джеймса Кука естествоиспытателем Георгом Форстером. В 1790 году Гумбольдт и Форстер совершили путешествие в революционный Париж, а оттуда в Голландию и Англию, где благодаря Форстеру Гумбольдт познакомился с легендарным естествоиспытателем Джозефом Бэнксом, главным ученым Кука. Гумбольдт многократно писал впоследствии, что именно общение с Форстером привело его к твердому решению при первой же возможности отправиться в экспедиции за пределы Европы. В его планах были азиатская Россия, Индия, Америка и Китай. Некоторые из этих планов удалось осуществить, некоторые так и остались планами. Но в это время Гумбольдту мешали как непреклонная воля матери, желавшей видеть его на службе, так и нехватка денег, поскольку вариантов было лишь два: или участие в большой государственной экспедиции, которые были редки, или поездка за свой счет.

В 1791 году Гумбольдт завершает образование во Фрайбургской горной академии, ректор которой, Абрахам-Готлоб Вернер, был основателем теории нептунизма, и получает должность обер-бергмейстера (начальника горного округа) в Штебене. На этой должности он удивлял горнорабочих тем, что лично спускался в шахты (прежние начальники не выходили из кабинетов и редко снисходили до рабочей черни) и серьезно улучшил производительность добычи. В Штебене Гумбольдт разработал безопасную шахтную лампу, качество дизайна которой оставалось лучшим в Европе до ламп Хэмфри Дэви и Майкла Фарадея (см. следующий очерк) и в свободное время изучал природу «жизненной силы», популярной концепции конца XVIII века.

«Жизненная сила» понималась романтиками-единомышленниками Гумбольдта как некая мистическая субстанция, делающая мертвую материю живой; с конца 1780-х годов ее активно обсуждали в связи с опытами Луиджи Гальвани по стимулированию электричеством тканей животных. Гумбольдт проверял свои теории «жизненной силы» на опытах, которые ставил на самом себе. Врач-ассистент втирал в разрезы на его спине различные едкие вещества, бил их током, клал на них препараты животных; Гумбольдт комментировал свои ощущения. По итогам этих опытов Гумбольдт пришел к выводу, что «жизненная сила», скорее всего, фикция, и больше к этой теории никогда не возвращался.

Репутация Гумбольдта на службе росла, его стали привлекать к дипломатическим миссиям, но в 1796 году фрау Гумбольдт скоропостижно скончалась от рака груди. С этого момента личная ситуация Гумбольдта резко изменилась: требования матери «служить» прекратились, а сам он стал богатым человеком. Гумбольдт увольняется с прусской службы (технически получает бессрочный отпуск), и пока Кунт налаживал его финансовые дела, переехал сперва в Йену, затем в Вену и, наконец, 15 мая 1798 года приезжает в Париж, где искал возможности для научных поездок.

В будущем Гумбольдт проживет в Париже значительную часть своей долгой жизни. За это решение его постоянно критиковали на родине. Чтобы понять, что это значило, следует помнить историческую обстановку. С 1789 года во Франции шла антимонархическая революция, которую монархии всей Европы считали угрозой для себя, как идейной, так и военной. Причем это мнение было вполне обоснованным.

В отличие от Америки, которая была далеко и не воспринималась как серьезный игрок или образец, Франция была европейской державой, а революционеры открыто считали себя вызовом и угрозой «тиранам» всего света. Французская республика вела себя агрессивно, сменившая ее Директория – тоже, а Наполеон вел постоянные войны и как «первый консул», и как «император», не скрывая своего стремления подчинить весь мир. Законным монархом Наполеона не считал никто, даже его невольные союзники, и Франция оставалась идейной угрозой всей монархической Европе и в период Консульства (1801–1804), и Первой империи (1804–1815). Пруссия была завоевана и расчленена в ходе войн Четвертой коалиции в 1806 году за 19 дней (это завоевание подтолкнуло короля Фридриха-Вильгельма III к прогрессивным реформам, включая образовательную). Два десятилетия страха во многом определили то, что «Священный союз» после свержения Наполеона поставил целью в 1815 году не допустить больше никаких революций в Европе, пресекая их любыми методами в зародыше. И вот в такой обстановке прусский подданный и аристократ Гумбольдт переезжает жить в Париж Директории, который становится наполеоновским 18 брюмера (9 ноября) того же 1799 года, и живет там все это время.

Гумбольдт любил в Париже не только его научные возможности и не только дух свободы (довольно быстро, впрочем, сменившийся лицемерием Директории и новой спесью Первой империи). Немецкие города, включая его родной Берлин, были удобным местом для философа, но не для естествоиспытателя. В одном из писем Гумбольдт писал, что французы любят математику даже больше, чем следует, и гармония мира ускользает от их вычислений. В Берлине он бы поневоле вернулся назад в придворный мир обедов, карточных игр и интриг (по крайней мере так сам Гумбольдт критиковал этот город). Германия рубежа XVIII и XIX веков была страной насыщенной литературной и гуманитарной жизни, но передовой державой точных наук она стала несколько десятилетий спустя.

Феномен того, как некоторые города становятся магнитами для людей определенных профессий, в наше время изучала социолог Саския Сассен. По гипотезе Сассен, «глобальные города» формируются, когда приток профессионалов создает среду, куда стремятся другие такие же профессионалы, вокруг них возникает инфраструктура поддержания этих сообществ, фирмы, обслуживающие этих профессионалов и обеспечивающие им занятость (Sassen, Saskia. The Global City: Introducing a Concept. Brown Journal of World Affairs. Winter/Spring 2005. Vol. IX, Issue 2; ткж: Sassen, Saskia. The Global City: New York, London, Tokyo. Princeton University Press, 2001). Профессионал может реализоваться в полную силу своих возможностей, только если будет работать в этой созданной для него среде. Так, в Нью-Йорке, Лондоне и Токио концентрируется финансовый сектор, в Лос-Анджелесе индустрия развлечений, а в Сан-Франциско технологические стартапы. По-видимому, Париж, с его сетью научных институтов и сообществом ученых, таким же путем стал «глобальным городом» науки рубежа XVIII–XIX веков.

Гумбольдт видел это и понимал ценность парижской среды. А соотечественники (не все, но и такие высказывания были) называли его предателем, не желающим вернуться на зов родины в час испытаний. Некоторые моральные дилеммы начала XIX века понятны и нам в начале XXI века; многие профессионалы стоят перед таким выбором и сейчас, и любой вариант для них – безвозвратная потеря чего-то очень важного.

В Париже Гумбольдту не удалось попасть в экспедицию. Войны уже сорвали планы путешествий Гумбольдта в Италию и Египет. Спонсор поездки, член Королевского общества Фредерик Херви, четвертый граф Бристоль и лорд-епископ Дерри, планировавший увеселительно-познавательную поездку с фаворитками на Ближний Восток, был схвачен французами в Милане как шпион, через 18 месяцев выпущен на свободу, пешком пошел в Рим и, по легенде, замерз ночью у дверей крестьянского дома, хозяева которого отказали в ночлеге протестанту. Затем было отменено пролоббированное исследователем Луи-Антуаном Бугенвилем кругосветное путешествие с поисками Южного полюса под командой капитана Николя Тома Бодена, так как новой власти понадобились деньги на новые войны. После нескольких таких же неудачных попыток Гумбольдт и его парижский друг и компаньон ботаник Эме Бонплан приехали в Испанию. Практически одновременно с их прибытием в Испанию многолетний фаворит королевы Мануэль Годой лишился поста государственного секретаря (первого министра), новым госсекретарем стал баскский аристократ Мариан Луис де Уркихо, прогрессист и профранцузский политик. При посредстве саксонского посланника Гумбольдт очень быстро добился покровительства Уркихо, который оформил ему королевскую охранную грамоту на экспедицию в Испанскую Америку с правом посещать любые территории.

За триста лет, прошедшие с начала колонизации Америки, Испания и Португалия практически не вели научных исследований в своих владениях, за исключением поиска ценных ресурсов: руд и сельскохозяйственных растений. Иностранные исследователи рассматривались как шпионы (Португалия разослала по приграничным городам Амазонии ориентировку на Гумбольдта с указанием арестовать его, если он пересечет границу Бразилии). Поэтому королевское разрешение было уникальным и вряд ли могло быть получено в более спокойное время, а не в период революционной неразберихи и поиска любых новых ресурсов. Все четыре года Гумбольдт был желанным гостем всех местных властей и элит Нового Света.

География экваториальных растений Александра фон Гумбольдта. Изменчивость флоры и фауны с повышением высоты на примере вулкана Чимборасо в Эквадоре

Американская экспедиция Гумбольдта (лето 1799 – лето 1804) обычно занимает свыше половины научных биографий Гумбольдта. Именно это событие принесло Гумбольдту славу и на долгие годы стало основным делом его жизни. Мы же изложим эти события предельно кратко, пунктиром.

Из Испании Гумбольдт и Бонплан проследовали на Тенерифе, где взошли на пик Тейде. Оттуда они прибыли в Венесуэлу, где изучали местную природу и наблюдали метеоритный поток Леониды. В течение весны 1800 года они путешествовали по внутренним областям Венесуэлы, пройдя сушей, а затем по речной системе Ориноко и сушей до притока Амазонки Рио-Негру и назад рекой Касикьяре в Ориноко.

Из Венесуэлы Гумбольдт и Бонплан перебрались на Кубу, в 1801 году вернулись в Колумбию и к началу января 1802 года через Анды дошли до Кито. В Кито Гумбольдт предпринял попытку подняться на считавшуюся тогда высочайшей вершиной мира гору Чимборасо (6268 метров) и без снаряжения и специальной одежды достиг высоты 5878 метров, поставив новый мировой рекорд альпинизма. Гумбольдт восходил также на вулканы Котопахи и Пичинча и с риском для жизни спустился в кратер Пичинча – тоже без защиты и дыхательных устройств. Из Кито экспедиция отправилась к верховьям Амазонки, а оттуда в город Лима в Перу и далее в порт Кальяо на побережье. В Кальяо экспедиция некоторое время ждала эскадру Бодена, имея целью отправиться на Филиппины.

После того как стало известно, что Боден изменил маршрут и ушел в Индийский океан вместо Тихого, Гумбольдт и Бонплан отправились морем в Акапулько, тогда крупнейший тихоокеанский порт Мексики, куда прибыли весной 1803 года. Еще около года экспедиция изучала Мексику. Весной 1804 года Гумбольдт и Бонплан через Кубу отправились в Филадельфию, а оттуда в Вашингтон, где и произошла встреча Гумбольдта и Джефферсона. В августе 1804 года Гумбольдт и Бонплан вернулись во Францию очень вовремя. Вскоре Франция вторглась в Испанию, да и наследство Гумбольдта уменьшилось уже втрое – экспедиция стоила очень больших денег.

Во Франции Гумбольдта встретила слава «второго Колумба» – его письма из Америки уже несколько лет публиковались в газетах и читались всей образованной публикой, экзотические растения росли в Тюильри и других ботанических садах, а их семена парижские модники носили на часовых цепочках. Гумбольдт открыл Америку европейцам повторно, еще не вернувшись в Европу. Симон Боливар и другие революционеры-националисты Латинской Америки также вдохновлялись творчеством Гумбольдта, с которым многие из них были знакомы еще по Америке.

Чтение отчетов экспедиции, составление которых у Гумбольдта отняло несколько десятилетий, оставляет у современного читателя определенное недоумение. Во-первых, это не сухой и формализованный язык современных статей и монографий, и по своей структуре они больше напоминают дневник путешественника. Во-вторых, Гумбольдт не держится той или иной темы жестко, а пишет обо всем, что видит и слышит вокруг, от цвета неба и силы ветра до поведения животных и птиц. Антропологические и археологические вопросы соседствуют с социальной критикой колониальных порядков. Гумбольдт, например, может описывать структуру горных пород на перевале и тут же сообщать, что через перевал принято путешествовать на спинах метисов-носильщиков (кавалитос, исп. – лошадки), целая деревня которых находится у начала дороги к перевалу. Кавалитос получают крошечную плату за тяжелый труд, но когда вице-король захотел расширить дорогу, дружно заявили возражение на проект, чтобы лошади и мулы не лишили их заработка. Но при этом эти почти художественные описания Гумбольдта не только произвели на европейскую общественность и науку неизгладимое впечатление, но и серьезно продвинули наше понимание Земли. Почему это произошло?

Гумбольдт стал основателем наук о Земле именно потому, что стал рассматривать Землю как единую гармоничную систему с общими законами и движущими силами, в которой все взаимосвязано и взаимообусловлено. «Гумбольдтова наука» была в этом отношении близка классической физике, которая тоже претендовала на объяснение мироздания объективными законами. Сопоставляя наблюдения за ландшафтами и геоценозами различных мест, Гумбольдт обнаруживал закономерности там, где их не видели его предшественники. До Гумбольдта естествознание во многом следовало логике Линнея, деля природу на однородные категории и фазы. Изменения виделись глобальными и внезапными – такова была «теория катастроф» Кювье, таков был «нептунизм» Вернера.

Одно из важнейших открытий Гумбольдта – открытие климатических поясов. До Гумбольдта «климат» (от др.-греч. «склонение») понимался практически так же, как в античное время температурные пояса, определяемые углом восхождения Солнца над горизонтом и объемом тепла, получаемого от него. Гумбольдт впервые начал применять изолинии, которые раньше использовали только топографы, для обозначения границ температур (изотермы) и давления (изобары). Всем знакомые метеорологические карты, на которых двигаются разноцветные области, вложенные друг в друга, до Гумбольдта не существовали. Этот подход позволил Гумбольдту обнаружить, что тропический, субтропический и умеренный климат не выстраиваются строго по параллелям, а распределяются в зависимости от конфигурации течений, ветров, гор и границ континентов. Внутри климатических поясов, как обнаружил Гумбольдт, также существуют вариации от морского до континентального, причем эти разделения возникают во всех климатических поясах. Горные экспедиции дали Гумбольдту материал для зонирования растительности и по высоте, которое повторяется независимо от того, где находится гора – в районе тропика Рака, как Тейде, или на экваторе, как Чимборасо. Хотя сходство биоценозов высокогорья и тундры наблюдалось и задолго до Гумбольдта (мы уже знаем, что это сделал Линней в Лапландии), именно Гумбольдт связал климат и погоду Земли с атмосферой и рельефом Земли.

Изотермы

При этом Гумбольдт писал не по наитию, его текст живой, но строгий, и в нем нет излишеств. Все факты и наблюдения, сообщаемые Гумбольдтом, достоверны и верифицированы: та же голубизна неба замерена специальным цветовым кругом (цианометром). Гумбольдт фиксирует, как именно небо меняет цвет над морем, горами, равнинами, джунглями. Голубизна неба интересует Гумбольдта не только эстетически, но и как важный параметр: она служит индикатором содержания водяного пара в воздухе и через него – признаком локального климата. Гумбольдт велел рассыпать набор одного из томов монографии об американской экспедиции, понеся неустойку свыше 9000 франков (примерный эквивалент своего трехлетнего камергерского жалованья), поскольку не был удовлетворен качеством своего текста.

В основе философии «Гумбольдтовой науки» лежала эстетика того самого романтизма, о которой мы так подробно говорили ранее. Для классицизма природа была неорганизованным хаосом, который человек должен подчинить закону и порядку – отсюда в том числе и пафос всеобщей классификации. Романтики считали, что природа – это воплощенная гармония и человек утратил гармонию, отделив себя от природы. Воссоединение с природой в ее единстве – это путь к счастью. Даже в страсти Гумбольдта к горам (уже на склоне лет, после несостоявшейся поездки в Гималаи, он вспоминал вершину Чимборасо как счастливейший момент жизни) ощущается то же настроение, что и у Шиллера: «На горах – свобода». Научный подход Гумбольдта был еще и эстетическим, гармонию законов природы он воспринимал и как абсолютную красоту.

Романтизм был не только литературным и политическим течением – романтизм был еще и философией новой науки. Это чрезвычайно важное обстоятельство часто игнорируется. Научная литература только в последнее время стала обращать внимание на ту кардинальную роль немецкого романтизма в формировании научных взглядов и Гумбольдта, и других европейских ученых начала XIX века (Nicholson, Malcolm. Alexander von Humboldt and the geography of vegetation. In: Cunningham, Andrew; Jardine, Nicholas. Romanticism and the Sciences. Cambridge University Press, 1990.; Dettelbach, Michael. Alexander von Humboldt between Enlightenment and Romanticism. Northeastern Naturalist, Vol. 8, Special Issue 1: Alexander von Humboldt's Natural History Legacy and Its Relevance for Today (2001), pp. 9–20; Meinhardt, Maren. Romantic Scientist: Alexander von Humboldt. Guernica, September 22, 2015).

Стремление Гумбольдта к обобщениям позволило ему открыть метод построения профиля высот. Построив профили высот своих путешествий по Андам, он смог создать первую орографию (схему и описание горных хребтов) и, по-видимому, впервые в истории сформулировал представление о горах как о складках земной поверхности, а не об остатках после Всемирного потопа. Континент Южная Америка стал выглядеть у Гумбольдта как смятый лист бумаги, движущийся вдоль экватора. Это вдохнуло новую жизнь в гипотезу географов раннего Нового Времени о том, что Африка и Южная Америка некогда составляли одно целое – Гумбольдт обратил внимание еще и на сходство пород берегов Гвинеи и Венесуэлы. Работа Гумбольдта положила начало научной тектонике и в XX веке привела в итоге к пониманию природы континентального дрейфа и созданию всеобщей теории земной коры – тектонике плит.

Экспедиция Гумбольдта вполне прямо повлияла и на то, что Пруссия стала ведущей державой Европы и центром объединения Германии, подняв ее экономическую мощь. Ожидая на перуанском берегу Бодена, который так и не пришел, Гумбольдт обнаружил использование местными индейцами гуано как удобрения, залежи которого находились близ Кальяо. Привезенные им образцы позволили не только определить химический состав гуано, но и проверить, что гуано так же сильно повышает производительность и уже истощенных многовековым возделыванием европейских почв. Пруссия стала крупнейшим импортером гуано из Перу, перуанские удобрения резко подняли товарность сельского хозяйства Пруссии. Даже истощение запасов гуано после 1850 года имело свой позитивный эффект, дав толчок разработке и созданию химических удобрений, которые потянули за собой всю химическую промышленность Германии и сделали ее к началу XX века химико-технологической сверхдержавой мира.

После возвращения из Америки Гумбольдт прожил в Париже достаточно долго, медленно и дотошно готовя к изданию том за томом американского отчета (в 1834 году его объем достиг 30 томов). В конце концов в 1827 году Гумбольдт получил королевский вызов в Берлин – до этого король ограничивался дипломатическими поручениями, которые Гумбольдт часто совмещал с полевыми вылазками (например, посольство к «королю обеих Сицилий» Фердинанду в Неаполь – с выходами на Везувий). Гумбольдт мог бы отказаться и в этот раз, но его состояние подходило к концу, и пренебречь жалованьем прусского камергера Гумбольдт не решился.

Переезд в Берлин привел к тому, что Гумбольдт стал много времени проводить при дворе: прусский король Фридрих-Вильгельм III не только хотел, чтобы слава Гумбольдта была связана с Берлином, но и любил общество остроумного и знающего Гумбольдта. Его сын Фридрих-Вильгельм IV был привязан к Гумбольдту еще больше. Гумбольдт продолжал активно защищать конституционализм и социальный прогресс, защищать оппозиционеров, и в берлинских салонах у Гумбольдта была слава «придворного либерала». Гумбольдт предпочитал ученый труд и своими придворными обязанностями тяготился. Он вернулся в Париж еще раз как дипломат в 1830–1832 годах. Но переезд Гумбольдта в Пруссию важен по другим причинам.

Во-первых, именно в Пруссии Гумбольдт смог завершить вторую из задуманных экспедиций, о которой пытался договориться с 1812 года, – в Россию и Центральную Азию (апрель – декабрь 1829). По России Гумбольдт странствовал как гость императора Николая I, со свитой, с удобствами и с торжественными встречами повсюду, но и насыщенная программа, и уже преклонный возраст не помешали ему собрать много ценного материала от Петербурга до Алтая и Каспия (длина его маршрута превысила 15 тысяч километров).

В Индию и Гималаи Гумбольдт так и не попал – Индия была до 1858 года в прямом управлении Британской Ост-Индской компании, руководству которой не нравилась резкая социальная критика Гумбольдта. Британия также последней подключилась к первой в истории международной сети метеорологических станций, создаваемой по инициативе Гумбольдта. В России Гумбольдт воздержался от критики крепостного права и авторитаризма по своей инициативе, хотя в письмах Николаю I прозрачно намекал, что молчит лишь из вежливости.

А во-вторых, Гумбольдт оказался уже не в провинциальном Берлине, а в Берлине, в котором медленно формировался университет нового типа, несколько ранее созданный его братом.

«Образовательный идеал Вильгельма Гумбольдта», на который часто ссылаются исследователи, при близком рассмотрении был изложен им за много лет до создания университета, в эссе «О государственном народном просвещении», опубликованном в «Берлинском ежемесячнике» Шиллера (Humboldt, Wilhelm von, Über öffentliche Staatserziehung. Berlinische Monatsschrift 1792 II, S. 597–606). Значительная идейная работа над идеологией будущего образования была также проделана единомышленниками и друзьями Вильгельма Гумбольдта и классиками «немецкой классической философии» Фридрихом Шлейермахером, Фридрихом-Вильгельмом Шеллингом и Иоганном Готлибом Фихте (Kwiek, Marek. The Classical German Idea of the University Revisited, or on the Nationalization of the Modern Institution. CPP RPS Volume 1, 2006).

Предметом внимания Вильгельма Гумбольдта в основном была организация не университетского, а всеобщего и бесплатного среднего школьного образования (Краткий и качественный обзор идеала и деятельности Вильгельма Гумбольдта, если абстрагироваться от политических выводов автора, см.: Wertz, Marianna. Education and Character: The Classical Curriculum of Wilhelm von Humboldt. FIDELIO, Vol. V, No. 2. Summer 1996). Именно идеи Гумбольдта легли в основу «классической гимназии», которые уже в XIX веке претерпели немалые искажения:

Есть высшие семьи, где при детях ведут педагогические разговоры, т. е. лгут. Так с детства детская душа отравляется ложью в педагогических целях. В этой высшей семье, если мальчик спрашивает за вечерним чаем отца:

– Папа, для чего мне нужно знать, что глагол «кераннюми» древние греки употребляли только тогда, когда делали крюшон… то есть я хотел сказать, когда смешивали вино?

Отец делает очень серьезное и наставительное лицо:

– А как же, это весьма важно… Это необходимо знать, во-первых, для того… Гм… для того… вообще шел бы ты в детскую! Девять часов!

И у мальчика, если он не безнадежно глуп, невольно мелькает в голове совершенно логический вывод:

– Какой, однако, папа болван! Говорит, что очень важно, а почему – не знает!

И когда мать, по выходе сына, замечает:

– Зачем ты его выгнал? Отчего было не объяснить ребенку?

Отец только разводит руками:

– Да Господь его знает, зачем необходимо знать этот гнусный греческий глагол. Решительно, кажется, незачем! Но ведь нельзя же говорить этого детям! Семья должна поддерживать, а не разрушать авторитет школы! (Дорошевич В. М. Маленькие чиновники. – Собрание сочинений. Том I. Семья и школа. М., 1905. с. 71)

Древние языки Вильгельм Гумбольдт рассматривал не как способ мучить детей непонятной и бесполезной премудростью, а как средство гармоничного развития их личности. Гумбольдт также разработал привычную нам школьную программу – куда, помимо древних языков, входили родной язык и литература, математика, естествознание, обществоведение, история, пение, рисование и гимнастика. Переводные и выпускные экзамены – тоже его замысел.

Впервые апробированная на учениках Кенигсбергского королевского приюта в 1810-х годах, «школа Гумбольдта» дала настолько превосходные результаты, превратив уличных беспризорников в «маленьких джентльменов», что Пруссия стала тиражировать ее по всей стране, со временем вызвав зависть всего мира. Российская, а позже советская школа – в своей основе германская и гумбольдтова. Всеобщее и бесплатное образование было частью уже известного нам национального проекта немецких интеллектуалов-романтиков по сплочению народностей в нацию. Публицист и ученый Оскар Пешель имел полное право сказать в 1866 году о битве при Садове: «…Народное образование играет решающую роль в войне… когда пруссаки побили австрийцев, то это была победа прусского учителя над австрийским школьным учителем» (Das Ausland, Juli 1866).

Но это заслуги Вильгельма Гумбольдта перед средней школой. Приписываемый ему идеал единства науки и образования, как впоследствии показал Юрген Хабермас в своем ключевом эссе «Идея университета», был общим для всего круга романтиков (Хабермас, Юрген. Идея университета. Процессы обучения. Alma mater. 1994. – №4). Светская университетская автономия, восходившая к уже известной нам средневековой религиозной автономии университетов, была важным требованием момента. Интеллектуалы Германии были активными сторонниками Французской революции и конституционализма, и университеты становились местом радикальной политической полемики, а власть периодически разгоняла их. Эта традиция студенческого и профессорского активизма и оппозиционности из Германии распространилась по миру и сохраняется и сейчас в университетах практически всех стран; Россия не исключение, а часть этой традиции. Идея «бескорыстного научного служения» тоже общая для романтиков круга Шиллера – Гете (Rider, Sharon. The Future of the European University: Liberal Democracy or Authoritarian Capitalism? – Culture Unbound, Volume 1, 2009: 83–104), и тут надо отметить, что бескорыстие немецких профессоров со временем стало так хорошо вознаграждаться государством, что профессора университетов оформились за XIX век в чрезвычайно престижную, влиятельную и полузакрытую группу, которую Фриц Рингер метко назвал «Немецкие мандарины» (Ringer, Fritz. The Decline of the German Mandarins: The German Academic Community, 1890–1933. Wesleyan, 1990).

Эдуард Хильдебрандт. Александр Гумбольдт в своей квартире в Берлине

Александр Гумбольдт не занимал административных должностей. Он повлиял на будущее германской науки прямо, начав читать в Берлинском университете цикл из 61 лекции о природе и мире (для любого лекционного курса это очень много – например, в этом цикле только очерков 30). Лекции были настолько популярны, что Гумбольдт прочел еще один сокращенный цикл из 16 лекций в Певческой академии, новейшем концертном зале Берлина, который на тот момент был самой большой аудиторией Европы. Этот лекционный цикл (1827) не только обобщил «Гумбольдтову науку» и научные взгляды Гумбольдта кратко, емко и доступно, но и резко поднял престиж наук о Земле и в целом естественных наук. Впоследствии из этих лекций вырос последний крупный труд Гумбольдта – «Космос» (1845–1862), компендиум естественных наук середины XIX века, который стал одной из самых читаемых книг своего времени. Слово «космос» как обозначение мира вокруг нас, по-видимому, вернулось в обиход именно с этим трудом Гумбольдта.

Второй важнейшей заслугой Гумбольдта было создание кадровой основы Берлинского университета. Еще до приезда в Берлин Гумбольдт активно поддерживал молодых немецких ученых, помогая им находить места, в том числе в Берлине. Самым известным его протеже был Юстус Либих, будущий создатель органической химии и отец немецкой химической школы. Из множества подобных эпизодов заслуживает особого упоминания один – дело «геттингенской семерки».

В 1837 году в соседнем Ганновере король Эрнст Август, авторитарный ветеран наполеоновских войн, изгнал из Геттингена и из страны семерых профессоров, заявивших публичный протест против отмены конституции. Короля осуждала вся Европа, даже его коллеги по палате лордов Британии предложили исключить его из порядка наследования, но лишь немногие оказали помощь жертвам его произвола, и среди них был Гумбольдт, который организовал для двух протестантов назначение профессорами и академиками в Берлинский университет. Это были братья Якоб и Вильгельм Гримм, которых весь мир знает как сказочников, а Германия – как основателей германской фольклористики и составителей первого научного словаря немецких языков. Роль братьев Гримм в германской лингвистике сопоставима с ролью Владимира Даля в лингвистике русской.

Гумбольдт умер, не дожив нескольких месяцев до 90 лет. Интересно, что в юности его брат считался крепким молодым человеком, а Гумбольдт – болезненным мальчиком. Но именно болезненный мальчик переносил тропические болезни без современных лекарств, сваливался в реки с крокодилами, поднимался на горы-шеститысячники и лез в кратеры вулканов в чем был, на шестом десятке по бездорожью пересек Россию из конца в конец – и продолжал энергично работать до самых последних дней (за два месяца до смерти в берлинских газетах вышло письмо Гумбольдта с призывом не использовать его как справочное бюро всей Германии – из него нам известно, что в год Гумбольдт получал и отвечал на несколько тысяч писем). Он дорабатывал свои многотомные труды – и посещал лекции в Берлинском университете, так как, по своему собственному мнению, отстал от прогресса науки (этой самокритичности многие ученые были лишены и тогда, и сейчас).

По не проверенным до конца данным, Гумбольдт за свою жизнь проделал путь свыше 140 тысяч километров, побив рекорд XIV века Абдаллаха ибн Батутты. Ибн Батутта был забыт и открыт заново лишь в первой половине XIX века. Гумбольдт был тоже забыт к началу XX века – его помнили как героя прошедшей эпохи, но, как говорил сам Гумбольдт, от времени он отстал. Иногда, однако, времена делают круг, и старые идеи возвращаются – так, Макс Планк на рубеже XIX–XX веков вернулся к Гюйгенсу и волновой природе света. Юрген Хабермас агитировал за ценности Гумбольдта, критикуя прагматизм «болонского процесса».

Современный спор об «изменении климата» заставляет жалеть, что Гумбольдта с нами нет. Он бы понял и доводы «потеплистов» о том, как парниковые газы атмосферы влияют на воздушные потоки, соленость воды и многое другое, и их эмоциональный пафос, требующий прекратить урон, который люди наносят Земле. Он бы понял также и доводы «скептиков», которые обращают внимание на то, что в природе действуют силы, неподвластные человеку, и что Земля – часть большого процесса в пространстве и времени, поэтому нельзя игнорировать ни солнечные циклы, ни то, что наша планета находится на выходе из ледникового периода и 95% эры фанерозоя температура Земли была намного выше. Он бы также смог отвлечь и тех и других от междоусобных войн и борьбы за политически и идеологически мотивированные гранты и увидеть не только ошибки, но и правду друг друга. И конечно, Гумбольдт был бы очарован современными математическими моделями климата, но не просто очарован – он бы подтянул свои знания, разобрался в них и показал нам путь, как улучшить их и двинуться дальше к всеобщей теории климата Земли.

Наша наука о Земле вышла из Гумбольдта, создана в университетах Гумбольдта, бьется о наследие Гумбольдта – и иногда ей очень не хватает философии Гумбольдта и его пламенного духа.

21

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/58427
23 октября, 07:09

Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

У всякого биологического таксона в научной систематике есть «типовой экземпляр» – тот организм, который был описан создателем нового таксона при его создании. Для вида Homo sapiens типовым экземпляром (лектотипом) является живший в XVIII веке шведский ботаник Карл Линней (1707–1778), который в 1758 году в книге «Systema Naturae» (лат. «Система природы») отнес человека к животным, ввел это название и описал сам себя. «Разумным животным» человек считался со времен античности, но это было метафорой, объединить человека и обезьян в один отряд «человекообразных» до Линнея не решался никто. Но «Система природы» и другие дополняющие ее труды Линнея, такие как «Philosophia Botanica» (лат. «Философия ботаники»), ценны не этим, а тем, что в них Линней разработал ту таксономию, которая создала биологию как науку. Принципами Линнея, в первую очередь иерархическим строением и биномиальными именами вида «род – признак вида» (например, род Homo – признак вида sapiens), мы пользуемся и в настоящее время.

Науки о жизни начала XVIII века не были науками не только в современном понимании этого слова, но даже в той мере, в какой физика Ньютона того же времени была наукой. В прикладном отношении они были вспомогательными дисциплинами медицины. Почему систематика так была важна для этой эпохи и почему именно она превратила биологию в современную науку? Для этого было две причины.

Во-первых, объем новой информации в науках о жизни рос взрывообразно: эпоха географических открытий все время приносила новые сведения о мире, а переориентация науки на опытное знание изменила отношение к полевой работе и экспедициям. Начав наблюдать живую и мертвую природу рядом с собой, европейцы Нового времени стали осознавать, как мало они знали о том, что казалось им самоочевидным (О философских и методологических основах научной революции в биологии см. фундаментальный труд Э. Майра: Mayr, Ernst. The Growth of Biological Thought: Diversity, Evolution, and Inheritance. Cambridge, Massachusetts:. The Belknap Press of Harvard University Press. 1982).

Александр Рослин. Карл Линней (1775)

Поток новой информации нуждался в упорядочении до того, как станет возможным его углубленный анализ. Описательность работ натуралистов XVIII века была не только вынужденной, но и познавательной. Европейцы были одержимы классификацией всего и вся, включая и самих себя. В Испанской империи наблюдения за смешанными семьями европейцев-«белых», аборигенов-«индейцев» и выходцев из Африки – «негров» привели к созданию систематики людей из 24 «каст» по долям каждой из трех «кровей». Из колониальной испанской «системы каст» в будущем выросли как наука антропология, так и «научный расизм» (Подробно о «духе систематизации» в XVIII в. см.: Frangsmyr, Tore, J. L. Heilbron, and Robin E. Rider, editors The Quantifying Spirit in the Eighteenth Century. Berkeley: University of California Press, 1990).

Во-вторых, ученые эпохи Просвещения были убеждены, что после больших, но конечных усилий можно познать мир и Вселенную полностью, изучить все их законы и охватить Разумом все их разнообразие. Для этого времени характерно представление о завершенности Творения и, как следствие, возможности его полного познания и отсутствие непреодолимых препятствий для Разума. Одним из самых глобальных проектов эпохи Просвещения стала «Энциклопедия» Д. Дидро и Ж.-Б. д'Аламбера, рубрикатор которой был основан на принципах Ф. Бэкона и целью которой было создание компендиума всех новейших знаний.

В нашей эпохе, напротив, мы живем с представлением о бесконечностях мира – бесконечности Вселенной, бесконечности микро- и макромира, бесконечности развития, бесконечности разнообразия. Познание для нас тоже бесконечный процесс, который будет длиться вечно, и мы никогда не будем полностью понимать мир, в котором живем. Нам чужд оптимизм Просвещения, а ученым XVIII века были бы чужды наши легкость в существовании среди бесконечностей и когнитивный скептицизм. Но и представление о конечности закономерностей и разнообразия мира и об их бесконечности – это только наши представления. Ждет ли нас в будущем конец познания и науки и полное понимание мира или нет, это мы знать достоверно не можем. Эпистемологии нашего времени ближе приписываемое Сократу высказывание «Ipse se nihil scire id unum sciat» (лат. «Я знаю только то, что ничего не знаю»).

Значительная часть натуралистов XVI–XVIII века были клириками и рассматривали свои штудии как изучение Божьего мира и постижение Бога через богатство и разнообразие его творения. К началу XVIII века в их взглядах доминировала философия Декарта, выводившая доказательство творения из разумности всего сущего и применявшая «метод скептицизма». Такое «естественное богословие» граничило с вольнодумством. Католическая теология эпохи Контрреформации относилась к естествоиспытателям настороженно; лютеранская, исходившая из принципа solа scriptura (лат. «лишь Писание» [является источником истины о Боге]) – тоже. Декарт входил в папский «Список запрещенных книг» и был под подозрением в ереси и в протестантских странах.

До Линнея опыты создания биологической систематики уже насчитывали не одно столетие. В этот период в биологии прижились в качестве особых терминов заимствованные из формальной логики понятия Аристотеля «царство», «род» и «вид», появились понятия «класса» и «отряда» и началось движение от описательных названий к биномиальным. Методика систематизации тоже опиралась на Аристотелеву логику. Андреа Цезальпино (1519–1603) создал первый таксономический каталог Нового времени «De plantis» (лат. «О растениях»). В 1583 году Август Ривинус-Бахман (1652–1723) предложил биномиальные имена, в которых первое слово должно было указывать на «высший род», и добавил «отряды». Джон Рэй (1627–1705), видный «естественный богослов», ввел понятие «вид» как эндогамную группу (спаривание вне вида невозможно) и разработал собственную оригинальную систематику, в которой, в частности, появилось разделение на «цветковые» и «тайнобрачные» растения, а также различались «однодольные» и «двудольные».

Наиболее важная долиннеевская систематика – «система Турнефора». Французский академик-иезуит Жозеф Питон де Турнефор (1656–1708) создал упрощенную в сравнении с Рэем, но очень тщательно продуманную востребованную систему, в которой последовательно применялось понятие «род», было введено понятие «класс» и применялся принцип вложенной иерархии – низшие таксоны целиком принадлежали высшим. Классификация Турнефора в основном опиралась на форму венчика цветка. Турнефор начал применять биномиальные имена, но его видовые признаки были описательными. Книга Турнефора «Основы ботаники, или Методы для знакомства с растениями» (1694) была общепринятой методикой классификации почти всех ботаников с начала XVIII века. Линней был, вероятно, знаком с системой Турнефора по ее международному латинскому изданию «Institutiones rei herbariae» (изд. 1700, 1719 гг.).

Линней и его предшественники не ставили перед собой задачи понять механизмы видовых сходств и отличий – они преследовали практические цели создать систему определения известных и классификации новых растений для медицинских и ученых нужд. Натуралистов в Новое время было много, новые растения и животные описывались все время, в результате один и тот же вид мог иметь целый список различных названий, а названия различных видов, напротив, совпадать. Систематика была условной классификацией, соответствие высших таксонов (классов, отрядов) естественной систематике было желательным, но не обязательным. «Единицей творения» считался вид, спектр которых предполагался непрерывным. Линней неоднократно цитировал Готфрида Лейбница: «Природа не делает скачков». Вплоть до Огюстена Декандоля (1778–1841) успешных попыток естественной систематики не было.

Концепция неизменности видов «от сотворения мира» вполне устраивала и предшественников Линнея, и самого Линнея. Под конец жизни, осмысляя описанное им видовое многообразие, Линней стал приходить к мысли о динамике видообразования (Gmelin, J. F. 1788. Caroli a Linné systema naturae per regna tria naturae, secundum classes, ordines, genera, species, cum characteribus, differentiis, synonymis, locis. Tomus I. Editio decima tertia, aucta, reformata), но в период, когда его систематика была только создана, он твердо утверждал: «Видов существует столько, сколько их создано вначале» (Linnaeus, C. Fundamenta botanica quae majorum operum prodromi instar theoriam scientiae botanices per breves aphorismos tradunt. Amstelodami: apud Salomonem Schouten, 1736b. 36 p.). Когда современники Линнея и сам Линней величали его «вторым Адамом», эта почесть подразумевала эпизод из священной истории: «Господь Бог образовал из земли всех животных полевых и всех птиц небесных, и привел к человеку, чтобы видеть, как он назовет их, и чтобы, как наречет человек всякую душу живую, так и было имя ей. И нарек человек имена всем скотам и птицам небесным и всем зверям полевым…» (Быт 2:19–20).

Жизнь Карла Линнея, если верить его собственным письмам и автобиографиям, не была, особенно со второй ее половины, богата событиями, но была богата на стрессы и потрясения. В какой мере можно доверять Линнею о Линнее, сказать сложно. Его четыре автобиографии и многие письма написаны в третьем лице, то есть прошли через авторскую рефлексию, и даже точно установленных преувеличений в его рассказах достаточно много. Стиль начала – середины XVIII века требовал от авторов текстов не только ясности мысли и изящества слога в духе рококо, но и богатства чувств и переживаний – именно в это время доминирующим направлением в литературе становится сентиментализм, реабилитировавший «чувства», которые в классицизме XVII века требовалось подчинять закону, порядку и норме. Биография Линнея, восстанавливаемая по его свидетельствам и свидетельствам его близких и в основном составлявшаяся, когда пожилой Линней был уже общеевропейской знаменитостью, вызывает ассоциации с «романом воспитания» Стерна, Ричардсона, Руссо содержащимся в ней сквозным нарративом обретения душевной зрелости через преодоление препятствий. Отделить исторического Линнея от Линнея – героя романа Линнея о Линнее за давностью лет и нехваткой независимой информации не так просто, хотя, возможно, это само по себе важнейшее свидетельство о личности Линнея, о том, кем сам Линней считал себя.

Карл Линней был старшим сыном сельского пастора и вторым по счету обладателем фамилии в семье – его отец Нильс Ингемарсон выбрал себе фамилию Линнеус, записываясь в университет, от слова «линн», шведск. – «липа». Примерно так же получали фамилии и русские священники – «по церквам, по цветам, по камням, по скотам, и яко восхощет его преосвященство». Форма «Линней» возникла только после 1757 года, когда Линней получил от короля Швеции дворянское достоинство (не за классификацию, а за разработку метода выращивания искусственного жемчуга) и принял имя Карл фон Линне.

Как и в дореволюционной России, церковные приходы передавались по наследству от отца сыну или зятю, и родители видели в Карле наследника прихода, где служил его отец, а ранее дед по матери. Карл этого желания не разделял. В агиографии Линнея содержится биографическая легенда о том, как учителя семинарии дали отцу Линнея «дружеский совет» отдать бестолкового мальчика учиться сапожному ремеслу, и семейная трагедия не произошла лишь благодаря вмешательству местного доктора и учителя физики Юхана Рутмана, который предложил пастору Нильсу подготовить Карла к карьере врача.

Врач в отличие от пастора не мог рассчитывать на гарантированный, хоть и скромный доход, что в ориентированной на бережливость на грани скупости шведской культуре не одобрялось. Не вызывала симпатии и склонность медицинской профессии к «еретическому» картезианству. Но в итоге семья выбрала наследником прихода младшего брата Карла, Самуэля, и отпустила Карла учиться медицине.

С 1727 по 1735 год Карл Линней учится сперва в Университете Лунда, потом в Упсальском университете, где в итоге и находит свой дом. После Рутмана учителями и покровителями Линнея были ведущие естествоиспытатели и медики Швеции Киллиан Стобеус, Улоф Цельсий, Улоф Рютбек и Ларс Руберг. Цельсий впервые привлек Линнея к работе над трудом по ботанической систематике; при содействии Линнея в свет вышла книга Цельсия «Иероботаника», справочник по библейской ботанике, где описания растений готовил Линней. В 1744 году Цельсий также передал Линнею научное наследие своего рано умершего племянника Андерса Цельсия – так в 1745 году возникла современная «шкала Цельсия», которую создал именно Линней, инвертировав шкалу Цельсия-младшего (его термометр принимал за 0 точку кипения воды, а за 100 – замерзания). Рютбек в 1731 году рекомендовал дать Линнею место младшего преподавателя ботаники.

Uppsala University

В процессе учения и работы в Упсале Линней принял участие в нескольких экспедициях, из которых самой важной была его Лапландская экспедиция в мае – сентябре 1732 года. Лапландию ранее исследовал Рютбек, но его материалы погибли в пожаре, и эта шведская провинция оставалась практически неизведанной. В прошении о финансировании Линней указывал, что в экспедицию должен ехать именно он, как молодой и бездетный: молодость поможет ему выдержать трудное путешествие, а бездетность – не оставить детей сиротами. Это был реальный риск: в 1740–1770 годах семь из семнадцати сотрудников-«апостолов» Линнея, не вернулись из экспедиций и по крайней мере один раз Линней пожалел, что отправил многодетного «апостола» в путешествие. Линней проделал с одним рюкзаком и в основном пешком и на лодках путь около 5000 километров, собрал и описал 534 вида растений, из них сто – неизвестных до того, отметил сходство биоценозов горной Лапландии и высокогорных лугов Альп и сделал большое количество краеведческих заметок.

Для всего мира эта экспедиция Линнея важна как источник для книги «Flora Lapponica» (лат. «Флора Лапландии»), первой современной «флоры», основанной на протолиннеевой классификации (Linneaus, C. Flora lapponica exhibens plantas per Lapponiam crescentes, secundum systema sexuale collectas in itinere 1732 institutio. Additis synonymis, & Locis natalibus omnium, descriptionibus & figuris rariorum, viribus medicatis & oeconomicis plurimarum. Amstelaedami: S. Schouten. 1737b). Исключение составляет Швеция, где странствие Линнея – важная часть «национального мифа» и самосознания шведов. Линней с конца XIX века стал считаться человеком, открывшим шведам их собственную страну, одним из создателей шведского литературного языка, а его книга – пример «шведского взгляда на мир и природу» (Бруберг, Г. Карл фон Линней. Пер. с швед. Н. Хассо. Стокгольм: Шведский институт, 2006). Рассказ Линнея о путешествии в Лапландию косвенно повлиял на известное литературное произведение «Чудесное путешествие Нильса с дикими гусями» С. Лагерлеф (изначально написанное как художественное пособие школьникам по краеведению Швеции, где мальчик облетает последовательно все исторические провинции страны). Линней считал, что лопари живут простой жизнью, «как в Эдеме», свободны от первородного греха и болезней и поэтому могут научить шведов морали и медицине (теории «доброго дикаря» были популярны в эпоху Просвещения). Лапландские артефакты Линней очень ценил, держал их в доме на видном месте и даже позировал для портрета в лапландской одежде с цветком лапландского колокольчика, который считал своим символом. Это растение с 1750-х годов носит название линнея, данное ему голландским ботаником Яном Гроновиусом, а сам Линней изначально назвал его рютбекия.

«Флора Лапландии», книга Карла Линнея о первой современной флоре

В Упсале Линней очень близко сошелся с земляком Пером Артеди. Артеди занимался изучением рыб и так далеко продвинулся в этом направлении, что сейчас считается основателем научной ихтиологии. Товарищи обсуждали вместе основы будущей систематики и как минимум согласовали ее принципы, имея в планах соавторство будущего каталога всего живого мира (Линней – флора, Артеди – фауна) (Anderson, Margaret Jean. Carl Linnaeus: Father of Classification. Enslow Publishers, Inc., 2009). Линней и Артеди пообещали друг другу продолжить исследования друг друга, если кто-то из них умрет, и это обещание стало причиной того, что классификация Линнея распространилась на весь живой мир. В 1735 году Артеди, проживавший в Амстердаме, утонул, упав ночью в канал. Линней взял на себя заботу о его ученом наследии, издав его труды книгой «Ихтиология, или Все о рыбах» в 1738 году (Artedi, Petrus. Ichthyologia sive opera omnia de piscibus. Leyden 1738). В последующем Линней включил в свою «Систему природы» классификатор рыб Артеди, сделав ряд неудачных правок и одну принципиально важную – Артеди считал китов рыбами, Линней перенес их в класс млекопитающих.

В 1735 году Линней уехал за границу защищать докторскую диссертацию. К этому его подтолкнули непростые отношения с другим молодым ученым, Нильсом Розеном, бывшим ассистентом Рютбека. Розен, с 1761 года во дворянстве фон Розенштейн, в будущем также вошел в историю науки как основатель педиатрии (науки о детских болезнях). В 1731 года Розен, только что получивший степень доктора медицины, вернулся из-за границы в Упсалу и тоже стал преподавать. В жизни Линней и Розен отлично ладили, но карьерные амбиции мешали дружбе. Преподавательских ставок по медицине в Упсальском университете было мало, и два молодых таланта постоянно конфликтовали, претендуя на одни и те же места. Один раз Линней кинулся на Розена со шпагой, и дуэлянтов развели профессора во главе с Цельсием-старшим. В 1741 году Линней и Розен наконец поделили кафедры (Линней – ботаники, Розен – медицины), и с тех пор их конфликты прекратились. Но в 1734 году Розен потребовал, чтобы не имеющий степени доктора Линней или получил ее, или был отстранен от учебной работы, и, так как формально он был прав, Линнею пришлось искать место для защиты. Но, как показало будущее, этот конфликт пошел на пользу и Линнею, и мировой науке: если бы Розен не вытолкал Линнея за границу, Линней мог бы и не достичь своих успехов так же быстро.

В апреле 1734 года Линней получил за шесть дней степень доктора медицины в университете Хардервейка в Голландии, популярное в Швеции место для защит: университет брал за очную защиту немного, защищал очень быстро, его степени не оспаривались. С дипломом Линней уехал в Амстердам. Голландия, в то время крупная морская и колониальная держава, имела отличный доступ к растениям и животным со всего мира и была одним из лучших мест для работы ботаника.

Х. Холландер. Карл фон Линне (1853)

В Амстердаме Линней встретился с уже упомянутым Яном Гроновиусом, который знал о нем от шведских наставников Линнея. Увидев рукопись первой версии «Системы природы», восхищенный Гроновиус оплатил ее издание. Первое издание «Системы» 1735 года содержало 11 страниц из таблиц, включавших только иерархические перечни таксонов трех «царств» (минералы, растения и животные), с небольшими комментариями. Таблицы и деревья оказались непростой задачей для верстки XVIII века и очень напоминают машинопись или тексты эпохи DOS (Факсимильное издание).

Но и этого хватило, чтобы ботаники Европы стали осознавать революционное значение работы Линнея. Ведущий медик Европы Херман Бурхаве, на которого Линней произвел впечатление и книгой, и способностью с одного взгляда определять растения, познакомил его с видным ботаником Йоханнесом Бурманом. Бурман предложил Линнею кров и работу и помог в работе над работами «Философия ботаники» и «Основы ботаники», где излагалась методология систематики Линнея. Линней, в свою очередь, помог подготовить к изданию «Флору Цейлона» Бурмана (Burmannus, Joannes. Thesaurus zeylanicus, exhibens plantas in insula Zeylana nascentes. Amsterdam, 1737), познакомившись с тропическими растениями (они были добавлены во 2-е издание «Системы» 1740 года).

В сентябре 1736 года Бурхаве рекомендовал Линнея директору Ост-Индской компании Георгу Клиффорту, владельцу одного из лучших частных ботанических садов Европы – формально затем, что Клиффорт нуждался в постоянном медицинском присмотре, который Бурхаве не мог обеспечить, фактически – чтобы дать Линнею собственную площадку для работы и щедрое жалованье. Клиффорт переманил Линнея у Бурмана, предложив Бурману взамен очень редкую книгу «Естественная история Ямайки» Х. Слоана (Официальная биография Линнея университета Упсалы).

Меценатство Клиффорта позволило Линнею сделать научный рывок и проделать огромный объем работы. В течение года, по октябрь 1737 года, Линней выписывал в ботанический сад Клиффорта новые растения по своему усмотрению, переделал сад и оранжереи в соответствии с «Системой природы», за счет Клиффорта ездил в Англию, выкупил архив Артеди у квартирного хозяина, удерживавшего бумаги за долги покойного жильца, издал все подготовленные книги и несколько новых, в том числе каталог сада.

Затем Линней совершил поездку по Европе; отношение к нему в разных странах на этом этапе было различным. Голландцы, как мы уже знаем, приняли его восторженно. Во Франции его иронически называли анархистом, но, несмотря на это, Линней получил приглашение Французской академии наук стать ее членом-корреспондентом. В Британии ученые Лондона и Оксфорда не видели необходимости переходить с проверенного временем Турнефора на новейшую систему шведского выскочки.

А из Санкт-Петербурга Линнею пришла в 1737 году первая разгромная рецензия от первого директора Санкт-Петербургского ботанического сада Иоганна Сигезбека (с которым Линней до того мирно переписывался). Сигезбек объявил гипотезу о половом размножении растений «отвратительным развратом» – Бог-де не позволил бы, чтобы в природе было многомужество и любовницы (горластым моралистам Петербурга 2010-х годов есть с кого брать пример). Линней, по легенде, прислал в ответ Сигезбеку семена растения кукушка неблагодарная; когда Сигезбек прорастил их, выяснилось, что это уже известная и ему, и Линнею сигизбекия тропическая, цветок из семейства астровых, ранее названный так в честь Сигезбека Линнеем. Достоверно же известно, что Линней сильно переживал по этому поводу. Половое размножение растений было острой моральной темой и до, и долго после Линнея, неприличной тема тычинок и пестиков перестала быть очень постепенно.

Книга Карла Линнея «Система природы»

Десятилетие спустя система Линнея превратится в новый стандарт, и Жан-Жак Руссо назовет Линнея «величайшим из ныне живущих мужей». А тогда летом 1738 года Линней вернулся в Швецию. Дома Линнею предстоял последний этап испытаний: в Европе он был знаменит в научных кругах и при деньгах, а в Швеции он был просто молодым врачом без практики и денег. Линней писал о себе, что он был на грани отчаяния и готов бросить ботанику, лишь бы прокормиться (еще одно риторическое преувеличение, Линнея невозможно представить без ботаники). Но через несколько месяцев Линней набрал большое количество денежных пациентов (судя по его письмам, он стал успешным венерологом и зарабатывал больше всего на молодежи с триппером), а затем нашел себе покровителя – графа Карла-Густава Тессина, главу влиятельной «партии шляп» и нового спикера парламента Швеции. А в 1741 году Линней наконец, как мы знаем, смог вернуться в родной Упсальский университет профессором и после этого вел домашний образ жизни, готовя студентов, отбирая лучших из них в сотрудники (эта группа получила прозвище «апостолы Линнея»), организовывая экспедиции, в том числе отправив одного из апостолов, Даниэля Соландера, в эпохальную экспедицию Дж. Кука 1768–1771 годов и развивая «Систему природы». Больше приключений в его жизни не было – энергия Линнея почти целиком ушла в ученые труды, и прежде всего в развитие «Системы природы».

«Система природы» выдержала 12 изданий при жизни Линнея. Десятое издание «Системы», в двух томах и 1384 страницах, вышедшее в 1758–1759 годах, принято за отправную точку современной биологической номенклатуры как наиболее важное – именно с него биномиальная номенклатура стала последовательно применяться не только к растениям, но и к животным.

Что собой представляла «Система Линнея» и почему она произвела такое впечатление на современников? Классификация, предложенная Линнеем в 1736 году, после доработок, в ее окончательной форме (1758) снимала сразу три проблемы. Во-первых, она была последовательна и понятна не только для ученых, хорошо знакомых с Аристотелевой логикой, но и для начинающих, любителей и просто читающей общественности. Линней строго следовал принципу иерархии и принадлежности таксонов. Природа делилась на три царства: минералы, растения и животные. Царства делятся на классы, классы – на отряды, отряды на роды, а роды на виды. Ни один из этих таксонов не может быть сиротским. Например, дикий кабан (Sus scrofa – лат. букв. «свинья роющая») у Линнея входит в царство Animalia (животные), класс Mammalia (млекопитающие), отряд Bestia (звери) и род Sus (свиньи). Если вид нельзя было атрибутировать точно, он попадал в «мусорный» таксон для прочих видов – скажем, все беспозвоночные, кроме членистоногих, сразу отправлялись в класс Vermin (черви).

В классификации Линнея нашлось место даже для сказочных животных – «неведомы зверюшки» вроде драконов и гидр складировались в класс Paradoxa. С «гидрой» у Линнея, по легенде, был печальный опыт: проезжая через Гамбург, он узнал, что в ратуше находится экземпляр многоглавой гидры. Осмотрев ее, он констатировал, что это чучело ящерицы, к которому тщательно приклеены несколько голов ласки (сейчас гамбургская гидра считается наглядным пособием «зверя Апокалипсиса», изготовленным некими монахами для целей проповеди). Но бургомистр Гамбурга уже собирался продать гидру за большие деньги, и разоблачения Линнея пришлись некстати, а Линнею пришлось поскорее уносить ноги из Гамбурга. Вот для таких случаев и был заведен свой таксон. Этот метод гарантировал, что растений и животных, которые могут выпасть из классификации, не будет в принципе, сколько бы их ни было, и даже отсутствие у вида явных признаков и отличий не позволит потерять его для классификатора. Виды нужно сперва классифицировать, внести в систему и лишь потом описывать, изучать и, если надо, перемещать на новое место без ущерба для классификатора в целом. Один из «парадоксов Линнея», «леший» (Lar) впоследствии оказался белоруким гиббоном.

Во-вторых, Линней ввел общий формальный принцип, хотя и не имевший ничего общего с естественным делением, но легко оцениваемый, проверяемый и доступный – половой аппарат растений. Турнефор делил растения по форме венчика цветка – оценка форм и очертаний всегда сохраняла субъективность, и даже специалист не мог быть уверен, что точно определил их. Линней делил цветковые растения на классы по особенностям полового размножения, взяв за критерий число и форму тычинок. Так возник абсолютно бесспорный, легко проверяемый и поэтому тиражируемый количественный критерий – кто угодно может, например, определить Линнеев класс Didynamia, обнаружив у цветка две длинные и две короткие тычинки, и описать вид «по системе Линнея». Систематизатор следующего поколения, Жорж Бюффон, в конце XVIII века высмеивал этот подход: «Вот дуб, всякий поймет, что это дуб, сочтя его тычинки!» – но благодаря этому натуралисты мира перестали описывать живые организмы кто во что горазд и стали создавать единую базу видов.

И в-третьих, Линней строго разделил уникальный идентификатор и его ярлыки. В этом отношении подход Линнея предвосхитил современные архитектуры баз данных. Имя рода в Линневой системе уникально в пределах «царства», но и двойное «биномиальное» имя «род – вид» – это тоже уникальный идентификатор, который не может повторяться. Название вида в классификациях до Линнея было описательным и указывающим на уникальность вида в роду. Но если после того, как вид получал имя, находился новый вид с тем же уникальным признаком, виды нужно было снабжать дополнительными именами, указывающими на новые различия. Так возникали «полиномиальные имена» – представим себе что-нибудь вроде «опенок красный березовый осенний». Помимо сложности запоминания этих полиномов, такая классификация несла путаницу. Отказавшись (в несколько шагов) от полиномов в пользу биномиальных имен, Линней разрешил создавать имена наподобие георгина южная или борщевик Сосновского. У вида может параллельно существовать сколько угодно «тривиальных» имен – кабан, вепрь и дикая свинья, или устаревшие имена в предыдущих классификациях, и все они будут учитываться как синонимы, но для классификатора вид будет связан только с ключевым именем Sus scrofa.

Половая система растений Карла Линнея

Наследие Линнея, и научное и документальное, в Швеции не просуществовало долго. Корреспонденты и апостолы Линнея развивали его «Систему» еще некоторое время, но к началу XIX века ее ограничения сделали ее уже малопригодной: биологическая наука, созданная Линнеем, переросла его достижения. Кафедру Линнея после его смерти возглавлял его сын Карл Линней-младший, профессиональный ботаник, но не обладавший талантами отца. Карл-младший умер молодым, в 1783 году, и вдова Линнея Сара-Лиза в 1784 году продала уже довольно запущенные коллекции и архивы в Лондон. Популярная легенда гласит, что жадная до денег дама отдала архивы Линнея первому, кто дал за них больше скупого университета, и король Швеции послал в погоню за английским судном военный корабль, но когда шведы настигли нового владельца архивов, английский купец был уже в устье Темзы (Фаусек В.А. Карл Линней. Его жизнь и научная деятельность. М. 1891). Погони, скорее всего, никогда не было. Покупателем архивов стал натуралист Джеймс Смит, близкий друг Джозефа Бэнкса, бывшего начальника апостола Соландера в экспедиции Кука. А Соландер был не только апостолом, но и названым зятем Линнея. Вполне можно предположить, что госпожа Линней продавала архив не за лучшую цену, а в хорошие руки, и не ошиблась: Смит создал в Лондоне существующее до сих Линнеевское общество, где архивы Линнея хранятся и изучаются – при написании этого очерка использованы и их оцифрованные копии. Линней был почти забыт в Швеции в начале XIX века, затем его снова вспомнили и развили в одного из национальных героев, а затем постепенно низвели с пьедестала, но к научным заслугам Линнея эти изменения в статусе уже отношения не имели (Koerner, Lisbet. Carl Linneaus in his time and place. In: Jardine, N., Secord, J. A., Spary, E. C.. Cultures of Natural History. Cambridge University Press, 1996).

Собственный классификатор Линнея уже давно неоднократно изменился, как и принципы классификации. Развитие палеонтологии, создание теории эволюции и открытие наследования и генов меняли представления и о взаимосвязи таксонов, и о механизмах сохранения и изменения их признаков. Современный формат представления «древа жизни» – это филогенетические деревья, показывающие маршруты к общим предкам видов на основании данных палеонтологии и генетики. Количество уровней таксонов возросло почти на порядок, а схемы таксонов верхнего уровня регулярно меняются. В 1925 году было предложено делить природу на две «империи» «эукариотов» и «прокариотов» по строению клетки. В 1969 году была предложена схема из пяти царств – бывшие прокариоты стали дробянками, а эукариоты разделены на протистов, грибы, растения и животные. В 1990 году дробянок-прокариотов разделили на «домены» бактерии и археи, а бывшую империю эукариотов объединили в третий «домен». С 1998 года стала популярной схема из шести царств: бактерии (бывшие прокариоты, археи были понижены до подцарства археобактерий), протисты, хромисты, растения, грибы и животные. Сколько просуществует шестицарствие, неизвестно, да и не так важно.

Что же важно? Что все классификации, сколько их ни было за прошедшие со времен Линнея двести лет, строятся на тех же принципах: иерархия таксонов, верифицируемый объективный критерий, уникальные имена. Биологи всего мира давно уже не разделяют многие представления Линнея о живой природе, но язык биологии в любом видовом описании остается языком Линнея.

А автор этого очерка вспоминает о Линнее еще и каждое занятие в МФТИ. «Конституция Упсальского университета» (1655–1832) предусматривала в том числе, что профессоров, отменяющих занятия без уважительной причины, штрафуют, а студентов, не явившихся к началу учебного года, отчисляют, и неявка на занятия тоже наказуема. Приятно видеть радивых студентов на парах и неприятно – нерадивых первый раз за семестр на экзамене. Иные академические традиции времен Линнея не грех и восстановить.

29

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/57995
16 октября, 07:13

Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

«Кроме обычной службы, вахт и занятий по расписанию, я буду просить вас каждого, кто стоит на вахте с 4 до 8 утра, делать астрономические наблюдения и к полудню вычислить широту и долготу помимо штурмана… Это необходимо уметь моряку, хотя, к сожалению, далеко не все моряки это умеют…» (Станюкович К.С. Вокруг света на «Коршуне». СПб., 1867).

В ночь с 22 на 23 сентября 1707 года британская эскадра под командованием контр-адмирала Клаудси Шовелла, возвращавшаяся с театра военных действий Войны за испанское наследство, под всеми парусами села на рифы у островов Силли, к юго-западу от побережья Корнуэльского полуострова, всего за сутки до возвращения домой. Острова Силли – часть древнего Корнубийского батолита, гранитного массива от разломного извержения каменноугольно-пермской эпохи, поэтому глубина у их берегов падает очень резко, и к тому же они – первая суша на пути той ветви Гольфстрима, которая уходит в пролив Ла-Манш. Силли – очень опасная и коварная зона, где корабли гибли регулярно, но масштаб кораблекрушения 1707 года был исключительно велик.

Пять линейных кораблей и один брандер налетели на скалы Западных рифов Силли, едва видные над водой. Три корабля пошли ко дну, включая флагмана эскадры «Ассошиэйшен», который затонул со всей командой 800 человек за три минуты. На «Ассошиэйшен» утонул и сам адмирал Шовелл. Общий счет жертвам катастрофы составил от 1200 до 2000 человек. Возможно, жертв бы было меньше, если бы моряки умели плавать, но этот навык в XVIII веке был редким. Суеверные моряки считали, что уметь плавать – значит накликать кораблекрушение.

Впоследствии легенды возлагали ответственность за катастрофу на аристократическую спесь адмирала, который якобы велел вздернуть на рее матроса-уроженца этих мест, сообщившего ему об опасности, чтобы неповадно было ставить под сомнение авторитет начальства. Реальность была намного неприятнее: до последнего мгновения никто на эскадре не имел понятия, что корабли находятся не там, где предполагается. Адмирал Шовелл, прошедший все ступени флотской службы, заслуженный мореход со стажем 35 лет, и его штурманы неверно определили свою долготу из-за плохой погоды и были уверены, что они восточнее, в судоходной зоне Ла-Манша. Подвели и карты, на которых острова Силли находились на расстоянии около 15 километров от своего истинного положения, что стало известно несколько десятилетий спустя, уже в середине XVIII века.

Кораблекрушение эскадры Клодисли Шовелла в 1707 году. Гравюра неизвестного художника

Национальный морской музей

К моменту катастрофы у Силли потребность в точных методах определения долготы сознавалась уже не первое столетие. Эпоха географических открытий остро демонстрировала отставание методов картографии от нужд практики. Испанские Габсбурги предлагали награды за решение «проблемы долготы» с 1567 года, Голландия – с 1600-го, а Французская академия наук получила такое задание при своем создании. Награды были очень щедрыми – в 1598 году Филипп III Испанский пообещал за успешный метод определения долготы 6000 дукатов единовременно, 2000 дукатов пожизненной ежегодной пенсии и 1000 дукатов на расходы. Дукат («монета дожей»), равный 3,5 г золота, был международным денежным эквивалентом, исходно из Венеции; Габсбурги чеканили свои дукаты того же веса. В этот период весь объем венецианской международной торговли оценивался примерно в два миллиона дукатов в год, а в 15 тысяч дукатов обходилась постройка боевой галеры.

В чем состояла «проблема долготы»? Определить широту корабля в открытом море с точностью до угловой минуты сложно, но не невозможно. Широта – это доля расстояния от экватора до полюса, и поэтому величина абсолютная. Угол между земной осью и положением судна можно определить и по солнцу, и по известным звездам с помощью астролябии или секстанта. Долгота отсчитывается от определенного меридиана и поэтому условна: все точки на земном шаре относительно небесной сферы равны, за ноль можно принять любой пункт. Вблизи от берега местоположение можно определить по видимым с корабля ориентирам – горам, рекам, башням, которые отмечались на картах для этой цели со времен составления первых портоланов. Птицы и растения могут также указывать на близость суши. Но в незнакомых водах, в открытом океане или при плохой погоде задача определения долготы становилась расчетной. Многие океанские маршруты из осторожности прокладывались не по прямой из порта в порт, а по берегу континента до широт, которые были заведомо свободны от опасных рифов и островов, и оттуда по географической параллели – к противоположному берегу. Каперы и пираты часто поджидали своих жертв именно на этих «судоходных» широтах (Dunn, Richard, Higgit, Rebeccah. Finding longitude. How ships, clocks and stars helped solve the longitude problem. Collins, 2014).

Метод счисления координат, который применялся всеми мореходами этого времени, был основан на замерах скорости движения корабля и времени его движения по определенному румбу компаса. Скорость определяли лагом – веревкой с узлами, которая кидалась за борт; наблюдатели считали число узлов, проплывавших мимо, и засекали время счетом или читая стандартную молитву «Отче наш» или «Богородица». Отсюда скорость «морская миля в час» получила название «узел». Морская миля сама по себе является мерой широты – это одна угловая минута меридиана. Полученный вектор откладывался из точки, откуда начиналось движение, с учетом бокового дрейфа от ветров и течений – так и получалась текущая координата. Этот метод имел большую погрешность, которая накапливалась тем больше, чем дольше корабль находился в открытом море. Точность 50 километров в трансокеанском путешествии для этого метода – уже большая удача, ошибки в 100–150 километров даже у опытных штурманов были нередки.

Текущую долготу можно вычислить точно, если знать местное время и текущее астрономическое время на нулевом меридиане (с 1960 года используется понятие «всемирное координированное время» – UTC). Текущее время фиксируется по солнцу в астрономический, или истинный, полдень (момент, когда солнце стоит наиболее высоко). Астрономический полдень сложно определить точно в момент, когда он происходит, и на практике он чаще определяется как середина отрезка времени между положениями солнца на одной и той же высоте в первой и второй половине дня. Так как в сутках 1440 минут, а в полной окружности – 21 600 угловых минут, то 1 угловая минута соответствует 4 секундам времени. Пересчитав разницу местного времени и времени на нулевом меридиане в градусы, можно получить сдвиг по долготе. Но как определить время на нулевом меридиане?

Никаких неподвижных по долготе ориентиров на небесной сфере нет, но есть периодические. Затмения Солнца и Луны – самые удобные ориентиры, но их редкость делает их неприменимыми в периодической навигации, по ним замеряли в основном долготу точек на суше. Так, например, проходило картографирование Испанского Нового Света: все местные колониальные администраторы заблаговременно получили из Мадрида одинаковые солнечные часы и указание замерить точное положение тени гномона в день затмения. Собранные координаты были переданы в Мадрид, где их обработали. Точность таких коллективных замеров была невысока, некоторые наблюдатели сделали ошибки в 2–5 градусов долготы.

Намного чаще можно наблюдать затмения спутников Юпитера. Галилей, открывший их и очень быстро понявший, что перед ним – естественные небесные часы, даже разработал для этой цели целатон – кронштейн для крепления телескопа к голове наблюдателя. Но все попытки увидеть их с борта корабля даже в ясную погоду успеха не имели. Зато этот метод был успешно использован на суше. Его применяли Джованни Кассини и Жан Пикар для картографирования Франции в 1670-х годах. В результате уточненной съемки территория Франции сократилась на новых картах настолько, что Королю-Солнце приписывается высказывание «Астрономы отняли у меня больше земель, чем все враги, вместе взятые».

Начиная с XVI века стали делаться попытки рассчитать или тщательно описать взаимное положение Луны, Солнца и ключевых навигационных звезд. Этот метод «лунных расстояний» предполагал определение угла между Луной и другими небесными телами в так называемые «морские сумерки» (перед рассветом и сразу после заката, когда одновременно видны и звезды, и горизонт). Но в начале XVIII века точность этого метода была еще слишком низкой, с ошибкой в 2–3 градуса долготы. Именно с попыткой улучшить расчет лунной орбиты, чтобы корректировать таблицы для навигаторов, связана постановка «проблемы трех тел» (Солнца, Земли и Луны), которая, как показали Г. Брунс и А. Пуанкаре в конце XIX века, не имеет аналитического решения в общем виде.

Наблюдения с помощью поперечного жезла, используемые для определения лунных расстояний и измерения высот

Наконец, всемирное время можно и просто посмотреть на часах, синхронизированных с ним. Но для этого часы должны не терять точности хода в условиях качки, изменений гравитационного и магнитного поля Земли, высокой влажности и скачков температуры. Даже на неподвижной суше эта задача была сложна, и лучшие умы XVII века прилагали значительные усилия к созданию качественных часов.

К началу XVIII века появились стационарные башенные часы с маятниками, ошибавшиеся примерно на 15 секунд в сутки. Их разработка стала возможной благодаря исследованиям Галилео Галилея, обнаружившего, что колебания маятника неизменны по времени (1601). В 1637 году почти слепой Галилей разработал первый спусковой механизм (устройство для качания маятника), и в 1640-х годах его сын пытался создать часы с маятником по наброскам отца, но безуспешно.

Первые работоспособные и для своего времени очень точные часы с маятником создал в 1656 году Христиан Гюйгенс, который, возможно, знал об экспериментах Галилея-младшего от отца, голландского политика, принимавшего участие в переговорах с Галилеем-младшим (Гиндикин С.Г. Математические и механические задачи в работах Гюйгенса о маятниковых часах. Природа, №12, 1979). Гюйгенс же впервые описал и обосновал изохронную кривую, по которой маятник будет двигаться с постоянной скоростью, и добавил в часы контроллер маятника на ее основе. Принципиальную схему и математическое обоснование для часов с маятником Гюйгенс дал в трактате 1673 года «Horologium Oscillatorium: sive de motu pendulorum ad horologia aptato demostrationes geometricae» (лат. «Маятниковые часы, или Геометрические демонстрации движения маятника для часовых нужд»). Через некоторое время в конструкции часов появляется анкерная вилка, цель которой – ограничивать колебания маятника малым углом, так как на больших углах свойство изохронности прямого маятника исчезает. Создание анкерной вилки ранее часто приписывалось Роберту Гуку или часовых дел мастеру Джорджу Грэму, сейчас приоритет отдают астроному и часовщику Ричарду Таунли, создавшему первые часы с анкером в 1676 году.

Христиан Гюйгенс

Одновременно произошел прорыв и в создании пружинных часов. Знаменитые исследования пружин Гука имели своей практической целью именно улучшить часовые механизмы. Пружина применяется в балансирах, контролирующих точность хода в часах без маятников; и считается, что первый балансир был изготовлен именно Гуком около 1657 года. В 1670-е годы Гюйгенс изготовил балансир современного типа со спиральной пружиной, давший возможность создавать карманные часы (Headrick, Michael. Origin and Evolution of the Anchor Clock Escapement. Control Systems magazine, Inst. of Electrical and Electronic Engineers. 22 (2), 2002).

В конце XVIII века изготовленные ранее механические часы стали массово снабжать маятниками. Маятник обеспечивал точность хода значительно выше, чем у пружинных часов, но мог работать только на ровной поверхности и в помещении. Для дальних путешествий маятник был не пригоден, так как на его длину влияют влажность и температура, а качка сбивает частоту его колебаний. Это стало ясно в первых же морских испытаниях 1660-х годов. И даже в идеальных условиях перемещение часов должно учитывать, что частота колебаний маятника постоянной длины по мере приближения к экватору падает – это явление обнаружил французский астроном Жан Рише, помощник Кассини, в 1673 году в Гайане.

Вот этот комплекс проблем и привел к тому, что в 1714 году парламент Британии принял закон о собственных наградах за открытие методов определения долготы. По рекомендации Исаака Ньютона и Эдмунда Галлея парламент назначил награду 10 тысяч фунтов за точность 1 градус, 15 тысяч фунтов за точность 40 угловых минут и 20 тысяч фунтов за точность 30 угловых минут. Для определения победителей парламент учредил Комиссию по определению долготы на море, или, как ее чаще сокращенно именуют, Комиссию долготы.

Первые годы деятельности британской программы были не особенно успешными. Размер первой премии произвел в обществе сенсацию, и основной состав претендентов на премию включал мошенников и прожектеров, некоторые из которых отличились и во время бума «Южных морей» 1720 года. Лишь немногие проекты исходили от опытных ученых, механиков и инженеров и продвигали понимание проблемы и решение задачи. Процедуру работы комиссии и порядок присуждения премии закон не оформил, и соискатели осаждали членов комиссии поодиночке по мере своих связей – кто лордов адмиралтейства, кто королевского астронома и первого главу Гринвичской обсерватории Джон Флэмстида, кто Ньютона. Члены комиссии либо прогоняли просителей, либо детально рецензировали их работы с рекомендациями по доработке и смене направления поисков, но в первые десятилетия наград не предложили никому и, по-видимому, даже не собирались на заседания.

Задача выглядела настолько недостижимой, что «искатели долготы» стали предметом насмешек. Джонатан Свифт упомянул «долготу» наряду с «вечным двигателем» и «панацеей» в «Путешествиях Гулливера» (1730), а Уильям Хогарт изобразил в графической новелле «Путь повесы» (1732) безумца, рисующего на стене в Бедламе, знаменитом лондонском доме умалишенных, проекты изыскания долготы. Некоторые исследователи считают, что политик и сатирик Джон Арбетнот сочинил целую книгу «Изучение долготы» («The Longitude Examin'd», конец 1714), где якобы всерьез описал проект «вакуумного хронометра» от лица некоего «Джереми Такера» (Rogers, Pat. Longitude forged. How an eighteenth-century hoax has taken in Dava Sobel and other historians. The Times Literary Supplement. November 12, 2008). Интересно, что, даже если эта книга – сатира, она не только показывает глубокое знание механики и часового дела, но и впервые в истории создала термин «хронометр».

Самым известным «искателем долготы» раннего периода был тем не менее достаточно серьезный ученый – Уильям Уистон (1667–1752), младший современник, коллега и популяризатор Ньютона. Он сменил Ньютона в качестве главы Лукасовой кафедры в Кембридже, лишился ее из-за того, что начал открыто защищать религиозные взгляды, близкие к арианству (чего Ньютон, близкий к нему по взглядам, благоразумно не делал), и из-за этой же «ереси» его не приняли в Королевское общество. После изгнания из Кембриджа Уистон переключился на деятельность по популяризации науки, начав читать в Лондоне публичные лекции о новейших научных достижениях. Именно его доклад в начале 1714 года (в соавторстве с Хэмфри Диттоном) стал толчком к принятию закона о долготе.

Долготный безумец. Деталь картины Хогарта из серии «Карьера мота»

Когда награда была объявлена, Уистон стал активно разрабатывать методы определения долготы. В своей деятельности для формирования массовой общественной поддержки он использовал доступные ему новые каналы массовой коммуникации, а именно давал объявления в газетах, развешивал афиши и выступал в кофейнях, в те времена бывшие дискуссионными клубами и общественными переговорными. Примерной аналогией для начала XXI века могут служить социальные сети и сетевые СМИ. Общественное влияние Уистона было так велико, что он удостоился персональной сатиры от Мартинуса Скриблеруса (коллективный сатирический проект А. Поупа, Дж. Свифта и Дж. Арбетнота; в русской литературе его близкий аналог – Козьма Прутков). Один из проектов Уистона описывал корабли, стоящие на якоре в открытом море в точках с известными координатами и регулярно стреляющие в воздух сигнальными ракетами, – именно этот проект и рисовал на стене безумец на картине Хогарта.

Уистон считал наиболее перспективным определение долготы по магнитному склонению (этот метод первым предложил, по-видимому, Эдмунд Галлей). На этой почве Уистон конфликтовал с Ньютоном, через которого он подавал свои проекты и который регулярно требовал от него заняться астрономическими изысканиями вместо магнитных (Эти и другие рецензии Ньютона на проекты по долготе см: Cambridge University Library, Department of Manuscripts and University Archives. MS Add.3972 Papers on Finding the Longitude at Sea). В результате Уистон составил одну из первых карт магнитных склонений (это была карта Южной Англии). В конечном итоге комиссия наградила Уистона поощрительной премией 500 фунтов за создание инструментов для измерения магнитного склонения (1741). Это была тупиковая ветвь исследований: как нам известно сейчас, после столетий наблюдений, магнитное поле Земли меняется очень динамично, и магнитное склонение не может указывать на координаты места.

С 1732 года в деле поиска методов определения долготы постепенно появился абсолютный лидер – Джон Гаррисон (1693–1776), лондонский часовых дел мастер. Гаррисон, механик-самоучка, уже в молодости разработал несколько прорывных инноваций. Он подобрал для часовых подшипников древесину бакаута (гваякового дерева). Бакаут имеет высокую твердость и износостойкость, не реагирует на сырость, при этом еще и выделяет естественную смазку, которая в отличие от часовой смазки XVIII века не меняет свойства в морском воздухе (в XIX–XX веках бакаут прекрасно зарекомендовал себя в подшипниках для гребных винтов). Благодаря подшипникам из бакаута часы Гаррисона идут до сих пор. Гаррисон также создал первый биметаллический маятник в виде параллельных штанг из стали и латуни. Коэффициент температурного расширения этих материалов различается, благодаря чему при повышении или понижении температуры общая длина не изменится. Биметаллический маятник мог перемещаться из умеренных широт в тропики, не меняя частоты колебаний кроме как вследствие изменения гравитационного поля. Гаррисон также разработал оригинальный спусковой «кузнечиковый» механизм (Михаль, Станислав. Часы. От гномона до атомных часов. Пер. с чешского Р.Е. Мельцера. М. 1983). Эти достижения в 1726 году принесли молодому часовщику покровительство Дж. Грэма, который передал ему свой опыт, дал денег на работу и представил его работы Комиссии долготы.

К 1735 году Гаррисон собрал свой первый морской хронометр, который назвал H1 (это современная номенклатура, предложенная реставратором Рупертом Гульдом в 1920-е годы). H1 был выставлен напоказ в мастерской Грэма, где его осматривали члены комиссии, Королевского общества и все желающие. Качество изготовления, сборки и хода были настолько очевидны и высоки, что в 1736 году Гаррисон и H1 пошли в контрольное плавание до Лиссабона на корабле «Центурион». Хотя H1 сперва забарахлил, Гаррисон быстро восстановил его работу, и на обратном пути из Лиссабона измерения Гаррисона позволили «Центуриону» не сесть на скалы у мыса Лизард (Корнуэлл, поблизости от островов Силли). После положительных отчетов капитана и навигаторов «Центуриона» Адмиралтейство потребовало созвать Комиссию долготы и вручить Гаррисону приз. Комиссия собралась впервые за много лет и выдала свой первый за все время работы приз – 250 фунтов с формулировкой «на дальнейшие работы» (Howse, Derek. Britain's Board of Longitude: the finances, 1714–1828. The Mariner's Mirror, Vol. 84, No. 4, November 1998).

C этого момента и до 1760 года Гаррисон стал, по сути, единственным получателем грантов комиссии, которая регулярно собиралась для осмотра его новых моделей и выдавала ему деньги на дальнейшие работы, начиная со второго гранта в 1741 году – по 500 фунтов единовременно (на том же заседании премию получил и Уильям Уистон). C тех пор Гаррисон работал исключительно над хронометрами и предъявлял комиссии претензии, что так загружен работой по грантам, что лишен возможности зарабатывать на жизнь и содержать семью (Confirmed minutes of the Board of Longitude. 4th of June, 1746. Cambridge University Library. RGO 14/5). Возможно, это было характерное для своей эпохи преувеличение, поскольку по итогам этой «слезницы» Гаррисон получил очередной грант 500 фунтов. Вероятно, Гаррисон пополнял свой бюджет, взимая плату за демонстрацию своих изобретений – известно, что Бенджамин Франклин, часто посещавший Лондон, заплатил 10 шиллингов и 6 пенсов (1 фунт = 20 шиллингов = 240 пенсов) за право посмотреть хронометры в мастерской Гаррисона и остался доволен потраченной суммой. Публичная слава Гаррисона была достаточно велика. В эпоху после Ньютона ученые пользовались вниманием и уважением общества, а распространению знаний очень способствовала периодическая печать, дополнявшаяся кофейнями, где сведения передавались из уст в уста, как в современных социальных сетях. В 1749 году Гаррисон стал лауреатом медали Копли, учрежденной Королевским обществом в 1731 году.

Джон Гаррисон

На полученные от комиссии гранты Гаррисон собрал еще три модели хронометров. H2 и H3 содержали новые инновационные решения. Наиболее важные из них – первые сборные подшипники с сепаратором и биметаллический пружинный балансир, компенсировавший скачки температуры. Принципиальная схема подшипника есть еще у Леонардо да Винчи, но до H3 их практическое применение неизвестно. Но прорыв был достигнут на четвертой модели, H4. H4 был изготовлен в форме не настольных часов, а карманной «луковицы», и из-за малого размера использовал не бакаутовые, а алмазные и рубиновые подшипники, но зато получил ремонтуар (механизм подзаводки) и биметаллический балансир по типу H3. H4 шли со скоростью пять колебаний в секунду – намного быстрее, чем любые часы XVIII века. Контролировать медленные колебания было значительно проще стремительных, но Гаррисон специально задумал задать часам частоту колебаний намного выше, чем частота колебаний судна, чтобы нейтрализовать вибрации корпуса и качку, и не ошибся.

В 1761 году, сразу после окончания морской угрозы со стороны Франции в ходе Семилетней войны, H4 ушел в контрольное плавание к Порт-Роялю на Ямайке с сыном Гаррисона Уильямом, также мастером-механиком, на корабле «Дептфорд», H3 остался в мастерской Гаррисона. Накопленная за 81 день ошибка составила около пяти секунд, что означало точность 1,25 минуты – примерно 1 морская миля для этих широт. На обратном пути Уильям точно предсказал появление Мадейры. Восторженный капитан «Дептфорда» пожелал получить такой хронометр, а Гаррисон, которому на тот момент было уже 67 лет, явился в комиссию с прошением выдать ему первую премию за исполнение требований закона 1714 года.

Комиссия отказалась выдавать приз, сославшись на то, что долгота Порт-Рояля может быть известна недостаточно точно, удача может быть случайной, а хронометр чересчур дорог, чтобы быть практичным, то есть пойти в серийное производство. Гаррисон получил награду 1500 фунтов и обещание получить еще 1000 фунтов, если повторное испытание подтвердит его правоту. Гаррисон пришел в ярость и начал публичную кампанию давления на комиссию. Нежелание комиссии платить было связано не только с жадностью и осторожностью, но и с надеждами на то, что альтернативный астрономический метод обеспечит решение задачи менее дорогим способом.

Пока Гаррисон работал над часами, инструменты наблюдения небесных объектов улучшались. В 1731 году профессор астрономии Оксфорда Джон Хэдли (1682–1744), вице-президент Королевского общества, представил на заседании общества квадрант Хэдли (впоследствии получивший название «октант») – инструмент, основанный на совмещении объекта в визоре и другого объекта в отражении в зеркале. Дуга 45 градусов (одна восьмая круга, отсюда название «октант») с использованием зеркал позволяла замерять углы в два раза больше, до 90 градусов. Октант фиксирует угол независимо от движения наблюдателя и сохраняет результат наблюдения и после его прекращения.

В морских испытаниях октанта Хэдли принимал участие Э. Галлей, занявший после Флэмстида пост главы Гринвичской обсерватории. Галлей почему-то не вспомнил, что аналогичный отражательный инструмент в письме к нему описывал около 1698 года Исаак Ньютон – эти документы были найдены в архивах Галлея много лет спустя, вместе с живым описанием, как высокая ученая комиссия на борту корабля боролась с морской болезнью вместо наблюдений.

Джон Хэдли c октантом в руках

Независимо от Хэдли подобный же инструмент создал американец Томас Годфри (1704–1749). Инструмент Хэдли впоследствии с небольшими модификациями превратился в «октант», из которых развились секстанты (со шкалой 60° и углом измерения 120°). Несмотря на все практическое значение инструмента, Хэдли и Годфри премии не получили, но зато улучшенные инструменты позволили найти альтернативу часам.

В 1750-е годы немецкий астроном Тобиас Майер (1723–1762), профессор Геттингенского университета, занимаясь картографией Германии, при помощи Леонарда Эйлера (1707–1783), в это время профессора Берлинского университета, создал особо точные таблицы положения Луны. Эйлер предложил теорию движения Луны, Майер составил на основе этой теории и наблюдений с использованием специального инструмента с кругом обзора 360° лунные таблицы. Узнав о призе, Майер сперва не решался подавать свои таблицы комиссии, думая, что иностранцу откажут сразу, но в конце концов прибег к протекции короля Англии и курфюрста Ганновера Георга II, и в итоге его таблицы попали в Лондон. В 1761 году будущий глава Гринвичской обсерватории Невилл Маскелайн (1732–1811), путешествовавший на остров Святой Елены для наблюдения прохождения Венеры перед солнечным диском, провел испытания метода «лунных дистанций» по таблицам Майера с октантом Хэдли и получил стабильный результат с точностью полтора градуса.

На 1763 год было назначено контрольное плавание через Атлантику из Лондона в Бриджтаун на Барбадосе. В Барбадосе Маскелайн должен был рассчитать контрольную долготу по спутникам Юпитера с твердой земли. Проверялись одновременно H4, таблицы Майера и «морское кресло» Кристофера Ирвина на стабилизирующем трехосном подвесе для наблюдения спутников Юпитера. Кресло, которое его разработчик активно рекламировал через лондонскую прессу, оказалось бесполезным, а хронометр Гаррисона и «лунные таблицы» обеспечили точность до половины градуса. В финальном отчете точность хронометра H4 составила 9,8 морской мили (15 км), или 40 секунд долготы, метод «лунных дистанций» в исполнении Маскелайна и его ассистента Чарльза Грина – около полуградуса.

В 1765 году комиссия собралась на заседание, на котором постановила выдать вдове Майера за таблицы покойного мужа награду 5000 фунтов, Эйлеру – 300 фунтов, а Гаррисону – 10 тысяч фунтов за успех и еще 10 тысяч, когда будет выполнено условие «практичности», то есть стоимость хронометра будет снижена, а технология его изготовления описана так, чтобы другие часовщики могли его воспроизвести. Парламент, который утверждал решения комиссии, урезал вознаграждение за «лунные таблицы» до 3000 фунтов, а из награды Гаррисона вычел 2500 фунтов уже полученных грантов.

Гаррисон считал, что его лишили премии по интригам Маскелейна, который почти одновременно с заседанием комиссии стал новым королевским астрономом и главой Гринвичской обсерватории (это было совпадение, так как предыдущий королевский астроном скоропостижно умер). В этой должности Маскелейн стал членом комиссии и главой подкомиссии по госприемке технологии хронометров. Модели часов с чертежами и пояснениями Гаррисона были переданы в Гринвич, где их еще 10 месяцев тестировали Маскелейн и представители Адмиралтейства. По итогам тестов Маскелейн высказал сомнения, что хронометр дает стабильные результаты и может применяться в серийной версии без параллельного применения «лунных таблиц».

Сам Маскелейн в это время с командой астрономов Гринвича готовил к изданию первый «Альманах моряка» («Nautical Almanac»), содержавший сводные таблицы положений Солнца, Луны, планет и «навигационных звезд» для данной долготы и широты и соответствующие им значения времени на нулевом меридиане на каждый день года. Первое издание «Альманаха» вышло в 1767 году.

Первый хронометр, созданный в 1735 году

Гаррисон, который был уверен, что Маскелейн специально топит его изобретение, чтобы дать преимущество астрономическим методам, пошел искать справедливости к молодому королю Георгу III. Монарх, получивший хорошее научное образование, забрал хронометр H5 на испытания себе и лично заводил его ежедневно в течение полугода. По итогам этих испытаний Георг III предложил Гаррисону войти с петицией прямо в парламент, минуя Комиссию долготы, и потребовать свой первый приз, а если парламент откажет, то он, король, лично торжественно явится в парламент и с трона потребует того же. Парламент упирался еще несколько лет и в итоге в 1773 году выдал Гаррисону последнюю награду 8750 фунтов (за вычетом расходов и затрат на материалы).

Результатом деятельности Комиссии долготы стали:

– практичный и эффективный морской хронометр;

– надежный астрономический метод и инструментарий для него;

– качественный рывок в деле улучшения навигации;

– так никому и не выданный первый приз.

Комиссия долготы работала до 1828 года, совмещая функции грантовой организации и научного центра, и выдала еще ряд премий и грантов, включая награду 5000 фунтов полярному исследователю У. Парри, достигшему в начале XIX века 82,45° северной широты в полярной Канаде.

Обобщая этот краткий очерк, следует еще раз обратить внимание на то, что решение проблемы долготы не было достигнуто одним или даже несколькими прорывами, оно создавалось долго, тяжело, из большого количества шагов, каждый из которых был значительным достижением в своей области. Даже после того, как хронометр Гаррисона и метод Майера – Эйлера пошли из опытов в навигационную практику, методы навигации и картографии продолжали совершенствоваться.

Передовая роль науки Британии в решении задач навигации не только помогла ей завоевать и удержать статус «владычицы морей» (ранний националистический марш «Правь, Британия, морями» был сложен в 1740–1745 годах), но и утвердить Гринвич как нулевой меридиан, в первую очередь качеством морских альманахов Маскелейна и его последователей. Международная меридианная конференция 1884 года в Вашингтоне приняла Гринвичский меридиан за нулевой, что положило начало созданию системы всеобщего поясного времени. До этой даты разнобой в локальном времени разных стран и даже городов был таков, что это создавало серьезные проблемы, например для железнодорожных расписаний. Последней страной, которая перешла на координаты по Гринвичу, была Франция (1911), а унификация счета времени не завершена и по сей день, что хорошо знакомо и жителям России по меняющейся политике летнего времени.

Британские хронометры также считались эталоном качества у моряков всех стран как минимум до середины XIX века. Но хотя счет долгот по хронометру и был быстрее и точнее счета по «лунным дистанциям», морские альманахи удерживали позиции весь XIX век. Хронометры были далеко не на всех кораблях еще в середине XIX века из-за своей дороговизны. К тому же моряки очень быстро разобрались, что хронометров на судне должно было быть не меньше трех, чтобы можно было обнаруживать и устранять ошибки в их показаниях. Если из трех хронометров два показывают одно и то же время, ясно и то, что ошибается третий, и то, на сколько он ошибается (это первый известный пример тройной модульной избыточности). Но даже и в этом случае показания хронометров сверялись с астрономическими данными. «…Почтенный Степан Ильич торопливо допивает свой третий стакан, докуривает вторую толстую папиросу и идет с секстаном наверх брать высоты солнца, чтобы определить долготу места» – так К. Станюкович описал работу флотского штурмана в начале 1860-х годов, притом что корабль был оснащен несколькими хронометрами.

К началу XX века хронометры достигли точности 0,1 секунды в день, сделать это позволили открытия в металлургии и материаловедении. В 1896 году Шарль Гийом создал железно-никелевые сплавы, с минимальными коэффициентами температурного расширения (инвар) и термоэластичности (элинвар), которые были подобраны так, чтобы в паре компенсировать друг друга. Так появился качественный материал для пружины и колесика балансира (в 1920 году Гийом получил за эти работы Нобелевскую премию по физике). Современные аналоги инвара и элинвара включают также бериллий.

С изобретением радио наземные радиостанции стали передавать свои координаты. К началу Первой мировой войны необходимость в методе лунной дистанции отпала, а хронометраж стал дополнительно контрольным методом. Одновременно был найден новый, более качественный гармонический осциллятор, нежели маятник или пружинный балансир. В 1880 году Пьер и Жак Кюри открыли пьезоэлектрические свойства кварца, а в 1921 году Уолтер Кади разработал первый кварцевый резонатор. Так появился технологический фундамент для создания кварцевых часов, которые изначально применялись как источники сигналов точного времени, а с 1960-х годов стали массовыми приборами. Морские хронометры стали вытесняться электронными часами.

С началом космической эры навигационное дело сделало следующий шаг. Интересно, что принципиальная схема спутниковой навигации в основе ничем не отличается от предложения Уистона размещать в море стационарные корабли, по сигналам которых мореплаватели будут определять свои координаты – это спутники, транслирующие свои координаты и всемирное время приемникам сигналов на Земле. Технологии XX века позволили осуществить на новом уровне планы XVIII века. C 1972 по 1990 год была создана орбитальная группировка навигационных спутников GPS, которая в 1992 году была открыта для гражданского использования. С 2011 года советско-российский ГЛОНАСС вышел на проектную мощность, и готовятся к запуску еще две системы, европейская (Galileo) и китайская («Бэйдоу»). Предельная точность этих систем исчисляется метрами. Спутники используются также в нескольких современных геодезических системах, крупнейшая из которых, французская DORIS, имеет сантиметровую точность. Смартфоны 2010-х годов стали включать в себя несложные навигационные системы с привязкой к спутникам с точностью от 8 до 32 метров и функцию автоматической синхронизации времени по сигналам сотовых операторов и интернет-ресурсам «атомного времени».

Тем не менее расчет координат «по Луне» лишь в XX веке стали исключать из программ подготовки мореходов, а морские альманахи издаются до сих пор. Это вполне уместная подстраховка. Если на судне откажет электрика, то моряк не должен лишиться средств навигации. Но и не умея обращаться с секстантом и альманахом, мореход (да и любой, кто дочитал эту статью) сможет определить свои координаты с точностью в доли градуса, используя ручные часы и тень от любого вертикального предмета. Технологический прогресс последних столетий сделал возможным носить на руке если не хронометр, то достаточно близкое его подобие.

4

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/55119
13 августа, 17:14

Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

В традиционной историографии раннее европейское Средневековье называют «Темные века». Этот термин родом из полемических памфлетов Петрарки (первым мнение о том, что термин «Темные века» восходит к полемике Петрарки, высказал классик исторической науки Теодор Моммзен); он прижился в XVIII–XIX веках, когда средневековье воспринимали как тьму невежества и мракобесия, а свое время как свет просвещения и прогресса. Смотреть так на раннее Средневековье Европы было бы неверно, но в течение нескольких веков современная западная Европа находилась на грани физического выживания и поддерживать уровень процветания римской эпохи просто не могла. Где нет ресурсов, не стоит ждать расцвета наук и письменной культуры.

Нам неизвестны точные причины, повлекшие за собой упадок цивилизации Древнего Рима. На поверхности событий – триста лет почти постоянных гражданских войн, переворотов и нашествий извне. Римская империя пережила полвека военных диктатур (235–275), разделение власти между четырьмя полунезависимыми императорами и в итоге – перенос центра власти на восток в Константинополь (Византий) и создание на месте западной части империи «варварских королевств». Специально цивилизацию Рима никто не разорял: покорители Рима были давно романизированы. Да и сами «римляне» к тому времени были представителями всех народов мира – уроженцы Рима перестали править Вечным городом уже в конце I века н.э. Варварские короли считали себя продолжателями римской цивилизации и берегли ее, как умели. Правление готского короля Теодориха (493–526) иногда даже называют «остготским возрождением», но это возрождение было прервано изнурительной войной Византии и готов за Италию. Территории, которые достались Византии, были опустошены.

Чем дольше тянулись войны, тем в больший упадок приходила торговля и мирное перемещение людей, рос ссудный процент – и так немалый; в период расцвета империи процентные ставки составляли 12% и повышались с шагом 1% в месяц (Письма Плиния Младшего, письмо 54). Одновременно шло изменение климата, которое особенно жестко ударило по западной части империи – археологические исследования показывают, что в Галлии площадь сельскохозяйственных угодий сокращалась, а дендрохронология указывает на похолодание (Michael McCormick et al. Climate Change during and after the Roman Empire: Reconstructing the Past from Scientific and Historical Evidence (PDF). Journal of Interdisciplinary History (Autumn 2012); Bianchi GG, McCave IN; McCave, Holocene periodicity in North Atlantic climate and deep-ocean flow south of Iceland, Nature 397 (6719) (February 1999): 515–7). Возможно, это и стало одной из причин, почему именно Западная Европа пришла в такой упадок, в то время как Византия продолжала оставаться центром цивилизации.

Последний удар по всей европейской и средиземноморской цивилизации почти одновременно нанесли вулканы и болезни. В 535–536 годах в Северном полушарии стояли аномально холодная погода и смог, причиной которых стало извержение вулкана то ли в Илопанго (совр. Сальвадор), то ли где-то в Исландии, а возможно, сразу два (Sigl et al. Timing and climate forcing of volcanic eruptions for the past 2,500 years. Nature, 08–07–2015). Прежде чем Европа успела оправиться от четырехлетнего голода (535–539), в 541–542 годах по миру прошла «чума Юстиниана» – первая волна истребительной эпидемии Yersinia pestis (вторая волна этой болезни, в 1347 году, сократила население Европы в 2–5 раз и осталась в истории как «черная смерть»). Yersinia pestis (чумная палочка) вызывает три формы чумы почти со стопроцентной смертностью, а лечат от нее лишь современные антибиотики.

Томас Коул. Путь Империи. Разрушение

«Римский мир», а с ним торговля и мирное передвижение людей, был уничтожен. А через столетие в средиземноморском мире стала возникать новая гегемония – ислам. Мухаммед при своей жизни подчинил только Аравию. Его соратники-«рашиды» («четыре праведных халифа») и их наследники, династия Омейядов, постепенно справились с сасанидской Персией, правителями Средней Азии, долин Инда и Ганга, Северной Африки от Египта до Марокко (по-арабски «Магриб» – «запад») и вестготскими королями Испании (по-арабски «Аль-Андалус» – «Вандалия», отсюда совр. «Андалусия»). Но Византия (по-арабски «Рум» – «Рим») и франкские Каролинги («франками» мусульмане долгое время называли любых европейцев-христиан) оказались серьезными противниками, и в Европе и Передней Азии возникло примерное равновесие сил.

Халифат не следует считать мировой империей или результатом победоносного шествия арабов под зеленым знаменем Пророка. На территории ислама (дар-уль-ислам) было много правителей, которые конфликтовали друг с другом. Первый такой конфликт расколол мусульман на шиитов и суннитов и привел к власти суннитскую династию Омейядов (т.н. первая фитна 656–661 годов), династия Аббасидов также пришла к власти в ходе суровых внутренних конфликтов. В X веке за титул халифа соперничали сразу три правителя – Аббасиды в Багдаде, Фатимиды в Каире и Омейяды в Кордове. К началу крестовых походов значительные территории изначального халифата контролировались правителями-тюрками (Сельджукский султанат, Хорезмское государство), а Египтом c 1174 года правили курды, первым из которых был прославленный рыцарь Саладин (Юсуф ибн Айюб Салах ад-Дин).

Исламское завоевание состояло из периодических походов, перемежавшихся долгими периодами мира, в ходе которых местное население покоренных стран постепенно исламизировалось. Принято считать, что это был в основном мирный процесс: ранний ислам предусматривал распространение «на острие меча» для «язычников», а местное христианское население считалось «людьми Книги» (ахль аль-Китаб) и пользовалось веротерпимостью, в ислам же христиане переходили добровольно, кто затем, чтобы не платить подати «харадж» и «джизья», а кто и будучи обращен проповедью ислама (Кардини, Франко. Европа и ислам: история непонимания. СПб., Александрия, 2007).

Ислам дал покоренным народам и землям новый lingua franca – язык Корана, арабский язык и письменность. Общий язык и общая вера стали основой распространения уммы – единой мусульманской общины (шииты и сунниты до Нового времени были в основном политическими течениями, возводившими себя к разным наследникам халифата, их богословские различия были малы). Арабы только дали толчок процессу распространения уммы. Исламская цивилизация включала в себя уроженцев всех народов, которых объединила общая вера, общий язык и общий культурный багаж, – арабов, персов, сирийцев, курдов, тюрок, берберов, вестготов, – и на этой почве начался период, который в XIX веке историография назвала «золотым веком ислама». Его принято отсчитывать с правления халифа Харуна ар-Рашида (786) и завершать монгольским разорением Багдада (1268). В течение этого времени именно исламский мир был лидером в науке и инновациях в Западной Евразии (одновременно шло Сунское возрождение в Китае).

Почти утратив собственные науки и технологии, Европа получила их назад от арабов. О том, насколько значим «золотой век» для прогресса знаний и технологий, можно судить по тому, что арабские термины с тех пор насыщают многие отрасли знания. Слово «алхимия» – заимствование из арабского. Арабские имена носят множество звезд (Аль-Таир – Летящий; Аль-Дабаран – Последователь; Яд-аль-Джуза, она же Бетельгейзе – Рука близнецов; Фом-аль-Гаут – Рот кита), астрономические термины «азимут» и приборы «алидада», «альмукантара». Целый раздел математики получил имя по трактату Мухаммеда аль-Хорезми «Китаб аль-Джебр ва-ль Мукабаля» («Краткая книга восполнения и противопоставления») – «алгебра».

Практически все интеллектуальные лидеры «золотого века» также вошли в историю с двумя именами – собственным арабским и его латинизированной формой. Европа, где всеобщим языком была латынь, читала арабские трактаты на латыни. Отец алхимии Джабир ибн Хайан (Гебер), алхимик и медик Абу Бакр Мухаммед ар-Рази (Разес), философ и математик, создатель «арабских цифр» и криптографии Абу Юсуф аль-Кинди (Киндес), первый оптик мира Абу Али Хасан аль-Хайсам (Альхазен), открывший инфекционные болезни гениальный медик Абу Али Хасан ибн Сина (Авиценна) – этот список насчитывает десятки имен, а имя создателя алгебры аль-Хорезми превратилось в термин «алгоритм». Как и греко-римские мыслители, арабские интеллектуалы были полиматами, многие из них имели богословское образование и наряду с деятельностью в одной или нескольких областях знаний были шариатскими судьями (кади) и администраторами. В литературе за ними закрепился термин «хакам» – это слово означает одновременно «судья» и «ученый, мудрец».

Мусульмане с самого начала создания своей собственной научной и интеллектуальной жизни активно и с большим почтением усваивали и перерабатывали греко-римское наследие. Уже первые из дошедших до нас трудов хакамов несут на себе отпечаток знакомства с греческой ученостью. Античную литературу хакамы читали изначально на сирийском и греческом языках. Придворную библиотеку завел еще халиф Харун ар-Рашид. В начале правления его сына Абдаллаха aль-Мамуна интерес к античной литературе у мусульманских ученых достиг такого уровня, что в начале 820-х годов аль-Мамун учредил аналог Александрийской библиотеки – Бейт аль-Хикма (Дом мудрости), который стал центром т.н. Переводческого движения. Там были переведены на арабский почти все сочинения Платона, Аристотеля, Гиппократа, Евклида, Птолемея, Галена и других классиков. «Альмагест» Птолемея аль-Мамун потребовал у Византийской империи по мирному договору как особый трофей, и драгоценную книгу привез лично патриарх Иоанн Грамматик, сам алхимик и астролог (Лемерль П. Первый византийский гуманизм. – СПб.: Свое издательство, 2012). Крупнейшими переводчиками были ассирийские несториане (несторианство – ветвь восточного христианства, восходящая к патриарху-еретику Несторию, бывшая в описываемый период очень массовой к востоку от Византии; в отличие от православных христиан несториане считают, что Божественная и человеческая природы Христа раздельны) Хунайн ибн Исхак (Иоаннит) и его сын Исхак ибн Хунайн, переводили книги и другие видные хакамы.

Интересно, что традиционные исламские богословы резко возражали против перевода «румской мудрости», но персидская аристократия поддержала рецепцию, утверждая, что это возвращение исконного знания персов, которое греки просто захватили, когда Искандер (Александр Македонский) покорил Персидское царство. Один из лидеров «Дома мудрости» аль-Кинди приложил много усилий, чтобы обосновать важность учения Аристотеля для исламского богословия, и в последующем философию Аристотеля развивали и комментировали крупнейшие исламские философы – Абу Наср Мухаммед aль-Фараби (Альфарабий), ибн Сина, Абу аль-Валид ибн Рушд (Аверроэрс), а комментарии ибн Рушда на Аристотеля, в свою очередь, были источником вдохновения для отца католического богословия Фомы Аквинского.

В «Доме мудрости» также переводились тексты на санскрите и, что еще более важно, велись собственные научные исследования по математике, астрономии, механике, географии и многим другим наукам. Это была своеобразная академия наук исламского мира. «Золотой век» характеризовал не только интеллектуальную жизнь Багдада, видные хакамы работали в Кордове, Каире, Дамаске, Исхафане, Бухаре, Самарканде. Мусульмане не только сохраняли научное и технологическое наследие древних – они его энергично развивали.

Византия, не утратившая доступа к античному наследию, не создала и доли того прогресса, который дал исламский мир. Причина этого может быть в разном отношении к учености: для византийцев было важно слово, идея, теория. Византийцы создали множество остроумных богословских учений, помогли разработать письменность для союзных народов (армян, грузин, славян), а их бюрократия была настолько эффективна, что в покоренных мусульманами провинциях Византии делопроизводство еще не один век велось на греческом языке и по византийским правилам. Мусульмане же сочетали любовь к мудрости с практицизмом, который поддерживала необходимость решать задачи большого исламского мира; самые значительные прорывы исламского мира были сделаны в математике, астрономии, медицине, географии, истории. Возможно, что необходимым условием этого была встреча народов, которую сделал возможной халифат. Один из мыслителей «золотого века ислама» сказал: «У арабов – речь, у персов – мысли» (Al-Khalili, Jim. The House of Wisdom: How Arabic Science Saved Ancient Knowledge and Gave Us the Renaissance. Penguin, 2011).

Исламские государства также стали каналом, по которому на Запад шло знание из Индии и Китая, переживавшего в это время собственный подъем наук и искусств (т.н. Сунское возрождение). Наиболее яркий пример этого трансфера технологий даже не «арабские цифры», пришедшие из Индии, а бумага. По легенде в 751 году после битвы на реке Талас (совр. Казахстан) в плен к арабам попали китайские мастера бумажного дела. До этого времени бумага только экспортировалась из Китая, секрет ее тщательно берегли. Но уже в следующем, 752 году бумажная мастерская открылась в Самарканде, а в 794 году визирь Харуна ар-Рашида и политический лидер персидского меньшинства Джафар ибн Яхья аль-Бармак (будущий злодей-визирь Джафар арабских сказок; исторический Джафар Бармакид пал жертвой политической борьбы в халифате) завел бумажное производство в Багдаде. В течение следующего столетия бумажное дело распространилось по всему исламскому миру, позволив сделать книги намного дешевле и легче на вес. В XI веке бумаги было уже столько, что во всех крупных городах были не просто книжные лавки, а целые их ряды, а на рынке в Каире в бумагу заворачивали фрукты (Twede, Diana. The Origins of Paper Based Packaging. Conference on Historical Analysis & Research in Marketing Proceedings, 2005). В христианской Европе первое бумажное производство возникло, вероятно, на рубеже X–XI веков в герцогстве Амальфи (Южная Италия), которое тогда было главной точкой морской торговли с исламскими странами; произведенная по традиционной технологии «амальфийская бумага» до сих пор является одной из национальных традиций Италии. Бумажное производство в Испании досталось христианам в ходе Реконкисты.

Европа не утратила свои тексты полностью – в папской библиотеке Рима и монастырях были оставшиеся от римлян собрания. Но желающих их читать было мало, да и знающих латынь было немного, а древнегреческий был и вовсе утрачен. Единственным античным текстом, доступным латиноязычной Европе, были «Категории» Аристотеля в переводе Боэция.

Первый мостик к арабской учености проложил монах Герберт Орильякский, впоследствии папа Сильвестр II (946–1003) – он изучал математику и астрономию по арабским книгам, первым познакомил Запад с арабскими цифрами и абаком (счетами). Это были настолько экзотические занятия, что после смерти о папе Сильвестре рассказывали легенды – он-де продал душу дьяволу, научился у арабов колдовству и имел книгу заклинаний (именно труды «чернокнижника Герберта Аврилакского» в романе «Мастер и Маргарита» якобы прибыл искать в Москву Воланд).

В 1085 году король Леона и Кастилии Альфонсо VI Смелый в ходе Реконкисты покорил небольшой эмират (тайфу) со столицей в Толедо. Так под контролем христиан оказалась бывшая столица вестготов, ставшая при мусульманах одним из крупнейших центров учености. В следующем веке архиепископ Раймунд начал собирать в Толедо переводчиков с арабского на латинский. Звездой толедской школы переводчиков с 1167 года стал монах Герард Кремонский – он изучил арабский язык с помощью толедских евреев и перевел на латынь с арабского почти 90 книг, включая «Альмагест», почти весь «корпус Аристотеля», «Начала» Евклида, «Измерение круга» Архимеда, «Китаб аль-Джебр», «Канон» Авиценны… Вслед за Толедо переводы с арабского начали делать и клирики Германии, Англии, Фландрии.

Одновременно с этим цивилизационный обмен пошел через другой канал – крестовые походы. Когда европейские рыцари создали так называемые латинские королевства, это привело к тому, что движение людей и товаров через Средиземное море многократно увеличилось и две цивилизации начали знакомиться с жизнью и обычаями друг друга. Ближний Восток не был в состоянии перманентной войны – мир длился намного дольше, и рыцари-крестоносцы стали осваивать исламскую кухню, медицину и мытье в бане. Как показывают современные исследования, осведомленность увеличивает толерантность; чем лучше европейцы понимали мусульман, тем легче им было принимать от них их достижения.

Этот поток знаний шел с исламского Востока на Европу в течение XII – начала XIII века. В 1268 году монгольский хан Хулагу разрушил Багдад и уничтожил Дом мудрости (очевидцы поэтично писали: «Тигр тек красный от крови хакамов и черный от смытых чернил»). Арабскую ученость это не остановило – впереди у исламского мира были и географ Абу Абдаллах ибн Батутта (1304–1369), и гениальный историк Абдурахман ибн Халдун (1332–1406), и хан-звездочет Улугбек (1394–1449). Латинские королевства на Ближнем Востоке сокращались в размере, пока к концу XIII века не пали совсем. Но к этому времени европейцы уже освоили полученный багаж знаний и получили доступ к греческим текстам.

Падение Константинополя и создание на месте Византии недолговечной Латинской империи привело к тому, что в руки «франков» попала колоссальная библиотека текстов на греческом, а греческие ученые массово переехали от бедствий войны в Западную Европу, прежде всего в близлежащую Италию. Ученый доминиканец Вильгельм Мербекский (1235–1286), в чье распоряжение попали эти манускрипты, с 1253 года начал переводить Аристотеля и других великих греков уже с греческого – благодаря чему европейцы познакомились с «Политикой», которой на арабском не было. Работа Вильгельма Мербекского завершила возвращение античного наследия в Европу. А греческие мудрецы, знатоки поэзии, литературы и права, дали толчок процессу, который получил имя Ренессанс.

Но здесь интеллектуальные пути исламского и христианского мира снова расходятся, и дальнейшие события – тема для новых очерков.

22

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/60820
5 декабря, 09:03

Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

В 1935 году немецкий научный журнал Naturwissenshaften издательства «Шпрингер» опубликовал статью физика Эрвина Шредингера, в которой он критиковал «копенгагенскую интерпретацию» квантовой механики, созданную в 1926 году Нильсом Бором и Вернером фон Гейзенбергом на основе «принципа неопределенности» Гейзенберга. Шредингер видел проблему в том, что, в то время как объекты микромира можно считать существующими и несуществующими одновременно, для объектов макромира это нонсенс. Иллюстрируя это, Шредингер создал популярную метафору «кота Шредингера» – о коте в ящике, который не жив и не мертв одновременно, пока ящик закрыт (Schrödinger, Erwin. Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik. Naturwissenschaften 23 (49) November 1935). В дальнейшем «кота Шредингера» интерпретировали в том числе как возможность существования вероятностных реальностей, которые все присутствуют в «ящике» будущего, пока какое-то событие не «открывает ящик» – направляет будущее в определенном направлении, делая другие невозможными.

В истории изредка бывают события, которые заставляют задуматься: как бы выглядела мировая история, если б эти события не произошли? По большей части это не известные всем по школьному курсу наук хрестоматийные происшествия. Открытие Америки состоялось бы в конце XV века и без Колумба, а «яблоко Ньютона» малозначимо на фоне общего развития натурфилософии XVII века. Но если предположить, что Фукс и Гутенберг не начали бы судебный процесс, который раскрыл всей Европе технологию книгопечатания, выросло бы книгоиздание в XV веке на несколько порядков или нет, со всеми последствиями этого события в виде Реформации и создания европейских наций? Здесь уже возникает возможность для спекуляции.

В европейской истории XX века также есть событие, без которого она могла бы пойти по совершенно другому пути, – это бегство физика Лизы Мейтнер (1878–1968) из нацистской Германии 12–13 июля 1938 года (основным источником биографических сведений для этого очерка являются научные биографии Лизы Мейтнер: Sime, Ruth Lewin. Lise Meitner: A Life in Physics. Berkeley: University of California Press, 1996 и Rife, Patricia. Lise Meitner and the Dawn of the Nuclear Age. Birkhäuser,Boston, Basel, Berlin, 2007).

Биография Лизы Мейтнер до преклонных лет не была богата на драматические события. Она преодолевала сложности на своем пути к карьере в физике, но это были рутинные сложности, связанные с общей дискриминацией женщин в науке и образовании. Женская городская гимназия, где училась Лиза Мейтнер, готовила девочек к семейной и светской жизни и давала только азы точных наук и не давала права на получение аттестата. Лиза Мейтнер мечтала о большем. Ее отец, юрист и гроссмейстер-шахматист Филипп Мейтнер (автор классической партии, известной как «бесконечная ничья Хампе-Мейтнера»), поддерживал ее стремление к образованию в меру возможностей, не столько материально, сколько морально.

Отношение к образованным женщинам как к неженственным и антисоциальным «синим чулкам» было более-менее типичным для всей Европы XIX века, и женское образование развивалось сложно и медленно. Средняя школа была общей только на своем массовом «народном» уровне, но даже там, где оно было разрешено или терпимо, девочек дискриминировали на практике. Картина Альберта Анкера «Средняя сельская школа, 1848 год», написанная по воспоминаниям автора, отражает характерную рассадку: девочки сидят отдельно от мальчиков по краям класса, и их намного меньше, а учитель обращается только к мальчикам, – причем это школа Швейцарии, где отношение к женскому образованию было намного либеральнее, чем в соседних Германии и Австрии (Anker, Albert. Die Dorfschule von 1848. Kunstmuseum Basel, 1896.). Чем более элитарной была школьная система, тем строже была сегрегация.

Доступ женщин к высшему образованию в отдельных странах Европы стал открываться только с 1860-х годов изначально как вольнослушательницам. Ситуация была несколько легче только в медицине – не только потому, что после Крымской войны женщины хорошо зарекомендовали себя, но и оттого, что в викторианскую эпоху мужчина не должен был трогать женщину даже в кабинете врача. Получать диплом университета женщинам разрешили только в 1880-х в Англии, затем во Франции; в Германии запрет для женщин быть студентками очной формы обучения был отменен лишь в 1901 году. В ряде стран, в том числе Российской и Австрийской империях, женщины долгое время могли посещать только высшие учебные заведения для женщин. В России с 1880-х годов действовали курсы Герье и Бестужева. А, например, в США университеты Лиги плюща были сегрегированы вплоть до начала 1970-х годов, и, возможно, если б не волна молодежных протестов 1960-х, оставались бы сегрегированными и еще дольше.

Большевики, вводя в 1918 году равный доступ к образованию, были на переднем крае социального прогресса, и весьма символично, что в 1943 году в ходе политики «сталинского неоампира» раздельное обучение в средних школах было восстановлено (до 1954 года; отменено по причине полной бесполезности). Высшее женское образование частично дискриминировалось в СССР вплоть до 1990-х годов, когда существовавшие на уровне «Правил поступления в вузы» запреты и квоты на обучение в МГИМО и других учебных заведениях внешнеполитического назначения отменили.

Что же до автора этих строк, то он продолжает видеть дискриминацию женщин в науке вокруг себя и сейчас, в конце 2015 года. Его студентка-дипломница в 14 лет получила в школе совет: «Ты девочка, тебе нужно идти не в математический класс, а в класс экономики или иностранного языка». Другая его студентка выпускного курса сообщила, что сталкивалась с пренебрежительным скепсисом к себе как к женщине уже во время обучения в МФТИ. Вредные предрассудки и привычки бывают весьма живучи.

В 1901 году Лиза Мейтнер получила аттестат зрелости (нем.-лат. Matura) в старейшей Академической гимназии Вены, которую она окончила экстерном, и стала посещать занятия в Венском университете. Венский университет этой эпохи известен как дом «Венского кружка», школы философии «логического эмпиризма» и «австрийской экономической школы». Но до Первой мировой войны в Вене сформировалась очень сильная локальная математическая школа, которая сыграла огромную роль в становлении и этих последующих научных школ, и физики XX века. Почему математическое образование именно там и тогда было так востребовано и достигло такого совершенства, пока недостаточно изученная тема. Одним из крупнейших венских физиков-математиков этой эпохи был создатель молекулярной кинетики и статистической механики Людвиг Больцман (1844–1906), у которого в последние годы его жизни училась Лиза Мейтнер и у которого она почерпнула интерес к атомной физике.

Немалая доля австрийских математиков и физиков была по происхождению евреями (Bergmann, Birgit. Transcending Tradition: Jewish Mathematicians in German Speaking Academic Culture. Springer Science & Business Media, Oct 22, 2012). В какой мере интерес евреев к математике был обусловлен культурной традицией, а в какой был символом разрыва с ней, тоже еще предстоит выяснить, поскольку к концу XIX века австрийские евреи были более эмансипированы и интегрированы в светское общество, чем где бы то ни было в Европе (за исключением, возможно, Германии). Традицию религиозной терпимости в Австрии заложил еще император Иосиф II Добрый («Указ о толерантности» 1782 года), и Вена была многонациональным городом со значительной общиной этнических евреев, многие из которых принимали христианство. Этническое происхождение и вероисповедание с каждым десятилетием значило все меньше и меньше, и его бы не стоило упоминать, если бы в будущем происхождение ученых-физиков не сыграло кардинальную роль в создании ядерного оружия.

Получив в 1905 году докторскую степень по физике, Лиза Мейтнер уехала в Берлин, где сперва посещала лекции Макса Планка, а затем стала его ассистенткой. В лаборатории Планка она познакомилась с химиком Отто Ханом (1879–1968), и это знакомство стало началом многолетнего научного сотрудничества. Мейтнер и Хан изучали сперва радиоактивность, затем начали работать над выделением изотопов и с 1912 года работали совместно в Берлине в только что основанном Институте кайзера Вильгельма (ИКВ). В 1917 году Хан и Мейтнер открыли первый изотоп протактиния, предсказанного еще в 1871 году Д.И. Менделеевым как «эка-тантал». Хан был одним из лучших специалистов по разделению изотопов, Мейтнер давала теоретическое объяснение обнаруженным им явлениям.

Физик, изучающий атомы, был еще нечастым явлением в начале XX века. Химики оперировали концепцией атома уже несколько десятилетий, но в физике атомы считались философской абстракцией «предела делимости» материи, счетной единицей, в лучшем случае просто удобной гипотезой. Поскольку атомы было невозможно наблюдать, многие физики – в том числе такие видные, как Эрнст Мах, – отказывалось признавать их материальную реальность. Генрих Герц считал атомы «картинками», образами; Эрнст Мах – волновыми явлениями, а Уильям Томсон-Кельвин рассматривал атомы как «вихри эфира». Хотя Джозеф Томсон еще в 1899 году показал, что катодные лучи (поток электронов) имеют корпускулярную природу и отрицательный заряд, и предложил модель атома «пудинг с изюмом», но новые представления приживались трудно и постоянно оспаривались. В 1904 году на конгрессе в Сент-Луисе Л. Больцмана, одного из самых последовательных физиков-атомистов, не пустили на секцию физики как «философа», направив его в секцию «прикладная математика». Эта травля, по распространенному мнению, стала причиной того, что Больцман через два года покончил самоубийством. Лиза Мейтнер впоследствии вспоминала, что на лекциях 1902–1905 годов Больцман упоминал и свою убежденность в существовании атомов, и «философские» претензии к своим взглядам.

Всего через три года после самоубийства Больцмана Эрнст Резерфорд и его ученики Ганс Гейгер и Эрнст Мадсен поставили классический опыт с рассеянием альфа-частиц на золотой фольге; Резерфорд показал, что статистика отражения и отклонения альфа-частиц может быть объяснена наличием ядра атома. В 1913 году Нильс Бор пришел к выводу о квантовых межуровневых переходах электронов и разработал на этой основе планетарную модель атома (известную как модель Резерфорда – Бора). Модель Резерфорда – Бора устарела очень быстро, когда ученик Бора Вернер фон Гейзенберг в 1925 году сформулировал принцип неопределенности Гейзенберга и Бор и Гейзенберг разработали основы т.н. копенгагенской интерпретации, дав начало «новой» квантовой механике. Окончательно понимание природы атома завершилось в 1932 году, когда Джеймс Чедвик провел серию экспериментов, которые он интерпретировал как показывающие существование нейтронов – как оказалось, корректно.

На этом фоне движения от отрицания реальности атомов до ее признания и протекала научная карьеры Лизы Мейтнер, которая была активным участником всех этих событий, включая Сольвейгскую конференцию 1933 года, посвященную структуре и свойствам ядра атома. С 1926 года она стала профессором физики Берлинского университета – пост ей предложили после того, как она собралась принять место доцента в Пражском университете, до этого идея женщины-профессора руководством университета отвергалась. После открытия Чедвиком нейтрона Лиза Мейтнер и Ирен Жолио-Кюри публично поспорили о возможности искусственного создания трансурановых элементов, и все европейские центры атомной физики занялись бомбардировкой различных мишеней в попытках уловить следы новых химических элементов. Мейтнер и Хан создали в ИКВ группу трансурановых исследований. Одним из результатов работы этой группы стал учебник Отто Хана «Прикладная радиохимия», по которому училось первое поколение физиков, занятых в атомных проектах всех стран.

Джеймс Чедвик, которого Лиза Мейтнер обеспечила необходимым для ключевого эксперимента полонием, говорил, что если бы Лиза Мейтнер работала в Кавендишской лаборатории, нейтрон бы открыла она, поставь она себе такую цель. Чедвик, скорее всего, был прав: Лиза Мейтнер была настолько же талантлива, насколько и целеустремленна. У нее не было ни личной жизни, ни семьи. Крупный физик Пауль Эренфест, попытавшийся ухаживать за ней, когда они оба были студентами Больцмана в Вене, остался ни с чем. Единственным близким человеком Лизы Мейтнер был ее племянник Отто Фриш (1904–1979), также талантливый физик. Кроме науки, Лизу Мейтнер не интересовало ничего. Но в середине 1930-х годов Лизой Мейтнер заинтересовалась политика – как и ее коллегами.

В январе 1933 года президент Германии назначил канцлером лидера Национал-социалистической рабочей партии Германии Адольфа Гитлера. То, что казалось очередным коалиционным правительством на фоне Великой депрессии, стремительно обернулось захватом власти и тоталитарной диктатурой. 28 февраля 1933 года коммунистическая партия была запрещена под предлогом поджога коммунистом здания Рейхстага, а 23 марта 1933 года рейхстаг, после новых выборов попавший под контроль нацистов, вручил Гитлеру чрезвычайные полномочия. После этого в Германии начался процесс, получивший нейтральное название «равное включение» (гляйхшальтунг), на деле означавший стремительное создание тоталитарного государства и перевод всех сфер жизни под прямой государственный контроль во главе с партийными «фюрерами».

Нацистская Германия была еще слишком слаба, чтобы перейти к реваншу и внешней экспансии, но немецкие евреи, объявленные низшей расой и заклятыми врагами народа и рейха, моментально ощутили первые репрессии. Антиеврейская пропаганда набрала обороты за считаные недели, 1 апреля 1933 года прошла волна первых бойкотов еврейских магазинов. 7 апреля 1933 года был издан запрет находиться на государственной службе всем, кто не мог представить ариенахвайс – удостоверение чистоты арийской крови, которое выдавалось только тем, кто мог представить доказательства отсутствия родственников-евреев в трех поколениях. В 1935 год Нюрнбергские расовые законы лишили гражданства, гражданских и политических прав всех, в ком было больше 1/8 «еврейской крови», а для «мишлингов» (лиц с одним еврейским дедом или бабкой) ввели унизительные «удостоверения немецкой крови», которые сразу метили их как второсортных граждан. В 1938 году число еврейских беженцев из Германии достигло уже сотен тысяч. 6–15 июля 1938 года во французском Эвиане собралась международная конференция по помощи еврейским беженцам, где вместо помощи были предложены в основном отговорки и отказы.

Лиза Мейтнер долгое время игнорировала происходящие вокруг нее события, считая, что ей ничто не угрожает: она жила в Германии как гражданка Австрии. Но ситуация для нее резко изменилась 12–15 марта 1938 года, когда Гитлер осуществил аншлюс – присоединение Австрии к германскому рейху, который австрийцы, тяжко переживавшие унижение от распада некогда великой империи, встретили истерическим восторгом. 10 апреля аншлюс был легализован плебисцитом с результатом 99,7%. Бюллетени этого голосования вошли в классику манипулятивных интерфейсов: избиратели выбирали из огромного кружка в середине «ДА» и крошечного сбоку «нет». Независимая Австрия прекратила существование. С ней исчезла и охранная грамота австрийского паспорта, который Германия больше не признавала, – Лиза Мейтнер стала германской гражданкой, а точнее, в силу юрнбергских законов, лицом без гражданства. Исчезла и ее малая родина – сторонники аншлюса на радостях, что «теперь можно», устроили такой массовый и жестокий погром венских евреев, который поразил даже их нацистских покровителей.

Лиза Мейтнер и раньше испытывала сложности. Квантовая механика и ядерная физика подвергались критике за «еврейский дух» уже с 1920-х годов, больше всего доставалось Альберту Эйнштейну за теорию относительности. Критики из движения «Германская физика» (среди которых, к сожалению, были уважаемые ученые и даже несколько нобелиатов) нападали на их «формализм и догматизм» – то есть высокий уровень теоретических абстракций и принятое отношение к теории не как к высшей истине, а как к интеллектуальному фреймворку, который в любой момент может быть отвергнут на основе математических выкладок. Теоретическая критика подкреплялась намного более убедительными для нацистского руководства ссылками на этническое и религиозное происхождение. «Арийский дух» в физике критики представляли как очистку университетов и исследовательских институтов от евреев, ориентацию науки вместо абстрактных теорий на службу народному хозяйству и промышленности Германии и отказ от новейших «еврейских» теорий в пользу традиционного проверенного позитивизма и теории «светоносного эфира».

Арийское происхождение тоже не было гарантией от преследований. Фриц Штрассман, ассистент Отто Хана, участник «трансурановой группы» и чистокровный ариец, отказался вступать в нацистское Общество германских химиков – и был тут же внесен в черные списки. Хан и Мейтнер тайком оформили его лаборантом на полставки. В 1937 году сторонники «Германской физики» объявили белым евреем даже Вернера Гейзенберга (как раз в момент, когда Гейзенберга рассматривали на пост руководителя Института теоретической физики Университета Мюнхена). Гейзенберг дружил семьями с главой СС Генрихом Гиммлером – их дедушки вместе ходили в турпоходы. Мать Гейзенберга пожаловалась матери Гиммлера, и «Германскую физику» одернули с самого верха. Поиск белых евреев после этого приостановился, но ученым-евреям по-прежнему становилось все труднее работать (Образцы пропаганды «арийской физики» см. в: Hentschel, Klaus. Physics and National Socialism: An Anthology of Primary Sources. Springer Science & Business Media, 1996).

Многие коллеги Лизы Мейтнер уехали, не дожидаясь худшего. Первым остался за границей в США Эйнштейн. В 1933 году бежал в Англию Лео Силлард, младший коллега Лизы Мейтнер. Силлард испытал на себе, каким может быть антисемитизм, еще студентом в Венгрии в 1920 году после свержения просоветской диктатуры Белы Куна, которую пропаганда объясняла еврейскими происками, и считал, что нацистская диктатура страшнее, чем кажется со стороны, – время показало правоту его догадок. В 1930-х годах Силлард руководил общественной организацией, помогавшей ученым-беженцам искать работу. В том же 1933 году уехал в Лондон и Отто Фриш, племянник Лизы Мейтнер, изгнанный из Гамбургского университета. В 1934 году уехали Эрвин Шредингер и Дьердь Хевеши.

Центр интеллектуальной жизни физики постепенно смещался за пределы Германии.

В 1934 году на следующий день после аншлюса Лиза услышала от коллеги по институту, активиста НСДАП Курта Хесса, первую угрозу: «Теперь мы сможем избавиться от вас, жидов», – а уже через несколько дней нацистской администрации поступили первые доносы. Отто Хан под административным давлением начал медленно отступать, и стало очевидно, что Лиза Мейтнер вот-вот потеряет ставку в ИКВ, а с ней и жилье и средства к существованию. Коллеги Лизы Мейтнер начали активно искать ей работу за рубежом. Лиза Мейтнер не знала английского языка и еще пыталась ограничить выбор германоязычными странами – Голландией и Данией. Ее больше всего привлекала Дания, где работал Нильс Бор и с ним ее племянник Отто Фриш.

Но в мае 1938 года Дания отказала Мейтнер в визе на том основании, что ее паспорт недействителен. А через несколько дней руководству института сообщили, что, по мнению Гиммлера, Лизе Мейтнер нежелательно работать в ИКВ и покидать Германию. В 1938 году это еще не означало отправки в концлагерь, но ничего хорошего это не предвещало.

В первых числах июля 1938 года Лиза Мейтнер переехала из институтской квартиры в отель «Адлон» в центре Берлина, где регулярно останавливались гости ИКВ. Это было роскошное и известное место, но для Лизы Мейтнер этот переезд был угнетающим – под старость она лишалась всего, что имела и к чему привыкла, а оставаться на старом месте ей было небезопасно. Лиза Мейтнер продолжала ходить каждый день на работу в ИКВ, уже полуофициально, зная, что в любой момент ей могут запретить вход туда – если не хуже.

Хотя участие в судьбе Лизы Мейтнер принимали очень многие европейские и американские ученые, их возможности были крайне ограничены – визовая и образовательная бюрократия была непоколебимой, а ставок в науке и промышленности уже давно не хватало на всех беженцев. Решающую роль в спасении Лизы Мейтнер сыграл голландский физик-антифашист Дирк Костнер из Гронигенского университета, открывший в 1920-х годах с Хевеши элемент гафний. Костнер был убежденным социалистом и антифашистом и, узнав о судьбе Лизы Мейтнер, бросил практически все дела, пробил ей приглашение и символическую ставку в своем университете, пустив шапку по кругу, собрал ей немного денег, атаковал голландские министерства – и в итоге добился приема у главы погранслужбы Нидерландов, который дал разрешение на въезд Лизы Мейтнер по просроченному австрийскому паспорту.

11 июля 1938 года Дирк Костер лично приехал в Германию за Лизой Мейтнер. Институтские стукачи не дремали – тот же Курт Хесс донес в полицию безопасности (СД), что Лиза Мейтнер пытается бежать. По счастью, на рассмотрение доноса был вызван сочувствовавший Лизе Мейтнер коллега Георг Грауэ, который доложил СД со ссылкой на Отто Хана, что Лиза Мейтнер уезжает в летний отпуск. Весь день 12 июля Лиза Мейтнер провела на работе под предлогом необходимости срочно отредактировать статью аспиранта, а в 8 вечера стремительно собрала два небольших саквояжа. Редактор Naturwissenshaften Пауль Росбауд, который также был посвящен в заговор, забрал ее из ИКВ и довел на квартиру Отто Хана, где она провела ночь.

Рано утром Россбауд повез Лизу Мейтнер на поезд до маленькой пограничной станции Нойешанц. Прощаясь с Лизой Мейтнер, Отто Хан протянул ей кольцо с бриллиантом, доставшееся ему в наследство от матери – «на крайний случай», чтобы дать взятку на границе. Кроме этого кольца, у Лизы Мейтнер оставалось только 10 марок – меньше, чем было, когда она бедной студенткой приехала в Берлин к Максу Планку. Дирк Костер приехал на вокзал и сел в купе отдельно, забрав остальные вещи Лизы Мейтнер из ее номера в отеле тайком от прислуги. Опустевший номер был обнаружен, когда Лиза Мейтнер была уже в безопасности.

Поезд шел до границы с Нидерландами семь часов. Все это время Лиза Мейтнер сидела в купе, сжимаясь при каждом звуке шагов. На железных дорогах уже всюду были патрули СС и полиции, снимавшие с поездов евреев-беглецов. По счастью, на маршруте на Нойешанц было мало пассажиров, и патрули на него в этот день не вышли.

Что произошло на границе, доподлинно неизвестно. По версии жены Дирка Костера, немецкие пограничники решили, что Лиза Мейтнер – его жена. По версии Пауля Росбауда, которая известна со слов историка физики Арнольда Крамиша, голландские пограничники убедили германских коллег проигнорировать документы Лизы Мейтнер (Kramish, Arnold. The Griffin: Paul Rosbaud and the Nazi Atomic Bomb That Never Was. Houghton Mifflin Company, 1986). Уже через несколько месяцев визово-пограничные порядки в Германии были ужесточены, но, по-видимому, на маленьком погранпереходе человеческие отношения тогда еще могли повлиять на служебные обязанности. Алмазное кольцо доставать не понадобилось. Вечером 13 июля Лиза Мейтнер перешла границу.

Из Гронигена в Берлин пришла телеграмма «Родилась девочка», и Отто Хан наконец-то смог перевести дух. Научная Европа ликовала, Вольфганг Паули прислал Дирку Костеру поздравительную телеграмму: «Ты прославил себя похищением Лизы Мейтнер не меньше, чем открытием гафния». Уже через несколько месяцев стало ясно, что Паули недооценил историческое значение бегства Лизы Мейтнер.

На следующий день после бегства Лизы Мейтнер закончилась Эвианская конференция. Стало ясно, что никакой международной помощи евреи Германии не получат. Руки у нацистского режима были развязаны. Венский «рекорд» был очень скоро побит; 9–10 ноября того же 1938 года была устроена печально известная «хрустальная ночь» – тотальный еврейский погром по всей Германии. Последовавшие за ней дискриминационные законы ввели пресловутые желтые звезды.

К этому времени Лиза Мейтнер перебралась из Голландии в Данию, где стала дожидаться места во вновь созданном исследовательском институте в Швеции. В Берлине ее заочно уволили из ИКВ, отобрав пенсию; только ее небольшие сбережения с трудом удалось забрать из банка. Идея перебраться подальше от Германии оказалась верной: 9 апреля 1940 года Германия оккупировала Данию, а 10–14 мая 1940 года – Нидерланды.

Исход ученых-евреев из Германии, а затем и из всей Европы продолжался. Эрвин Шредингер, бежавший из Германии еще в 1933 году, вернулся в 1936 году на работу в Университет Граца в еще безопасной Австрии, где его и застал аншлюс в 1938 году – Шредингеру пришлось бежать повторно. 17 ноября 1938 года Италия приняла свои расовые законы (leggi razziali), аналогичные немецким. Через несколько дней Энрико Ферми, получивший в этом году Нобелевскую премию, выехал с семьей на нобелевские торжества – и не вернулся назад. Ферми лично не угрожало ничего, его «расовое происхождение» было вне сомнения, но вот его жена была еврейкой.

Последним через Швецию в США уехал Нильс Бор – также еврей по матери. Германия долго пыталась сделать из Дании образцовый протекторат, который был бы образцом нового порядка и благополучия для всей Европы. Но с конца 1942 года пассивное сопротивление датчан (выразившееся в том числе в отказе преследовать датских евреев) привело сперва к охлаждению германо-датских отношений, а после парламентских выборов в марте 1943 года, где с колоссальным перевесом победили демократические партии, «мягкая оккупация» сменилась 29 августа 1943 года жесткой. Через месяц Нильса Бора и его семью датское сопротивление вывезло через пролив в Швецию.

Но еще до того, как это произошло, раздробленная научная группа Мейтнер и Хана открыла деление ядер урана. Что ядро атома теоретически может «расколоться», предположила первооткрывательница рения Ида Ноддак в 1934 году, когда научное сообщество обсуждало, точно ли Энрико Ферми создал трансурановые элементы 93 и 94, облучая уран нейтронами, но тогда эта идея выглядела «безумной» – как может распасться ядро атома, никто не представлял.

В конце 1938 года оставшиеся в Германии Хан и Штрассман в ходе очередного эксперимента по облучению урана медленными нейтронами обнаружили появление бария. Ранее этот опыт проводила Ирен Жолио-Кюри, но обнаружить барий в образце не смогла, уловив только лантан – продукт распада бария, как выяснилось позже. Уловить следовые количества бария смогли только Хан и Штрассман благодаря своему богатому опыту в радиохимии и разделении изотопов. Они же смогли убедиться, что найденный элемент – не мезоторий (радий-226), а именно барий, намного более легкий металл.

Статья Хана и Штрассмана была передана Росбауду в Naturwissenshaften (Hahn, O.; Strassmann, F. Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle. Die Naturwissenschaften, Vol. 27, January 1939). Но еще до ее выхода Отто Хан и Фриц Штрассман написали Лизе Мейтнер о своем непонимании обнаруженного феномена. Ошибки не было, но никакого объяснения тоже: куда делась вся лишняя масса, было неясно. В их понимании бария в образце не должно было быть вообще; «Не может же уран разорваться на барий», – писали Хан и Штрассман.

Лиза Мейтнер в это время находилась в Швеции, куда ее приехал навестить на Рождество Отто Фриш. Рождественским утром 1938 года Лиза Мейтнер увела племянника на прогулку. Вспоминая этот день, Отто Фриш писал, что он не мог думать о физике, все его мысли были об отце, которого увезли в концлагерь Дахау. Лиза настаивала на обсуждении письма Хана. Фриш высказал предположение, что пузырьковая модель ядра, ранее предложенная его другом и коллегой, советским эмигрантом Георгием Гамовым, позволяет предположить распад ядра. Фриш заметил, что если ядро урана, как капля воды, вытянется, посреди него возникнет и лопнет перемычка, то таким способом деление ядер возможно (в ходе дискуссии Фриш употребил термин «деление», знакомый ему по клеточной биологии). Но последнюю точку в вопросе поставила Лиза Мейтнер, посчитав на ходу, что в результате деления ядра урана образуется два новых элемента, а избыток массы высвобождается как излучение.

«Светило солнце, и Лиза и я сели на бревно и заспорили. Было ясно, что ядро атома нельзя просто разрезать попаданием нейтрона. Постепенно мы поняли, что нужно думать о ядре как о своеобразной капле жидкости, как это делал Нильс Бор. Мы собрали вместе мои и ее различные знания. Я знал, что поверхностное напряжение капли сокращает электрический заряд, и, конечно, урановое ядро имеет сильно заряжено; простой расчет показал, что небольшое возмущение от входящего нейтрона может вызвать распад уже нестабильного ядра на два. Лиза Мейтнер точно помнила формулу для приблизительного вычисления потери массы ∆m и отсюда энергию ∆mс2, которая будет высвобождена в этом процессе. Я перепроверил, что почти то же значение может быть рассчитано для кинетической энергии двух вновь возникших ядер, с поправкой на их взаимное электрическое отталкивание. Так родилась концепция деления ядра. Вернувшись в Копенгаген, я собрал простенькую электронную установку и, проработав всю ночь, подтвердил, что, вне всякого сомнения, эта концепция подтверждается – что создаются именно такие быстродвижущиеся ядра. Более того, в семь утра я получил телеграмму, что моего отца выпустили из Дахау и мои родители готовы ехать в Швецию» (Frisch, Otto. A Walk in the Snow. New Scientist 20 Dec 1973. Пер. с англ. Ю. Аммосова).

Так Лиза Мейтнер увидела возможность превращать массу в энергию, через 30 лет после того, как Альберт Эйнштейн в 1905 году впервые сформулировал эквивалентность массы-энергии.

10 февраля 1939 года Хан и Штрассман, уже знавшие про выкладки Мейтнер, опубликовали в Naturwissenshaften свою статью, где предсказали появление вторичного нейтронного потока (Hahn, O.; Strassmann, F. Strassmann. Nachweis der Entstehung activer Bariumisotope aus Uran und Thorium durch Neutronenbestrahlung; Nachweis weiterer aktiver Bruchtucke bei der Uranspaltung. Die Naturwissenschaften, Volume 27, February 1939). Одновременно, 11 февраля 1939 года, в Nature вышло «письмо в редакцию», где были описаны выводы Мейтнер и подтвердивший их последующий январский эксперимент Фриша (Lise Meitner & O. R. Frisch. Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction Nature 143, 239–240, 11 February 1939). В результате последующих исследований наиболее часто встречающийся вид реакции стал известен точно – барий-141, криптон-92 и два-три нейтрона, создающих цепную реакцию.

Физики старшего поколения, в том числе Эрнест Резерфорд и Альберт Эйнштейн, считали получение энергии из атома невозможным. Зато фантаст Герберт Уэллс, поэт Андрей Белый и политик Уинстон Черчилль фантазировали об «атомном оружии» в 1914, 1921 и 1924 годах соответственно. Немногие понимавшие в ядерных проблемах физики, узнав об открытии Мейтнер и Хана, сразу поняли, что путь к использованию атомной энергии открыт. Новость разнеслась еще до публикации, в кулуарах V Вашингтонской конференции по теоретической физике, где ее сообщил на открытии Нильс Бор. «Бомба» пришла всем на ум почти мгновенно – и в эмиграции, и в Германии.

Летом 1939 года физик-активист Лео Силлард, который к этому времени уже разобрался в сотрудничестве с Энрико Ферми, что его идеи начала 1930-х годов о «цепной реакции» реализуемы, явился к Альберту Эйнштейну в его загородный домик на Лонг-Айленде близ Нью-Йорка и убедил его написать письмо президенту США Ф.Д. Рузвельту о возможности создания ядерной бомбы Германией и необходимости ускорить работы в области исследований урана. Перепечатывавшая письмо машинистка вспоминала потом, что сочла диктовавшего ей Силларда «лунатиком» (Lanouette, William; Silard, Bela. Genius in the Shadows: A Biography of Leo Szilárd: The Man Behind The Bomb. New York: Charles Scribner's Sons.1992).

Опасения Силларда были, как стало ясно в дальнейшем, абсолютно обоснованными – уже в мае 1939 года нацистские власти наложили эмбарго на вывоз урана из Чехословакии и начали урановый проект с участием Вернера Гейзенберга и оставшихся в ИКВ физиках. Осенью 1941 года Вернер Гейзенберг посетил Нильса Бора в Копенгагене с целью получить помощь в работе над ураном, но толку не добился – то ли оттого, что Бор не понял его цели сделать ядерное оружие, то ли, наоборот, оттого, что понял.

По другую сторону фронта в октябре 1939 года Рузвельт, прочитавший письмо Эйнштейна, создал Комитет по урану со словами: «Проследите, чтобы немцы нас не взорвали» (Hewlett, Richard G.;Anderson, Oscar E., Jr.The New World, 1939/1946, A History of The United States Atomic Energy Commission, Volume I. The Pennsylvania State University Press, 1962). Ядерный проект США начался, сперва неспешно и в малом масштабе, с участием Силларда, Теллера и Ферми. Темпы резко ускорились летом 1941 года, когда главой оборонных исследований был назначен Ванневар Буш (см. следующие очерки). С осени 1942 года ядерный проект США перешел под командование генерала Лесли Гровса и стал называться Манхэттенский округ корпуса военных инженеров, хотя штаб-квартира округа находилась на Манхэттене недолго и временно. Собственный ядерный проект был начат и в Британии, где над ним работали Чедвик и Фриш, но по мере его осуществления стало ясно, что воюющая Британия не сможет найти ресурсы для его осуществления, и британский проект влился в американский. В СССР работы по урану начались постепенно в 1942–1943 годах.

В течение всей войны шла заочная конкуренция за создание «абсолютного оружия». Германский проект зашел в тупик из-за того, что в качестве замедлителя нейтронов вместо графита было решено использовать тяжелую воду – то ли из-за ошибки при анализе графита, то ли из-за того, что графита нужной чистоты в Германии не производилось. Германия потратила много усилий на получение тяжелой воды из Норвегии, где она производилась на гидроэлектростанции в Веморке, союзники несколько раз высаживали в Норвегию диверсантов и в итоге разрушили завод. Отказ от тяжелой воды в пользу графита стал ясен, только когда Гейзенберг смог раздобыть поздней осенью 1944 года подшивки англоязычных научных журналов за 1942–1944 годы – что говорит о многом, включая возможности оставшихся в Германии «арийских» физиков. В итоге ядерный реактор у Гейзенберга так и не заработал до конца марта 1945 года – когда от него уже не было никакого толка (Йорыш А.И., Морохов И.Д., Иванов С.К. А-бомба. – М.: Наука, 1980. Гл. 3).

Что же касается американского проекта, история которого хорошо известна, описана и заслуживает собственного очерка, – он завершился в июле 1945 года созданием трех первых ядерных бомб и испытанием «Тринити». Остальные две ядерные бомбы были сброшены на Хиросиму и Нагасаки. Сделаем только одно дополнение: британский агент в Германии информировал союзников о неудачах уранового проекта. Лишь через много лет после войны стало известно, что агент Грифон был не кто иной, как спаситель Лизы Мейтнер, редактор Пауль Россбауд.

Но ни Лиза Мейтнер, ни Отто Хан не принимали участия в создании ядерного оружия ни для одной из сторон. Отто Хан продолжал всю войну заниматься теоретической ядерной физикой и радиохимией и, как сообщается, узнав о ядерных бомбардировках, так мучился угрызениями совести, что даже думал о самоубийстве (Юнг, Роберт. Ярче тысячи солнц. М., 1961). Лиза Мейтнер после войны посетила США, где ее чествовали как «мать атомной бомбы» и принял президент Гарри Трумэн. Это была странная почесть для женщины, которая во время войны наотрез отказалась поехать в США для работы в манхэттенском проекте со словами: «Не хочу иметь ничего общего с бомбой». Нобелевскую премию за открытие деления ядер урана получил в 1945 году из всей группы только один Хан; Лизу Мейтнер ею обошли, как это часто случается с нобелевскими премиями. Но в послевоенные годы Лиза Мейтнер получила почти все остальные научные награды. А после смерти Лизу Мейтнер стали постепенно забывать.

Эти события заставляют задуматься, как много зависит иногда от одного человека. Был ли возможен другой мир? Предположим себе мир, в котором Лиза Мейтнер была бы арестована на границе и сгинула в застенках гестапо или печах Аушвица. В этом случае Отто Хан так бы и остался один на один с загадочным барием и, скорее всего, решил бы, что ошибся. Статьи бы не было, и прошло бы еще несколько лет, прежде чем другой ученый – Ферми, Фредерик и Ирен Жолио-Кюри или еще кто-то – наконец постепенно разобрались бы, что происходит. Но к этому времени уже наступил бы 1945 год, в котором бы не было ядерной бомбы, удержавшей бывших союзников от атаки друг на друга – по крайней мере в Британии еще весной 1945 года был разработан план операции «Немыслимое» (Operation Unthinkable) на этот случай. В конце 1945 года бывшие союзники сражались бы друг с другом, разорив дотла и Европу, и свои экономики. За этим бы последовали десятилетия скудости и нищеты, не было бы ни зажиточных 1950-х, ни бунтарских 1960-х… не было бы того мира, который мы знаем.

А что, если бы Гитлер решил отказаться от оголтелого антисемитизма – были же союзники-японцы объявлены «арийцами Востока». Пропаганда Геббельса справлялась и не с такими задачами! Предположим, что Гитлер объявил бы в 1933 году, что немецкие евреи не семиты, а такие же арийцы, лишь волею судьбы некогда силой обращенные в иудаизм, и обратился к физикам Германии с призывом объединить усилия в общем «гляйхшальтунг», поставив лучшие умы Германии на борьбу с «англосаксонским либерализмом» и «славяноазиатскими коммунистами». В этом случае атомная бомба могла бы появиться в 1943 году и первыми целями ядерной бомбардировки стали бы не Хиросима и Нагасаки, а Лондон и Москва – куда бомбу доставили бы ракеты ФАУ-2 Вернера фон Брауна. Ведь ни у США, ни у СССР не было других средств доставки бомбы, кроме самолетов: еще одна странная прихоть судьбы оказалась в том, что все конструкторы ракет как на подбор оказались «арийцами». И нацистская Германия, владеющая секретом атомной бомбы, стала бы единственной сверхдержавой, держащей весь мир в своем железном кулаке.

Но мы живем в мире, где секрет бомбы и секрет ее доставки были созданы по разные стороны фронта мировой войны. А произошло это 13 июля 1938 года, в момент, когда Лиза Мейтнер, как кошка Шредингера, выпрыгнула живой и невредимой из открывшейся на секунду щелки в ящике нацистской Германии. В этот миг вероятностные миры, в одном из которых наша планета была разорена дотла обычной войной, и другой, в котором планета находится во власти Тысячелетнего Атомного Рейха, перестали существовать.

Реальность стала единственной и двинулась по тому пути, который мы знаем, – к «ядерному сдерживанию», «холодной войне» и «биполярному миру» – периоду самого длинного глобального мира в истории.

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/61210
Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

Массовый страх перед ядерной войной и радиацией – сравнительно недавнее явление. Термин «радиофобия», как считается, возник в СССР лишь в 1987 году в ходе обсуждения общественной реакции на Чернобыль. Сама же радиофобия несколько старше. Этот очерк рассматривает эволюцию отношения к радиации с момента открытия проникающего излучения до середины 1960-х годов. Условной гранью окончательного перехода к эпохе всеобщей радиофобии можно считать Договор о запрете испытаний в трех средах (атмосфера, космос, вода) 5 августа 1963 года (Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой. Москва, 5 августа 1963).

Ядерное оружие было фактором сдерживания третьей мировой войны, вероятно, во многом из-за иррационального ужаса, который оно порождало. От него ждали не столько тотального огненного разрушения, сколько того, что радиоактивное излучение и радиоактивные осадки сделают планету необитаемой. Страх перед ядерной бомбой был частным случаем страха перед радиацией вообще, олицетворявшей невидимую, неудержимую, неотвратимую и мучительную смерть. Альтернативные сценарии апокалипсиса (например, «ядерной зимы») возникли только в начале 1980-х годов.

Радиационные инциденты между 1970 и 2015 годом показывают, что сдерживать массовую панику сложно, даже когда угроза мала: например, в США весной 2012 года во время разрушения АЭС «Фукусима-1» всерьез опасались заражения рыбы и воздуха, хотя океан пересекли ожидаемо лишь следовые количества изотопов, а в Китае жители массово скупали йодированную соль. А в 1987 году в Гоянии (Бразилия) произошли массовые беспорядки во время похорон девочки, умершей от острой лучевой болезни. Несколько местных жителей разобрали на металлолом брошенную радиологическую установку, и девочка в числе других поиграла с красивым, светящимся синим порошком, которым оказался высокоактивный цезий-137. Жители боялись, что ее труп заразит землю и воду (не вполне безосновательно, так как цезий – щелочной металл и легко образует водорастворимые соли). Тогда же около 130 тысяч человек сочли, что обнаружили у себя симптомы лучевой болезни; фактически заболели 250 человек. В результате этого инцидента МАГАТЭ серьезно ужесточила процедуры обращения с радиоактивными материалами (The Radiological Accident in Goiania. International Atomic Energy Agency. Vienna, 1988).
реклама

Массовый страх перед радиацией – часть повседневной жизни современного мира, который в острой форме проявляется при радиационных инцидентах (Тримайл-Айленд, Чернобыль, отравление Литвиненко в Лондоне, «Фукусима») и периодических фобиях, а в постоянной – например, в общественной борьбе с ядерной энергетикой или признании необходимости соблюдения строгих мер радиационной безопасности. Но отношение к радиации в отличие от страха перед ядерной войной до сих пор (2015) не было предметом самостоятельного исследования (Наиболее близкое по теме исследование, которое рассматривает проблему через литературу и массовую культуру, – Weart, Spenser. The rise of the Nuclear Fear. Harvard University Press, 2012).

Современное отношение к радиации особенно хорошо проявляется в пропаганде. Пропаганда виновников радиационного инцидента отрицает или преуменьшает масштаб инцидента. Пропаганда их противников – преувеличивает. Но никому из пропагандистов не приходит на ум утверждение «радиация полезна». А сто лет назад, в первой половине XX века, такой аргумент был бы одним из сильнейших.

Острый радиационный синдром, или лучевая болезнь, известен намного дольше, чем проникающее излучение. В начале XVI века Парацельс и Агрикола описывали «болезнь горняков», проявляющуюся в тошноте, и даже обращали внимание, что проветривание шахт предотвращает ее, то есть обнаружили выделение природного радона из горных пород (Masse, Roland. Le radon, aspects historiques et perception du risque. ISRN, 2002).

Биологическая активность «лучей Х» (рентгеновского излучения) стала предметом изучения практически сразу после открытия их Вильгельмом Рентгеном (28 декабря 1895 года). Информация в научном сообществе конца XIX века распространялась очень быстро, несмотря на то что публикация Рентгена прошла в университетском сборнике. Отечественный радиолог Ю.Б. Кудряшов оценивает число публикаций только за 1896 год в несколько тысяч. В числе первых известных исследователей «лучей Икс» был петербургский профессор-медик И.Р. Тарханов, облучавший морских свинок и написавший в том же 1896 году, что «Х-лучами можно не только фотографировать, но и влиять на ход жизненных функций» (Тарханов И.Р. Известия СПб биол. лаборатории; А.Н. Т.1. №3. С. 47. Цит. по: Кудряшов Ю.Б. Радиобиология: вчера, сегодня, завтра / В кн.: Чернобыль. Долг и мужество. Т. I. – М.: Воениздат, 2001).

Одним из первых, кто заподозрил опасность радиации и поднял тревогу, был американский зубной врач Уильям Роллинс. Начав с разработки аппарата для съемки полости рта, он достаточно быстро, как и многие другие пионеры рентгенологии, обнаружил ожоги от рентгеновских лучей. В 1901 году Роллинс облучил двух подопытных свинок и, после того как животные сдохли за несколько дней, начал многолетнюю кампанию, проводя новые исследования и публикуя статьи, обращающие внимание на опасность «лучей Икс» (177 за два года). Роллинс первым (по крайней мере в Западном полушарии) предложил рентгенологам использовать средства защиты, включая свинцовое стекло для очков и защитных экранов, а также применять не сплошной поток, а вспышки излучения для сокращения экспозиции пациента и рентгенолога (Kathren, Ronald L. William R. Rollins (1852–1929): X-ray Protection Pioneer. Journal of the History of Medicine, July 1964).

Первые жертвы облучения появились уже в 1895 году – начиная с самих создателей рентгеновских установок. Радиационные ожоги получали Вильгельм Рентген и Никола Тесла, а Томас Эдисон прекратил работы по катодным лучам после того, как у его сотрудника, постоянно любовавшегося изображением костей своих рук в рентгеновских лучах, развился скоропостижный рак, который привел его сперва к ампутации обеих рук, а затем к смерти.

Мария и Пьер Кюри в своей лаборатории. 1900

Wikimedia Commons

С открытием А. Беккерелем в 1896 году естественной радиоактивности и первых радиоактивных элементов полония и радия Пьером и Марией Кюри в 1898 году радиационные инциденты стали включать еще и эти источники радиации. Радий и полоний – высокоактивные изотопы. Радий, будучи щелочным металлом, в основном (до 80% от проглоченного объема) легко покидает организм, но в течение этого времени часть радия распадается до радона, который уже причиняет самостоятельный вред. Попадая в легкие или возникая внутри организма, радон частично распадается до полония, свинца, ртути и других тяжелых металлов, которые не только создают альфа-, бета- и гамма-излучение, но еще и тяжело выводятся из организма, высокотоксичны. В результате к радиационному поражению добавляется отравление тяжелыми металлами.

Однако в течение нескольких десятилетий физики и медики взаимодействовали достаточно странно. Они быстро обменивались и активно обсуждали открываемые положительные свойства и возможности радиации. А вот изучение медиками острого радиационного синдрома и последствий облучения физики по большей части игнорировали. Эта асимметрия сохранялась вплоть до середины 1930-х годов.

Отношение исследователей радиоактивности к биологическим эффектам проникающей радиации характеризует не осторожность, а лихорадочное любопытство, с которым они ставили опыты на самих себе. Мария Склодовская-Кюри писала в 1923 году о покойном муже Пьере Кюри: «Он страдал [после 1900 года] припадками острых болей, все учащавшихся от переутомления» – притом что сразу после этого рассказывала о создании французской радиологии, о лечении рака и кожных заболеваний и о таблицах интенсивности излучения радия. То, что болезнь мужа была не «переутомлением», а острым радиационным синдромом, полученным от работы с радием и полонием, первооткрывательница целого ряда радиоактивных изотопов то ли не задумывалась, то ли избегала этой мысли. Это тем более удивительно, что Мария Кюри сама неоднократно страдала от лучевой болезни, которая в итоге и стоила ей жизни. Фотографии Марии Кюри неоднократно фиксировали ее поврежденные работой с изотопами пальцы.

Внучка Пьера и Марии Кюри Ева рассказывала в биографии бабушки:

Немецкие ученые Вальхов и Гизель заявили в 1900 году, что новое вещество действует физиологически, и Пьер, пренебрегая опасностью, тотчас подверг свое предплечье действию радия. К его радости, участок кожи оказался поврежденным! В заметке для Академии наук он спокойно описывает наблюдаемые симптомы: «Кожа покраснела на поверхности шесть квадратных сантиметров; она имеет вид ожога, но не болит или болезненна чуть-чуть. Через некоторое время краснота, не распространяясь, начинает становиться интенсивнее; на двадцатый день образовались струпья, затем рана, которую лечили перевязками; на сорок второй день стала перестраиваться эпидерма от краев к центру, а на пятьдесят второй день остается еще ранка с квадратный сантиметр, имеющая сероватый цвет, что указывает на более глубокое омертвение тканей.

Добавим, что мадам Кюри, перенося в запечатанной пробирке несколько сантиграммов очень активного вещества, получила ожоги такого же характера, хотя маленькая пробирка лежала в тонком металлическом футляре.

Кроме таких резких воздействий, мы за время наших работ с очень активными веществами испытали на себе различные виды их воздействия. Руки вообще имеют склонность к шелушению; концы пальцев, державших пробирки или капсюли с сильно активными веществами, становятся затверделыми, а иногда очень болезненными; у одного из нас воспаление оконечностей пальцев длилось две недели и кончилось тем, что сошла кожа, но болезненная чувствительность исчезла только через два месяца».

Анри Беккерель нес в жилетном кармане пробирку с радием и тоже ожегся, но не по своей охоте. Он приходит в восторг и ярость, бежит к Кюри жаловаться на проделки их страшного детища. В виде заключения он говорит:

– Радий я люблю, но сердит на него!

…А затем спешно записывает результаты своего невольного эксперимента, которые появятся 3 июля 1901 года в «Докладах» академии рядом с наблюдениями Пьера Кюри (Кюри М., Кюри Е. Пьер Кюри. Мария Кюри. – М., Наука, 1959. Пер. с фр.).

Открытие радия вызвало массовый энтузиазм. Светящийся в темноте металл, испускающий незримые лучи и эманации (эманацией радия в 1900–1920 годах называли инертный газ радон, продукт распада радия), очень быстро стал считаться панацеей и едва ли не источником жизни (Frame, Paul W. Radioactive Curative Devices And Spas. Oak Ridger newspaper, 5 November, 1989). Пьер и Мария Кюри достаточно быстро открыли способность радиации подавлять развитие раковых клеток (это свойство используется и сейчас в лечении раковых опухолей). Вероятно, эта особенность радия преломилась в массовом сознании в убежденность в том, что этот таинственный и волшебный элемент способен творить чудеса. Радон в воде естественных источников обнаружил еще Джозеф Томпсон в 1903 году, после чего в моду вошли «живительные радоновые ванны». Этот вид терапии дожил до наших дней.

Первую «радиевую фабрику» (завод по извлечению радия из урановой смолки) открыл промышленник Эмиль Арме де Лилль в 1904 году в Ножан-сюр-Марне. Это был не единственный завод, поскольку процесс извлечения радия супруги Кюри опубликовали, но в возникающей радиевой индустрии он занимал ведущее место, поскольку Пьер и Мария Кюри были его учеными консультантами и лицами рекламы. Взамен де Лилль спонсировал Институт радия Кюри и снабжал его радием. Радиевый завод де Лилля принял большое участие в создании моды на радий и всевозможных продуктов на его основе. Не исключено, что Мария Кюри игнорировала острый радиационный синдром не только из-за личного энтузиазма, но и из-за интереса в успехе бизнеса – хотя вряд ли и личный интерес Марии Кюри, и реклама с ее лицом были бы эффективны, если бы публика была не готова верить в волшебные свойства радия.

В течение 30 лет, примерно с 1905 по 1935 год, на массовом рынке были свободно доступны продукты, которые у современного потребителя ничего, кроме панического ужаса, вызвать не могут. В коллекции музея Кюри в Париже хранится пудра Thoradium с добавками тория и радия. Джеймс Чедвик в ходе войны был интернирован в лагерь для перемещенных лиц и изучал ионизацию фосфора в импровизированной лаборатории, используя как источник излучения радиоактивную зубную пасту. В коллекции университетского консорциума Окриджа собраны десятки предметов – бачки для насыщения воды радоном и радием, таблетки с радием, радиоактивные коврики.

С 1916 по 1929 год Американская медицинская ассоциация постановила, что продукты для получения «живой воды» с радоном должны создавать не менее двух микрокюри радона в сутки на литр. «Не менее» было важной оговоркой, поскольку большинство производителей экономили дорогой радий и клали его в свои продукты меньше заявленных количеств, пользуясь тем, что потребители проверить покупки без дорогостоящего оборудования не могли. Какая-то часть этих продуктов фонила серьезно, какая-то была по сути плацебо. Вера в целебную радиацию докатилась и до СССР – в 1929 году Главкурупр СССР Грузии публиковал в газетах Москвы рекламу «Следите за здоровьем – пейте натуральную углекислую щелочную радиоактивную воду “Боржом”».

Интересно, что вся эта индустрия лечения радиацией процветала параллельно с ростом осведомленности о негативных эффектах радиации. Илья Эренбург в 1921 году, описывая разработку нового фантастического оружия в ходе Первой мировой войны, уже ссылался на опасность радиации как на что-то заведомо известное читателю:

…Он стремился найти различные, доселе неиспользованные способы умерщвления людей. …Он возлагал все свои надежды на известные эффекты лучей и на радий (Эренбург И. Необычайные похождения Хулио Хуренито. – Берлин, 1921).

Важным событием в деле роста общественной осведомленности об опасности радиоактивных веществ стало «дело радиевых девушек» в США. С 1917 по 1929 год на фабрике U.S. Radium Corporation в пригороде Нью-Йорка велось производство часов со светящимися стрелками, изначально для армейских нужд, а после войны – для массового рынка. На раскраске стрелок работали исключительно молодые женщины, которые красили стрелки краской из клея и порошкового радия, производимого тут же на фабрике. Для покраски использовались кисточки из верблюжьего волоса, которые работницы регулярно облизывали, чтобы выпрямить их. Таких фабрик в США было много, и на них были заняты тысячи сотрудниц.

Девушки за работой на фабрике United States Radium Corporation

Wikimedia Commons

В 1926 году одна из работниц U.S. Radium Corporation, у которой развилась саркома нижней челюсти (описанная в медицинской литературе 1924 года как «радиевая челюсть»), обратилась в суд с требованием компенсации. Затем к иску присоединились еще четыре работницы. U.S. Radium Corporation долго оттягивала процесс, обманывая истиц, и дело дошло до суда только усилиями нью-йоркских правозащитников. К этому времени истицы уже так ослабели, что двое из них были доставлены в суд на носилках и не смогли поднять руку, чтобы дать присягу (Kovarik, William; Neuzil, Mark. Mass Media and Environmental Conflict: America's Green Crusades Paperback SAGE Publications, 1996).

В суде стало известно, что руководители и научные сотрудники корпорации отлично знали об опасности радия и использовали средства защиты при работе с ним, в то время как работницам гарантировали, что светящийся порошок безвреден. Выяснилось также и то, что девушки охотно использовали радий в косметических целях – например, красили им ногти и зубы, чтобы произвести впечатление на своих поклонников. Компания не только не запрещала это делать, но и сама продавала подобные продукты – например, светящуюся краску Undark для дома. Иск был урегулирован во внесудебном порядке, а «дело радиевых девушек» стало поводом для принятия законов о технике безопасности на производстве.

Мода на радиевые продукты начала спадать, но не быстро – следующий удар ей нанесла смерть миллионера Эбера Байерса, который пил воду из патентованного облучателя воды «Радиатор» и также умер от рака челюсти. Time и Wall Street Journal дали статьи о смерти богатого любителя радия, и издевательский заголовок WSJ «Был здоров, пока у него челюсть не отвалилась» стал серьезным антипиаром радиевых продуктов (О радиевых скандалах межвоенного периода см.: Rowland, R.E. Radium in humans: A review of U.S. studies. Argonne National Laboratory (ANL), 1995).

С открытием плутония в число радиоактивных угроз добавились искусственные изотопы. В ходе манхэттенского проекта в 1944–1947 годах прошел масштабный эксперимент по испытанию воздействия плутония на живых людях. Судя по плану эксперимента, исследователей больше интересовала ожидаемая химическая токсичность плутония, а не его радиационная опасность. Участников отбирали из числа получивших диагноз «рак в терминальной стадии» и не ставили в известность об эксперименте. Среди тех, кому делали уколы раствора плутония, был четырехлетний мальчик.

Самый вопиющий эксперимент был поставлен в мае 1945 года на плотнике Альберте Стивенсе, чей диагноз оказался неверен: у него был не рак желудка, а просто язва. Стивенс не умер скоропостижно, как другие пациенты; введенный ему плутоний отложился в костях, и каждый год последующей жизни Стивенс получал дозу облучения в 60 раз выше допустимой и в 858 раз выше фона – 309 бэр в год. К моменту его смерти от сердечного приступа (риск которого после облучения растет) Стивенс, проходивший по всем документам как «пациент CAL-1», получил, вероятно, самую большую дозу радиации из всех когда-либо живших людей, – около 6400 бэр (Moss, William; Eckhardt, Roger. The Human Plutonium Injection Experiments. Los Alamos Science. №23, 1995). Кремированный прах Стивенса через несколько лет после смерти тайно вывезли в Аргоннскую национальную лабораторию (основанный Э. Ферми Центр ядерных исследований в Чикаго), где продолжили изучать под грифом секретности (Rowland, R.E.; Durbin, P.W. Survival, causes of death, and estimated tissue doses in a group of human beings injected with plutonium. Argonne National Laboratory (ANL). Workshop on the biological effects and toxicity of Pu 239 and Ra 226, Sun Valley, Idaho, USA, 6 Oct 1975).

Руководитель программы, радиолог из университета Беркли Джозеф Гамильтон, через несколько лет добровольно отказался продолжать программу исследований, сочтя, что ставить эксперименты на людях недопустимо. Программа была скрыта, а ее участники молчали, пока в 1994 году журналистка Айлин Уэлсом не раскопала всю историю по забытым рассекреченным документам (за эту работу она была награждена премией Пулитцера) (Welsome, Eileen. The Plutonium Files. America's Secret Medical Experiments in the Cold War. Random House, 1999).

С того же 1944 года ведет отсчет длинный ряд так называемых самоподдерживающихся цепных реакций (СЦР, или criticality incidents). СЦР возникают, когда в лабораторных или производственных условиях случайно создают критическую массу изотопа, при которой начинается цепная реакция. Многие из них вызваны не ошибками, а халатностью и неосторожностью. Полный перечень произошедших в течение «атомного века» инцидентов с СЦР включает десятки, а возможно, и сотни инцидентов (A Review of Criticality Accidents. 2000 Revision. Los Alamos-Obninsk, 2000).

Первую СЦР запустил уже известный нам Отто Фриш, который в отличие от своей знаменитой тетушки Лизы Мейтнер охотно согласился делать бомбу против Гитлера. В 1944 году Фриш в Лос-Аламосе слишком близко приблизился к лабораторной установке для замеров скорости цепной реакции и невольно превратился в нейтронный отражатель, создав условия для СЦР. Фриш ощутил удар тепла, тут же отскочил и прекратил реакцию, но, по его оценкам, промедли он пару секунд, он бы умер. Другой коллега Фриша, Гарри Даглян, в 1945 году так неудачно уронил нейтронный отражатель (блок карбида вольфрама) на сферу плутония (неофициальное название «чертово ядро»), что, прежде чем сумел убрать достаточно других блоков, получил смертельную дозу радиации (5 зиверт).

Классический пример халатности с ядерными материалами продемонстрировал Луис Слотин в Лос-Аламосе. Слотин регулярно демонстрировал в лаборатории эксперимент с доведением «чертова ядра» до субкритического состояния, удерживая вокруг ядра две полусферы бериллиевого отражателя на минимальном расстоянии. Щель между полусферами Слотин придерживал, засунув между ними жало отвертки. Энрико Ферми много раз предупреждал Слотина, что бравировать этим навыком не надо, иначе, мол, он умрет в течение года – в чем оказался прав. 21 мая 1946 года отвертка выскользнула, ядро мгновенно вышло в критическое состояние и выдало такой выброс нейтронов, что в комнате произошла голубая вспышка, отражатели раскалились, а Слотин почувствовал во рту вкус металла. Его последующая болезнь и смерть стали классическим случаем смерти от острой лучевой болезни: за девять дней Слотин буквально сгнил заживо. Дозу, которую получил Слотин, удалось рассчитать лишь приблизительно – ее верхний предел оценили в 21 зиверт.

Воссоздание эксперимента Луиса Cлотина

Wikimedia Commons

Один из инцидентов, на советском плутониевом комбинате «Маяк» в 1968 году, получил «премию Дарвина» за 1994 год. Начальник лаборатории, пытаясь скрыть, что подчиненные по его распоряжению слили раствор плутония в емкость неподходящей формы и вызвали СЦР, тайком проник назад в эвакуированное здание и попытался слить плутоний в канализацию – в результате вызвав СЦР намного большего масштаба и получив смертельную дозу радиации.

Начиная с 16 июля 1945 года в число радиационных опасностей вошли ядерные взрывы. Сообщения участников испытаний первых нескольких лет поражают современного читателя той беспечностью, с которой они относились к проникающему излучению. Помощник директора Лос-Аламосской лаборатории Ральф Смит смотрел на взрыв с расстояния 20 миль (около 32 км) одним невооруженным глазом и временно лишился зрения на нем (Smith, Ralph Carlisle. Comments on Trinity Test Shot Trip. Inter-office memorandum. 5 September 1945. Официальный сайт полигона White Sands, архивная цифровая публикация). Великий (уже тогда) физик Ричард Фейнман, стоявший рядом со Смитом, не обратил внимания на эксперимент коллеги и поставил свой собственный: посмотрел на взрыв через стекло автомашины (Фейнман, Ричард. Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман! – М., 1986. Пер. Н. А. Зубченко, О. Л. Тиходеевой, М. Шифмана). Фейнман дожил до 1987 год, а Смит до 1989 года. Их смерти не были вызваны облучением, и слепота у них не развилась. А Дэн Гиллеспи, военный инженер, принимавший участие в разработке запала первой бомбы, после взрыва пошел с товарищами в эпицентр собирать тринитит – «ядерное стекло», песок, который был оплавлен взрывом до состояния стекла, смешан с другими минералами (шпат, роговая обманка и др.) и приобрел темно-зеленый цвет. Он был жив в 2010 году (Wittish, Rich. Wilmington Island man was witness to first atomic bomb. Savannah Morning News (digital). September 21, 2010).

В ходе ядерных испытаний, в особенности проводимых в Неваде с 1951 году, брать тринитит, как и любые «камешки» на память, уже было категорически запрещено. Такой запрет, например, был дан участникам печально известных учений Desert Rock – серии из пяти испытаний на полигоне в Неваде в 1951, 1952, 1953, 1955 и 1957 годах, в каждом из которых приняли участие от 10 до 20 тысяч военнослужащих. Тем не менее в частные коллекции попало много фрагментов тринитита, известны даже ювелирные изделия с ним. Запрет на сбор тринитита действует и в настоящее время (хотя уровень радиоактивности тринитита уже не выше фонового), но неофициально тринитит можно купить и через интернет, и на юге США вблизи от ядерных полигонов (Ядерные испытания СССР. Т. 1. Саров, 1997).

Солдаты на ядерном полигоне в Неваде в 6 милях от эпицентра взрыва 21-килотонного снаряда Dog операции Buster-Jangle в ноябре 1951 года

Wikimedia Commons

Со слов капитана С.А. Зеленцова (в будущем заместителя командующего Химическими войсками СССР), на печально известных Тоцких учениях 1954 года, где принимали участие около 45 тысяч военнослужащих, в эпицентре образовался такой же слой тринитита («шлака»), и военнослужащие пытались его подбирать – после чего капитан Зеленцов показал им трещащий дозиметр и пригрозил им импотенцией, чем ужасно испугал «экскурсантов», побросавших шлак. Сам Зеленцов утверждал, что уровень радиации на поверхности в этом районе не превышал 1 р/час и ходьба по нему была безопасной. С его же слов, войска не находились в зоне выпадения радиоактивных осадков, а миновали ее по касательной, поэтому большая часть заболеваний участников учений, по его мнению, не связана с радиацией. Генерал Зеленцов, с одной стороны, лицо в высшей степени заинтересованное, но с другой стороны, нельзя не обратить внимание, что он, побывав в молодости в эпицентрах целого ряда ядерных испытаний, благополучно дожил до очень преклонных лет (родился в 1927 году и был жив еще несколько лет назад).

Другие источники описывают еще более экстремальные опыты на ядерных испытаниях. 15 мая 1948 года подполковник Марк Волвертон случайно попал в ветвь облака только что произошедшего взрыва (испытания Sandstone, заряд Zebra на атолле Эневеток) и обнаружил, что радиация там вопреки ожиданиям не зашкаливает. После этого Волвертон и другие пилоты стали убеждать командование разрешить им полеты через «ствол» и «шляпку» ядерного «гриба». К следующей серии испытаний была создана отдельная эскадрилья №4926, которая занималась забором образцов прямо из гриба. Пилоты летали в свинцовой защите, но основную дозу облучения получали от радиоактивного пепла, оседавшего на корпус машины (Wolverton, Mark. Into the Mushroom Cloud. Air & Space Magazine, August 2009).

«Безумство храбрых» достигло вершины, когда 19 июля 1957 года пятеро офицеров-добровольцев и один оператор встали в эпицентре испытания ядерной ракеты «воздух – воздух» МБ-1 «Джинн» на расстоянии всего 18 500 футов (5500 метров) по вертикали (Документальная киносъемка, оператор Дж. Йошитаки). Мощность заряда была минимальной, две килотонны, поэтому взрыв был «высотным» – ядерный гриб не образовался. Участники описали свои ощущения как «удар жара». Из шести участников испытаний большинство умерли в возрасте свыше 80 лет (Krulwich, Robert. Five Men Agree To Stand Directly Under An Exploding Nuclear Bomb. July 18, 2012). Но все они болели теми или иными видами рака. Целью было доказать, что тактические ядерные боеприпасы будут безопасны для войск на земле, причем не ученым и не военным, а общественности – это был пиар-ход ВВС США (Stenovec, Timothy. George Yoshitake, Nuclear Test Photographer, Recalls Filming Nuclear Blast 55 Years Ago. TheHuffington Post, 07/20/2012).

У гражданского общества фантастическая мощь ядерной бомбы также вызывала болезненный интерес: страх смешивался с желанием увидеть невероятное зрелище. Наиболее далеко в этом направлении продвинулся Лас-Вегас, где с началом испытаний в Неваде начали официально развивать «атомный туризм». Лас-Вегас находится примерно в 100 км от места взрывов, и в чистом пустынном воздухе ядерные грибы были отлично видны на горизонте. Лас-Вегас приглашал туристов смотреть грибы от взрывов, именовал себя «атомный город США», городские власти печатали в газетах расписание будущих взрывов, город был покрыт изображениями грибовидного облака, а на вечеринках в честь очередного взрыва наливали коктейль «Атомный» (водка, коньяк и шампанское в равных долях и ложечка шерри – это, пожалуй, действительно атомный эффект в желудке) и развлекали девушки в бикини и перьях в форме грибовидного облака. Видимо, в этом не было ничего специфически американского – очевидцы Тоцких учений в СССР также упоминают, что и военные и гражданские лица рассматривали гриб от взрыва завороженно и с интересом.

Официальная правительственная пропаганда США не только не пыталась сдерживать «ядерный туризм», но, напротив, максимально подавляла любое упоминание о радиации в связи с атомным проектом. Были полностью закрыты от публики и засекречены сведения о лучевой болезни в Хиросиме и Нагасаки, ядерные взрывы представлялись как взрывы очень большой мощности. Историк Джанет Броди, изучавшая «ядерную цензуру» в США, считает, что архитектором этой цензуры был глава Манхэттенского проекта генерал Лесли Гровс, которого поддерживало военное командование США. Было бы очень политически сложно посылать войска США пересекать и оккупировать территории, подвергшиеся ядерной бомбардировке, если бы это было чревато их облучением (Brodie, Janet F. Radiation Secrecy and Censorship After Hiroshima and Nagasaki Journal of Social History, 2015).

Согласиться с Броди, что Гровс искренне считал, что радиация мала и безвредна, тем не менее сложно: на фотографиях, где Гровс инспектирует эпицентр «Тринити» через две недели после взрыва, и он, и вся его свита носят бахилы (Atomic Archive). Все ядерные части также имели подразделения обеззараживания – например, уже упомянутая эскадрилья 4926 имела жесткий протокол двухчасовой очистки после каждого вылета в ядерное облако.

Игнорирование радиации было адресовано именно общественности – будущим призывникам и их родственникам. Это наглядно видно на примере с выходом добровольцев в эпицентр испытаний 1957 года. Вышедший в 1951 году классический учебный фильм по гражданской обороне «Duck and Cover» не упоминает радиацию ни словом – при ядерном взрыве необходимо укрыться лишь от ударной волны и теплового излучения (Duck and Cover, 1951).

И видимо, пропаганда работала. Журнал Colliers выпустил 27 октября 1951 года ставший впоследствии культовым номер, сделанный в форме вырезок из журналов будущего о ядерной войне США и СССР и последующей оккупации и декоммунизации СССР. Эта беллетризация плана «Дропшот» 1949 года описывала ядерную бомбардировку Москвы, куда через полгода приезжает американский корреспондент, а через несколько лет проводятся Олимпийские игры. Радиация не упоминается при этом ни разу.

Облако, образовавшееся после взрыва «Кастл Браво»

Wikimedia Commons

В 1954 году проблема радиации вышла на поверхность, когда взрыв Castle Bravo на атолле Бикини дал неожиданно большой выход (15 мегатонн против 6) и огромное облако радиоактивного пепла накрыло атолл Ронгелап, куда были эвакуированы жители Бикини и японское рыболовное судно «Фукурю мару» (яп. «Счастливый дракон») в «безопасной зоне». Сотни заболевших лучевой болезнью микронезийцев армия США успешно скрыла, фильм-отчет сообщает, что симптомы (тошнота, выпавшие волосы) были «легкие» и «быстро прошли». А вот японское судно ушло домой незамеченным и вернулось с тяжело заболевшей командой. Рыбакам пришлось вдвойне тяжело – на родине их приняли как зачумленных и помощи почти не оказали. Но возмущение японской общественности разнеслось по прессе всех стран и попало и в американскую прессу. После этого замалчивать радиационную проблему стало сложно. Интересно, что рост понимания роли ионизирующего излучения и радиоактивных осадков нарастал одновременно с тем, что ядерное оружие становилось «чище» – водородные заряды оставляют намного меньше активных изотопов, чем атомные.

С 1954 года под влиянием инцидента с «Фукурю мару» во всем мире началось общественное брожение, вылившееся в «движение сторонников мира». Этот процесс шел не без помощи левых партий и отстававшего от США по ядерным боеголовкам СССР, где работу с западными интеллектуалами организовывал уже известный нам Илья Эренбург, в молодости входивший в тот же элитный круг парижской богемы, что и Пикассо, Хемингуэй и Гертруда Стайн (Эренбург И. Люди, годы, жизнь. М., 1962). 9 июля 1955 года в Лондоне был оглашен «Манифест Рассела – Эйнштейна», где были прямо сказаны слова, которые шли вразрез с официальной западной пропагандой:

Общественность и даже многие государственные деятели не понимают, что будет поставлено на карту в ядерной войне. Общественность все еще рассматривает ее как средство уничтожения городов. …Нет сомнения, что в войне с применением водородных бомб большие города будут сметены с лица Земли. Но это еще не самая большая катастрофа, с которой придется столкнуться. Если бы погибли жители Лондона, Нью-Йорка и Москвы, человечество могло бы в течение нескольких столетий оправиться от этого удара. Но теперь мы знаем, особенно после испытаний на Бикини, что ядерные бомбы могут постепенно приносить смерть и разрушение на более обширные территории, чем предполагалось. …Никто не знает, как далеко могут распространяться такие смертоносные радиоактивные частицы. Но самые большие специалисты единодушно утверждают, что война с применением водородных бомб вполне может уничтожить род человеческий. Можно опасаться, что в случае использования большого количества водородных бомб последует всеобщая гибель − внезапная только для меньшинства, а для большинства − медленная и мучительная (Официальный сайт Пагуошского движения).

Этот манифест вдохновил английского писателя Невилла Шюта на роман «На берегу» (1957), по которому в 1959 году Стэнли Кубрик снял свой первый одноименный антиядерный фильм с Грегори Пеком и Авой Гарднер, о тоске, в которой человечество медленно гибнет от радиации после ядерной войны. С этого фильма в нарративе массовой культуры там, где когда-то господствовал радиационный гламур, а потом – тишина, появился радиационный ужас. Литература и искусство настолько часто пользовались образами уничтоженной радиацией безжизненной Земли и Земли, населенной уродливыми и опасными мутантами, что этот сюжетный ход уже к 1970-м годам потерял всякую оригинальность. Следующий фильм Стэнли Кубрика, «Доктор Стрейнджлав, или Как я перестал бояться и полюбил бомбу» (январь, 1964), стал одним из самых известных образцов этого жанра.

Вероятно, ключевую роль в закреплении страха перед «войной, которая покончит с жизнью на Земле», сыграла напряженность в отношениях СССР – США времени правления Никиты Хрущева, проявившая себя в Берлинском кризисе (июнь – ноябрь, 1961) и Карибском кризисе (16–28 октября 1962). Представители поколения 1940-х годов рождения рассказывали автору, что их реакция в первый момент на сообщение Юрия Левитана 12 апреля 1961 года: «Говорит Москва! Работают все радиостанции Советского Союза!…» – была испугом, они ожидали, что за этим последует сообщение о начале ядерной войны, а не историческое: «Передаем сообщение ТАСС о первом в мире полете человека в космическое пространство».

Девятого июля 1962 года жители Гавайев собрались на «радужную вечеринку» – полюбоваться сиянием высотного ядерного взрыва Starfish Prime. Взрыв не только дал «южное сияние» на полнеба, но и сжег массу электронных приборов и заглушил телефонные линии на Гавайях вихревыми индукционными токами, а вокруг Земли создал радиационный пояс заряженных частиц, который сохраняется до сих пор. Это было одно из последних испытаний и, видимо, последняя «атомная вечеринка» в современной истории. С 5 августа 1963 года все взрывы стали подземными, а с 1996 года прекращены и они.

Зарево, возникшее в результате высотного ядерного взрыва Starfish Prime

Wikimedia Commons

Эмоциональные качели отношения к радиации – «восторг – осторожность – игнорирование – ужас» – во многом история того, как человечество пыталось приспособиться к тому, что кажется ему силой за пределами контроля. Радиация не джинн, выпущенный на свободу, не панацея и не незримая смерть. Безопасных доз радиации не бывает, но и никакая доза радиации (разве что уж такая запредельная, как у Слотина) не гарантирует плачевных последствий, она только делает их более вероятными.

Многих случаев лучевой болезни можно было бы избежать при большей осторожности и соблюдении элементарных предосторожностей, и очень много жертв острого радиационного синдрома – люди, привыкшие к радиации оттого, что постоянно имели с ней дело по работе. Те, кто был уверен, что понимают это явление, чаще всего становились излишне беспечны с ним вплоть до того, что сознательно или подсознательно заставляли себя игнорировать риски радиации (а государственная пропаганда делала то же сознательно, скрывая и искажая правду в высших интересах). Публика, которая радиацию не понимала, реагировала иначе – либо страстным восторгом, либо паническим ужасом. Таким образом, рациональность чревата беспечностью, иррациональность чревата радикализацией мнений.

Пожалуй, единственный твердый аргумент в пользу радиофобии – это то, что она максимально снижает риск радиационных инцидентов и лучевой болезни. Мир, где почти все боятся радиации, не идеален, но он все же лучше мира, где пьют радиоактивную воду и ходят в эпицентр взрывов на экскурсии. Но все же кое-что с окончанием ядерных испытаний мы потеряли – дикую красоту «мерзейшей мощи» ядерного взрыва. Даже тех, кого ужасала ядерная война, завораживала эта безбрежная рукотворная сила. Поэтому старые видеозаписи ядерных взрывов всегда будут находить зрителей. Зрелище ядерного взрыва и страшит и пугает одновременно, затрагивая в людях какие-то совсем первобытные эмоции, которые не преодолеет никакая радиофобия.

[Юрий Аммосов]

https://slon.ru/posts/63525
6 февраля, 09:00

Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ

Сверхкомпактная цифровая фотография и видеосъемка стали возможны благодаря созданию оптического полупроводникового сенсора. Этот «глаз» современной камеры – миниатюрная фоточувствительная прямоугольная микросхема. Отраслевой стандарт на 2016 год устанавливает размеры компонентной камеры 8,5×8,5 мм, включая корпус и крепеж; по третьему измерению профиль камеры зависит только от объектива и может быть меньше 5 мм. Цена камеры, способной снимать видео в формате FullHD (1920×1080), в массовом производстве меньше цены чашки кофе. Цифровые камеры стремительно вытеснили 35-мм пленочные в течение 2000–2010 годов. Для потребителей это был действительно квантовый скачок, так быстро размеры фотоаппарата не сокращались, вероятно, за всю историю его существования. Возможным это технологическое изменение сделала спутниковая разведка и в целом холодная война СССР и США, причем за несколько десятилетий до того, как цифровые камеры стали принадлежностью каждого дома.

Переход от Второй мировой войны к холодной войне означал, что бывшим союзникам необходимо срочно собирать разведывательные данные уже друг о друге. США, чьи оккупационные войска в Европе находились намного ближе к границам СССР, были в лучшем положении для ведения разведки, чем СССР, в 1940-х годах не имевший авиации, способной пролетать над территорией США. Но и США располагали только картами имперской России начала XX века, трофейной аэрофотосъемкой люфтваффе, достигавшей только Урала, и допросами немецких военнопленных, освобожденных в СССР. Поэтому в конце 1940-х годов США развернули активную и агрессивную авиаразведку СССР. К авиаразведке также подключились союзники США (с 1949 года НАТО); у Великобритании была своя разведывательная программа Robin. Даже формально нейтральная Швеция запустила свою программу авиаразведки, проявляя особый интерес к старому нацистскому ракетному полигону в Пенемюнде, тогда под контролем СССР, и вероятность обстрела с него территории Швеции (операция Falun, 1948–1950).

Аэрофоторазведка США документирована достаточно хорошо благодаря рассекреченным в 1980–2005 годах документам. Технологии оптического слежения разрабатывались под руководством исследовательского центра ВВС США на авиабазе Райт-Филд (Огайо) гражданскими контракторами ВВС (научными центрами в университетах и частными компаниями). Значительное участие в разработках программ разведки принимала также частная консалтинговая фирма RAND Corporation, созданная ВВС США и Douglas Aircraft для аналитической поддержки военно-космических проектов. Подобные сети со времен Второй мировой войны существовали и в других проектах: атомном, ракетном, радарном, электронном. Это взаимодействие военных и гражданских ученых и инженеров президент США Дуайт Эйзенхауэр назвал в своем прощальном обращении к нации 17 февраля 1961 года «военно-промышленным комплексом» (в СССР этот термин долго понимали в духе советских реалий как «частная оборонная промышленность»; в США этот термин также постепенно утратил свое первичное значение).

О ранней фоторазведке СССР достоверных сведений нет, но, судя по тому, что глава СССР Н.С. Хрущев отверг предложение президента США Эйзенхауэра в 1955 году о взаимном режиме открытого неба, до появления искусственных спутников Земли (ИСЗ) советская сторона не располагала возможностями для полетов над США, и выгода от свободы воздушной разведки была бы односторонней. Ситуация изменилась только в конце 1960 года, когда режим Фиделя Кастро на Кубе, до того позиционировавший себя как некоммунистический, попал под эмбарго США и обратился за помощью к СССР. С этого момента у СССР появился свой разведывательный плацдарм у границ США и, предсказуемо, интерес к открытому небу.

Методов разведки с воздуха в 1946–1949 годах было несколько.

Первым способом была активная радарная разведка, разработанная в ходе Второй мировой войны. Начиная с конца 1940-х годов советские газеты постоянно сообщали о нарушениях американскими самолетами воздушного пространства СССР и протестах МИД СССР. Эти нарушения вблизи западных границ действительно происходили почти еженедельно. Американские самолеты (чаще всего модифицированные бомбардировщики Boeing B-47) входили в зону действия радаров войск ПВО, принимали радарные сигналы, снимали характеристики радаров, пока советские истребители поднимались по тревоге и выходили на позиции, и после этого спасались бегством (Crickmore, Paul. Lockheed Blackbird: Beyond the Secret Missions. Osprey Publishing, 2004).

Бомбардировщики Boeing B-47
US Air Force photo / Wikimedia Commons

В случае, если в радарной защите СССР обнаруживался проем (радарное покрытие в конце 1940-х годов не было сплошным), радарный разведчик мог вылететь в глубь территории, если на его борту было оборудование для аэрофотосъемки, или же в прорыв мог уйти специализированный самолет-фоторазведчик. Возможность проникновения в глубь территории СССР таким способом была ограничена только удачей и запасом топлива – но насколько были успешны такие миссии, судить сложно. По некоторым сообщениям, американские разведчики достигали Ростова и Игарки. Об этой последней миссии сведения недостоверны: ссылающийся на рассекреченный документ отчет RAND сообщает, что американский разведчик якобы пролетел 450 миль (ок. 700 км) до Игарки и сфотографировал ее, но от ближайшей границы с НАТО (Норвегия) Игарку отделяет как минимум втрое большее расстояние.

Другие проекты воздушной разведки использовали высотные аэростаты, которые несли на себе разведывательные зонды. Исходно аэростаты запускались в рамках полугражданского проекта Skyhook и несли на себе метеорологическую, астрономическую и астрофизическую аппаратуру (для анализа космических лучей). По проекту Mogul те же зонды поднимали акустическую аппаратуру в «звуковой канал» в верхних слоях атмосферы. В этой зоне сочетание давления и температуры таково, что скорость звука в нем минимальна, и рефракция от более плотных слоев удерживает звук в этом слое и позволяет ему распространяться без потерь на очень большие расстояния. Существование этого канала в атмосфере предсказал уже известный нам океанограф М. Эвинг, ранее обнаруживший такой же канал в Мировом океане.

Испытание одного из таких зондов, оснащенного аппаратурой радарной разведки, окончилось «росуэльским инцидентом»: американский фермер, на чье поле упал шар, уведомил прессу; оболочку аэростата и гондолу общественность приняла за НЛО, а полигональные радарные отражатели за инопланетные артефакты. Военные, забравшие обломки, не стали развеивать легенду, так как иначе пришлось бы признать и наличие секретной программы, и планы вторжения в воздушное пространство СССР. После этого в зонах пролета аэростатов резко возросло число случаев контакта с «летающими тарелками», которые зонды издалека очень напоминали. Последующие же запуски стали сопровождать вертолеты с военной полицией, которая немедленно оцепляла зону посадки гондолы. Легенда о том, что в «зоне 51» военные США скрывают обломки инопланетного корабля, жива и составляет основу уфологии (см. воспоминания участника проекта Skyhook – Gildenberg B. D. The Cold War’s Classified Skyhook Program: A Participant’s Revelations. Skeptical Inquirer Volume 28.3, May/June 2004).

В 1949–1960 годах ситуация в воздушной разведке хорошо описывается метафорой «борьба снаряда и брони»: тактико-технические характеристики (ТТХ) и разведчиков и охотников постоянно улучшались, и вследствие этого методы разведки всего за десятилетие изменились радикально.

В середине 1950 года в Корее началась война между КНР и СССР (под флагом Северной Кореи) и США (под флагом ООН). Как мы уже писали в предыдущих очерках, ожидания неминуемой ядерной войны в это время были всеобщими, и обе стороны были уверены, что это только разминка перед третьей мировой войной. С осени 1949 года на вооружении СССР появились новейшие реактивные истребители МиГ-15, и преимущество в высоте и скорости сократилось. Советский ответ начал становиться все более жестким, по разведчикам НАТО стали открывать огонь.

Установка фотокамеры на американский бомбардировщик во время войны в Корее
AP / TASS

В 1950 году у города Лиепая (Латвия) был сбит PB4Y-2 Privateer, а его экипаж исчез. Упорные слухи о том, что пропавших летчиков якобы видели в ГУЛаге, где они отбывали срок за шпионаж, ходят до сих пор. В июне 1952 года советские истребители сбили над Балтикой шведский разведчик DC-3, а затем гидросамолет Catalina, вылетевший на поиски экипажа (шведское правительство солгало, что самолет DC-3 был гражданским, а советские власти отмолчались). И шведские и советские власти признали инцидент только несколько десятилетий спустя (Bengtsson, Matilda. Acts of Secrecy – the DC-3 That Disappeared. Экспозиция музея ВВС Швеции). В 1953 году новейший британский реактивный высотный бомбардировщик-разведчик English Electric Canberra пролетел над полигоном Капустин Яр, где в это время шли испытания первых советских баллистических ракет, сделанных при помощи военнопленных немецких ракетчиков. Точные обстоятельства и даже дата этого вылета также до сих пор неизвестны, а сам вылет не признан Британией официально. По самой популярной версии, советские истребители МиГ-15 нанесли «Канберре», которая шла выше их потолка на высоте около 16 км, только незначительные повреждения, но из-за вибраций, создаваемых пробоинами, качество снимков оказалось хуже.

Так как пилотируемые миссии стали опасными, США и союзники по НАТО усилили разработку беспилотных средств разведки и работу над новым поколением самолетов-разведчиков. Беспилотная разведка велась аэростатами, которые запускались на высоту 15–30 км, в зону так называемого «высотного струйного течения», скорость которого составляет около 30 м/сек. (столько же, сколько у урагана первой категории по шкале Саффира – Симпсона). Разработка фоторазведчиков велась в нескольких американских компаниях и научных центрах под эгидой военной Лаборатории авиаразведки в исследовательском центре Райт-Филд. В исторической литературе в отношении этой программы очень много путаницы: так как проект авиаразведки много раз менял название, а отдельные его эпизоды и проекты имели и собственные имена – Gopher, Grandson, Genetrix и другие, правильнее именовать этот проект по его зонтичному индексу – WS-119L (от англ. weapon system – система вооружений).

Опубликованная Смитсоновским музеем рассекреченная спецификация Gopher показывает, что шары несли на себе гондолу AN/DMQ-1 с 35-мм автоматической фотокамерой массой около 5 кг – в основном это, видимо, была масса стационарного объектива (Peebles, Curtis. The Moby Dick Project: Reconnaissance Balloons Over Russia. Smithsonian Institution Press, 1991). В дальнейшем Уолтер Левайсон, военный инженер и затем научный сотрудник Оптической лаборатории Бостонского университета и разработчик камеры, разработал панорамную камеру с двумя шестидюймовыми объективами с линзами Metrogon и размером кадра 9 на 9 1/2 дюйма. Оболочка аэростатов изготавливалась из нового тогда материала полиэтилена компанией General Mills, производившей тот же полиэтилен и для пищевой упаковки.

Когда шар покидал территорию противника, гондола отсоединялась и опускалась на парашюте, или же ее подхватывал крюком в воздухе специально оборудованный транспортный самолет. Эта схема получения фотопленки через несколько лет была воспроизведена в программе «Корона». «Корона» применяла и модифицированную камеру Левайсона.

Запуск аэростата с авиабазы Холломэн, Нью-Мексико
Wikimedia Commons

В 1956 году в рамках WS-119L был осуществлен проект Genetrix, разработанный RAND Corporation. В течение января – июля 1956 года в воздушное пространство СССР с территорий Норвегии, Шотландии, Германии и Турции было запущено 448 аэростатов на высоту 17 тысяч метров, из них 380 попали в воздушное пространство СССР. Аэростаты могли подняться и выше, но, как сообщается, президент США Эйзенхауэр своим решением ограничил высоту запуска, чтобы не давать СССР стимула разрабатывать перехватчики, которые заберутся слишком высоко – там, где они смогут достать еще только разрабатываемый самолет-шпион U-2. Официально было объявлено, что США ведут программу гражданских исследований к Международному геофизическому году (1957). Это прикрытие продержалось недолго: аэростаты теряли высоту по ночам, когда газ остывал, и, израсходовав балласт, становились добычей советских истребителей. Разбитое оборудование позволяло вполне очевидно понять его военное назначение, и СССР организовал выставку «шпионских шаров», поставив США в неловкое положение. Когда в конце XX века стали известны реальные факты о полете Юрия Гагарина, среди них было и сообщение о том, что приземлившуюся капсулу сельские жители приняли за «шпионский шар», о которых много писали газеты СССР. Те же шары, которые не были сбиты, упали сами или исчезли без следа после мягкой посадки (потерялись в ненаселенной местности, утонули в океане и т.д.). Только 44 шара удалось вернуть и лишь в тридцати четырех пленка была пригодна для проявления. Некоторым утешением было то, что качество их снимков было превосходным (Polmar, Norman. Spyplane: The U-2 History Declassified. MBI Publishing Company, 2001).

Lockheed U-2 – самый известный из эпизодов этого этапа воздушной разведки. Этот максимально облегченный самолет, способный летать на высотах до 21 км, был недосягаем для истребителей семейства МиГ (в войсках СССР в этот период на вооружении стояли МиГ-15, МиГ-17 и МиГ-19). Программой полетов в этот период руководило ЦРУ; вопреки распространенному мнению пилоты ЦРУ были не офицерами, а гражданскими служащими. Полеты на U-2 были небезопасны: риск декомпрессии и кессонной болезни был высок, а безопасная высота была доступна лишь на пределе скорости, требуя высокого летного мастерства даже для движения по прямому маршруту. Но результативность этих полетов несколько лет превосходила все ожидания – U-2, например, обнаружили советский космодром Байконур, существование которого до этого было абсолютной тайной для США.

1 мая 1960 года U-2, управляемый пилотом Фрэнсисом Гэри Пауэрсом, который участвовал в программе полетов с 1956 года, был сбит в районе плутониевого комбината «Маяк» (совр. ЗАТО Озерск в Челябинской области) ракетой класса «земля-воздух» С-75 «Двина». До этого его преследовал и пытался протаранить первый реактивный перехватчик Су-9, который как раз перегонялся с завода в часть вблизи места перехвата и поэтому не был вооружен. Су-9 не смог задеть летевший намного медленнее U-2, а вот «Двина» с первого же пуска поразила цель (всего было запущено то ли семь, то ли 15 ракет, но поражать им уже было нечего). Обломки самолета попали на землю относительно неповрежденными, так как Пауэрс не активировал систему саморазрушения (почему он это не сделал, точно неизвестно, по одной из версий, техник сообщил ему, что под его сиденьем не аварийная катапульта, а взрывчатка, и Пауэрс решил не становиться камикадзе). Как и ранее с шарами, СССР организовал выставку трофеев. Выставка и судебный процесс над Пауэрсом стали крупным международным событием.

Фотокамера самолета-разведчика Lockheed U-2
RadioFan / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Пауэрс, осужденный к десяти годам лишения свободы за шпионаж, был через некоторое время обменян на советского разведчика Вильяма Фишера (Рудольфа Абеля), чья миссия в США также была неудачной. В США Пауэрса приняли далеко не как героя, во время сенатского расследования ему в том числе задавали вопросы, почему он не покончил с собой, попав живым на территорию СССР. Как видим, в середине XX века отношение к пленным как к потенциальным предателям было характерно не только для советского коммунизма. В итоге Пауэрс был оправдан и в дальнейшем работал летчиком-испытателем в концерне Lockheed, но был уволен вскоре после того, как в 1971 году опубликовал свою версию злополучного полета. В 1976 году Пауэрс погиб в авиакатастрофе, управляя операторским вертолетом телеканала KNBC. Его посмертная репутация в США была восстановлена только в 2000 году, к сорокалетию полета (при жизни ему вручили только ведомственный значок «Звезда разведки» ЦРУ, и то втайне, чтобы не провоцировать критику).

Последствия 1 мая 1960 года прямо повлияли на перенос центра тяжести в разведке на спутниковую разведку. Полеты U-2 не прекратились, но планировать и выполнять их стали намного осторожнее. То, что у СССР появилось ракетное вооружение, способное разделаться с U-2 с одного пуска, для США было неприятной неожиданностью. СССР также узнал много неприятного для себя, получив такой редкостный трофей. Участник исследований двигателя U-2 Арнольд Семичев сообщал впоследствии:

«…Двигатель оказался для нас полной неожиданностью. Во-первых, он был миниатюрнее того, что делали мы. Например, движки для Ту-16 и Ту-104 по диаметру были вдвое больше. Во-вторых, материалы. По основным компонентам они были почти аналогами известных нам. Но вместе с тем почему-то оказывалось, что, например, листовая сталь, из которой делался какой-нибудь кожух, могла быть согнута с меньшим радиусом, чем допускали наши материалы. И так почти во всем – казалось бы, знакомый материал, а свойства несколько иные. Выяснилось, что их материалы содержат примесей на порядок меньше, чем наши. А чем меньше примесей, тем выше пластичность. То есть многие материалы были более совершенными по технологиям изготовления. Но больше всего нас удивил компрессор, который радикально отличался не только от имевшихся у нас, но и от того, что рекомендовал наш “законодатель мод” – Центральный институт авиационного моторостроения, разрабатывавший стратегию в этой области на годы вперед… Для того чтобы создать турбореактивный двигатель с высокими показателями, требуется повышать степень сжатия воздуха в компрессоре, то есть повышать его напорность. Для этого в СССР пошли по пути повышения напорности в каждой ступени компрессора. А американские конструкторы сделали проще – увеличили не напорность ступеней, а само их количество. Каждая ступень – узенькая, но их было много, восемнадцать – вдвое больше, чем у наших двигателей. В результате напорность каждой была невелика, но в сумме достигалась высокая степень сжатия и необходимая тяга. И по весу конструкция была не больше наших. Словом, компрессор не отвечал представлениям, которые исповедовались ЦИАМ, и это, конечно, стало для него плюхой» (Латыпов, Тимур. Как Казани поручили американского шпиона препарировать. Бизнес-онлайн. 1.05.2012).

Итак, обе стороны, выйдя на предел противостояния в воздухе, активизировали работы по спутниковой разведке. Но нельзя считать, что спутниковая разведка до этого не существовала и не рассматривалась – и в СССР и в США у нее была довольно длинная предыстория.

Возможность использования космических станций для наблюдений и фотосъемки, как известно из предыдущего очерка, видели уже Оберт и Поточник-Ноордунг. История космической фотосъемки начинается с 24 октября 1946 года, когда с полигона Уайт-Сэндс (Нью-Мексико, США) была запущена трофейная ракета V-1 с прикрепленной к ней камерой. Ракета достигла высоты более 100 км и, прежде чем упасть и разбиться, сделала некоторое число снимков с полуторасекундными интервалами на пленку в стальной кассете. Успех этого запуска дал возможность продолжить космическую фотосъемку, и к 1950 году было получено свыше тысячи суборбитальных фотографий (Reichhardt, Tony. First Photo From Space. Air & Space Magazine, November 2006).

В СССР первый суборбитальный полет был совершен в 1949 году, но велась ли в каких-то полетах спутниковая съемка, неизвестно. Советскую космическую съемку обычно связывают с именем геодезиста Игоря Яцунского, конструктора ракеты для запуска Спутника-1, который не принимал участия в программе суборбитальных запусков. Б.В. Раушенбах, перечисляя примеры проектов суборбитальных запусков, о фотографировании как земли, так и космоса не упоминает (Раушенбах Б. В. Первый спутник и развитие ракетно-космической техники. – 20 лет космической эры. Сборник статей. М., Знание, 1977).

Но при этом запуск на околоземную орбиту беспилотных зондов и в СССР и в США долгое время не планировался и даже не рассматривался всерьез. Основным вектором развития космонавтики в 1946–1951 годах была подготовка к пилотируемым полетам. Это достаточно хорошо видно по упомянутой ранее серии публикаций в Colliers под редакцией Вернера фон Брауна, к тому времени главного вдохновителя космической программы США и косвенно влиявшего и на советские представления о космических исследованиях.

Первая попытка разработать спутниковую программу была предпринята еще в 1945 году, но была встречена критически – одним из наиболее активных скептиков был Ванневар Буш (см. следующий очерк). После этого ВВС США передали тему RAND, где было создано небольшое подразделение Satellite Section по исследованию и планированию применения ИСЗ. 2 мая 1946 года RAND представила первый отчет «Предварительный проект орбитального космического корабля», а в феврале 1947 года создала документ, описывавший применение спутников для разведки. Наконец, в 1953 году глава Satellite Section Джеймс Липп подал командованию центра Райт-Филд предложения о проекте FEEDBACK по разработке и запуску ИСЗ «в течение года», содержавшие принципиальную схему спутника фоторазведки. Проект получил номер WS-117L и кодовое имя Corona («Корона», в значении не «головное украшение», а «внешний слой атмосферы Солнца»). Спутники, запускавшиеся по программе «Корона», носили общее название Keyhole («Замочная скважина» ) (RAND's Role in the Evolution of Balloon and Satellite Observation Systems and Related U.S. Space Technology. RAND Corporation, 1988).

В СССР идея запуска на орбиту беспилотного аппарата также воспринималась, по отзывам участников космической программы, в лучшем случае как задача вторичной важности, а то и как глупость. Главным идеологом спутниковой программы был Михаил Тихонравов. Первоначально программа встречала такое сопротивление, что группа Тихонравова в Реактивном институте ГАУ (НИИ-4) была расформирована, а сам Тихонравов был переведен в научные консультанты, практически выведен за штат. Начальник НИИ-4 и будущий первый начальник космодрома Байконур генерал Алексей Нестеренко впоследствии писал, что на первом публичном докладе о способе выведения на орбиту ИСЗ в июне 1948 года слушатели говорили ему и Тихонравову: «Институту, наверное, нечем заниматься, и поэтому вы решили перейти в область фантастики, предлагаете запускать шарики вокруг Земли…» (Нестеренко А. И. Из истории создания первых искусственных спутников Земли. – 20 лет космической эры. Сборник статей. М., Знание, 1977). И. Яцунский сообщал и о других возражениях:

«…Еще до запуска спутника, кроме трудностей чисто технического порядка, имелись и другие препятствия, мешающие его созданию. Так, прежде всего необходимо было доказать, стоит ли вообще создавать спутник и зачем. Многие достаточно талантливые инженеры говорили о бессмысленности запуска спутника вообще. Брат вспоминает такие высказывания некоторых скептиков: “Запустят спутник, ну и что? – Безжизненный камень, летящий по орбите. Никакого значения он иметь не может” … Вспоминал также брат совещание у Келдыша в апреле 1954 года. Доклад делал Тихонравов. Вопрос стоял о том, что может дать спутник для науки, стоит ли его запускать. Ученые Академии наук возражали, они сомневались в пользе спутников, тем более что стоимость одного спутника составляла… весь бюджет Академии наук. Один только П.Л. Капица сказал, что спутник надо запускать обязательно. Он сказал: “Мы сейчас не готовы к конкретным предложениям, но дело настолько новое, что оно не может не быть полезным для науки”» (Иванова-Яцунская Л.М. Воспоминания о брате И.М. Яцунском. Неопубл. рукопись 1984. Интернет-публикация 2008).

[Юрий Аммосов]

Спутниковая программа СССР стартовала 26 июня 1954 года, когда министр оборонной промышленности СССР Дмитрий Устинов утвердил доклад Сергея Королева «Об искусственном спутнике Земли». Вероятно, можно сделать вывод, что СССР не имел разведывательных данных о первичных работах RAND в США. В атомной программе работало много гражданских европейских беженцев левых убеждений, и СССР смог найти там тайных агентов. А к укомплектованной бывшими офицерами ВВС США программе фоторазведки СССР, вероятно, подхода найти не смог. Нельзя исключить, что согласие на такой дорогостоящий проект ИСЗ было дано оттого, что сведения об утверждении проекта WS-117L могли все же попасть к советской разведке – но об этом нам ничего не известно.

Однако, несмотря на некоторое отставание, первый ИСЗ на орбиту вывели все же советские, а не американские конструкторы. Это произошло 4 октября 1957 года. Спутник-1 был только радиопередатчиком с минимальной телеметрией (его код ПС-1 означал «простейший спутник, модель 1»), но он успешно продемонстрировал и наличие у СССР межконтинентальных баллистических ракет, и в целом намного более высокого технологического потенциала, чем полагали страны НАТО. «Спутниковый шок» заставил общество и элиту США значительно увеличить ассигнования на науку, университеты и образование (Divine, Robert A. The Sputnik Challenge. Oxford University Press, 1993).

Первый искусственный спутник Земли
Архив / ИТАР-ТАСС

Много лет спустя стала известна и другая сторона этого запуска: ПС-1 был срочно изготовлен и запущен после того, как стало понятно, что запланированный секретным постановлением Совета министров СССР «Объект Д» – многофункциональная лаборатория весом до 1,5 тонны с 200–300 кг аппаратуры – не будет осуществлен в срок. Доставить этот груз на орбиту было реально, но СССР не располагал аппаратурой необходимого качества – включая и фотокамеру, способную производить снимки земной поверхности. Таким образом, спутниковая разведка стала переходить из области ракетостроения в область приборостроения, инженерного совершенства и в конечном счете – инноваций в полупроводниковой электронике и физике твердого тела.

Работа над спутником слежения Keyhole – один из наиболее ярких примеров того, как функционировал «военно-промышленный комплекс» 1950-х годов. Спутник Keyhole собирался в Северной Калифорнии, которая тогда еще не называлась Силиконовой долиной. Сверхсекретное производство находилось практически через дорогу от места, где находится современный кампус Facebook в Менло-Парк. По мнению известного теоретика технологического предпринимательства Стивена Бланка, «Корона» наряду с проектами радиоразведки и ракетостроения заложила основу культуры и инфраструктуры Силиконовой долины за несколько десятилетий до того, как был создан персональный компьютер. Бланк назвал этот этап «секретной историей Силиконовой долины», имея в виду и секретность холодной войны, и нежелание идеологов современной культуры стартапов возводить свою родословную к военно-промышленному комплексу, шпионажу и войне (Blank, Steven H. The Secret History of Silicon Valley. Авт. публ., 2009).

Над спутниками Keyhole наряду с крупными компаниями работали и стартапы. Двухступенчатую ракету RM-87 (Thor-Agena) для запуска изготавливал Lockheed; 70-мм пленку изготавливал и проявлял Eastman Kodak (как мы уже знаем, такая пленка была полуфабрикатом для 35-мм); первые запуски делались на ацетатной пленке, но очень скоро ее перенесли на более прочный и негорючий майлар (лавсан) – вероятно, это было первое применение лавсановой фотопленки. Аппаратную часть камеры производила Fairchild Camera and Instrument при активной помощи руководителя Polaroid Эдвина Ланда (в этом же году Fairchild создал спинофф Fairchild Semiconductors, впоследствии породивший Intel и большую часть микроэлектронной промышленности Силиконовой долины). Спускаемая жаропрочная и противоударная капсула с механизмами самопотопления была конструкции General Electric. А объектив с разработанными на новейшем компьютере второго поколения линзами и трехосной стабилизацией камеры (что, как показал опыт последующих запусков, оказалось самой сложной и критически важной задачей) делал стартап Itek.

Itek и его бурная деловая судьба стали в какой-то мере предвестником того, что происходило впоследствии со многими стартапами Силиконовой долины. Его основатель Ричард Леггорн был одним из первых организаторов фоторазведывательных полетов, затем уволился из армии и некоторое время работал вице-президентом компании Eastman Kodak. После провала инициативы по «открытому небу» 1955 года его бывшие коллеги сообщили ему о подготовке программы U-2. Изначально Леггорн решил предложить ВВС и ЦРУ техническое решение для ведения базы данных и анализа физических снимков, которых должно было бы накопиться очень много (предвосхитив в какой-то мере современные системы автоматизированного анализа и индексирования изображений). Но как раз в это время начался закупочный процесс по «Короне», и только что основанная компания Itek явилась на конкурс с проектом панорамной камеры. Чтобы разработать проект на конкурс, Леггорн использовал значительную часть только что полученных от венчурного капиталиста Лоренса Рокфеллера инвестиций (точнее, кредита, так как инвестиции в современном понимании еще не вошли в практику) для покупки небольшой компании в Бостоне – то есть сделал то, что в современном деловом языке называется pivot, «резкий разворот». В Бостонском университете находился научный центр (ранее принадлежавший Гарвардскому университету), где Левайсон и создавал камеру для шаров-шпионов.

Камера Itek имела широкий угол обзора, 70 градусов, и исключительную стабильность (колебания в пределах 1 градуса) благодаря трехосной стабилизации. В качестве кассеты использовался огромный двойной барабан пленки на несколько тысяч кадров (от 1200 до 4400 в разных моделях Keyhole). Конкурс уже был выигран Fairchild, но госзаказчикам настолько понравилась камера, что Itek без конкурса дали контракт на оптику, а дизайн камеры передали для изготовления Fairchild вместо той камеры, которая была представлена на конкурс Fairchild.

В дальнейшем в истории Itek за несколько лет был выход на биржу, взлет стоимости акций в несколько сотен раз и последующее падение, конфликт менеджмента, потеря ключевого клиента и появление нового – все как у множества стартапов после него; но подробное изложение истории Itek выйдет за рамки этого очерка. Добавим лишь обзор легенд о названии стартапа. Название Itek расшифровывается по-разному – официально как Information Technology; неофициально – I Topple Eastman Kodak («Я лучше, чем Eastman Kodak»), возможна и еще одна расшифровка, фонетическая, Itek произносится так же, как и EyeTech – «технология глаза», именно орбитальный глаз и создал Itek.

Так как камера Corona вела съемку на пленку, встал вопрос, как передавать изображения на Землю. Изначальные планы включали в себя сканер и бортовую камеру, которая будет передавать изображения по радиоканалу. Участники программы впоследствии утверждали, что в ходе этих работ компания Ampex, также принимавшая участие в проекте, отработала запись изображения на магнитную пленку, что позволило создать первый видеомагнитофон. Это кажется преувеличением: Ampex экспериментировала с видеозаписью на магнитную ленту с 1951 года и сугубо в коммерческих целях (ее заказчиком был знаменитый певец и шоумен Бинг Кросби), а первый студийный видеомагнитофон вывела на рынок к 1960 году, что почти исключает наличие в нем сверхсекретных оборонных технологий.

Спутник Corona
nostri-imago / Flickr (CC BY 2.0)

Но в конечном итоге выбор был сделан в пользу более простого технически и более длительного решения. В комплект Keyhole входили несколько кассет с пленкой. Капсула отстреливалась, входила в плотные слои атмосферы, на высоте 18 км сбрасывала головной термообтекатель, выпускала парашют, и далее ее либо подхватывал в воздухе крючком специальный транспортник, либо капсула падала и ее подбирал вертолет или корабль – смотря где она оказалась. На случай падения в океан в капсуле была сделана солевая пробка, которая за двое суток растворялась, и капсула тонула.

Программа «Корона» не сразу принесла результат: первые 12 запусков были неудачными. Спутники не попадали на орбиту, попадали не на те орбиты, капсулы терялись, тонули. Только запуск Discoverer 13 позволил 29 июня 1960 года успешно подхватить капсулу в воздухе. Программа «Корона» была сверхсекретной, ее публичным прикрытием считались биологические эксперименты на мышах. Торжественное возвращение мышек с орбиты было отмечено кинороликом, где десантный транспортник Fairchild C-119 Flying Boxcar (производитель самолета – «дочка» холдинга Fairchild) подхватывал капсулу на лету и втягивал на тросе в открытый пандус (Личная видеоколлекция С. Бланка). Ролик показывали в кинотеатрах в «журналах новостей» и по ТВ. Джеймс Пламмер из Lockheed Aircraft говорил, что врать репортерам в глаза «о мышках» было трудно, пресса подозревала, что ей что-то недоговаривают. Главная недосказанность стала известна только после рассекречивания «Короны» и до сих пор часто ускользает от историков: капсула была пустая и запускалась специально для отработки перехвата, камеры в ней не было (NASA JPL Mission and Spacecraft Library). Первый полноценный запуск, после которого «Корона» стала приносить плоды, был Discoverer 14. Название «Корона» было заменено на новое в 1971 году, но технически спутники до 1976 года были той же архитектуры, что и ранее.

В СССР аналог «Короны», спутник «Зенит», был создан в ОКБ-1 Сергея Павловича Королева немного иначе – на базе капсулы корабля «Восток». Пространство, которое занимал Юрий Гагарин, отвели под аппаратуру. «Фарш» Зенита был несколько разнообразнее, чем у Keyhole, он нес аппаратуру радиоразведки «Куст» и камеру «Фтор» (на первых «Зенитах» была телекамера, и ее тоже сняли). «Фтор» по характеристикам несколько превосходил Keyhole, его ресурс составлял 1500 кадров на три стереообъектива и один монообъектив. Капсула садилась целиком, вместе со всей аппаратурой – таким образом, «Зенит» был многоразовым в отличие от одноразового Keyhole (Агапов В. Космические аппараты «ЗЕНИТ-2». Новости космонавтики, №10, 1996). Советская программа спутниковой разведки началась в 1962 году, и с этого момента возможности СССР и США почти сравнялись. Почти, потому что авиаразведка была опасна, но отказ от авиаразведки в пользу спутниковой разведки был невозможен, пока авиаразведка опережала спутниковую по оперативности разведданных.

В популярной литературе часто утверждается, что программа «Корона» стала ключевым источником разведданных по Карибскому кризису 1962 года; это неверно, советские войска и боевую технику на Кубе изучали все те же U-2 (один из которых был сбит советской «Двиной»). Конструкторы на протяжении 1960-х наращивали размер спутников и количество спускаемых кассет, но даже в случае крайней необходимости кассету нужно было спустить с орбиты, подобрать, передать в Eastman Kodak на проявку, и лишь после этого аналитики разведки получали фотографии – при условии, что кассета не будет утрачена при посадке, вероятность чего составляла 30–50%. Кроме того, в первых миссиях пленку часто засвечивало статическое электричество и космические лучи. Снимки с самолета-разведчика были доступны через несколько часов после посадки. Спутниковые снимки долгое время применялись для долгосрочного обстоятельного анализа – с их помощью, например, США пришли к выводу, что СССР имеет намного меньше МБР, чем считалось ранее.

Патрик Норрис, много лет бывший ведущим конструктором программного обеспечения спутников наблюдения, отмечал, что спутники были способны фотографировать и передавать изображения по радиоканалу уже в момент первых запусков – так были сделаны фотографии обратной стороны Луны в 1959 году («Луна-2», СССР) и Луны в большом приближении в 1964 году (Ranger-7, США). Но качество этих изображений было непригодно для разведывательных целей – и разрешающая способность телекамеры на электронно-лучевых трубках, и пропускная способность радиопередачи были слишком низкими (Norris, Patrick. Spies in the Sky: Surveillance Satellites in War and Peace. Springer Science & Business Media, 2007). Низкое качество снимков, искаженное передачей, вполне отчетливо видно при просмотре этих необработанных снимков, а разрешение снимков, например зонда Ranger-7, запущенного в июле 1964 года, составляло 300 на 300 пикселей. Для сравнения: принятый в 1963 году стандарт PAL имел 576 линий по вертикали, а более ранний стандарт NTSC 1953 года – 480 линий. Ограничение на пропускную способность преодолимо путем увеличения времени трансляции и улучшением алгоритмов сжатия, но сенсор камеры был нерешаемой проблемой – пока решение не нашлось совсем в другой области науки, физике твердого тела.

В 1968 году научные сотрудники Bell Labs Уиллард Бойл и Джордж Смит, работавшие на проекте создания магнитоэлектронных устройств, разработали за полчаса мозгового штурма у грифельной доски – так впоследствии рассказывал Бойл – принципиальную схему CCD (couple charged device). В русской технической терминологии часто применяется сокращение ПЗС – «прибор с зарядовой связью». Если эта история верна, то, возможно, это было самое быстрое нобелевское открытие (Boyle, Willard S. CCD – an Extension of Man’s Vision. 2009).

C инженерно-физической точки зрения CCD представляет собой каскад триггеров, работающий по принципу перемещения заряда по полупроводнику. Его самый простой аналог – бегущая строка, создающая визуальную иллюзию перемещения изображения по горизонтали. В CCD сходным образом перемещается заряд или «дыра» от одной потенциальной ямы к другой. Первый теоретический CCD Бойла – Смита был основан на дырочной p-проводимости, современные CCD в основном n-электронные. Это был «сэндвич» из поликремния, кремния и проводника. Впервые CCD-матрица была представлена публично в марте 1970 года на конференции в Сиэтле – выступление Смита продолжалось пять минут (Janesick, James R. Scientific Charge-coupled Devices. SPIE Press, 2001). На нобелевскую лекцию об истории открытия 8 декабря 2009 года Бойлу отвели уже целых 19 минут, а Смиту о принципе работы CCD – 28 минут.

Бойл и Смит изначально видели потенциал устройства и как модуля памяти, и как оптического сенсора – чтобы фиксировать световой поток, проводник должен быть фотоэлектриком. Такой фотосенсор очень скоро изготовили другие сотрудники Bell Labs – Майкл Томсетт и Джил Амелио; в нем было всего восемь монохромных ячеек, расположенных по одной линии. Свет, попадавший на фоточувствительные элементы, создавал потенциал тем больший, чем больше была интенсивность попадавшего на элемент светового потока. После экспозиции каждого кадра потенциал считывался попиксельно с одного конца сенсора и записывался в виде цифровой последовательности, по которой можно было бы восстановить изображение, а очищенная считыванием от заряда матрица была готова к записи нового кадра (Tompsett, M. F.; Amelio, G. F.; Smith, G. E. Charge Coupled 8-bit Shift Register. Applied Physics, 1 August 1970).

Джордж Смит и Уиллард Бойл
Prolineserver 2010 / Wikimedia Commons (CC-BY-SA-3.0)

Этот процесс можно представить в виде другой приблизительной аналогии: представим себе вязаный белый шарф, на который мы наносим краской изображение. Распустив и смотав шарф в клубок, мы получим нить с черными пятнами разного размера. После этого, если мы снова перевяжем нить в шарф с таким же числом и типом петель, мы восстановим изображение. Интересно отметить, что сходный метод записи информации путем развертки матрицы в последовательность был известен еще в античной Греции – по описанию Плутарха, спартанские цари кодировали переписку, оборачивая специальный жезл «скитала» лентой пергамена и делая на нем запись, а затем давали гонцу распущенный пергамен; получатель расшифровывал сообщение, используя точно такой же «скитал» (Плутарх. Сравнительные жизнеописания. Лисандр).

Первой цифровой фотографией в истории, сделанной летом 1970 года Томсетом, Амелио, Бойлом и Смитом (если можно так назвать последовательность импульсов), были три буквы – CCD (Smith, George E. The Invention and Early History of The CCD. 2009).

Хотя CCD-матрица разрабатывалась для возможного использования в раннем видеотелефоне Bell Labs на возможную замену светодиодного видеосенсора, антимонопольное регулирование запрещало Bell самостоятельно продавать устройства связи и обязывало ее лицензировать всю продукцию Bell Labs на общих условиях всем желающим. Проект видеотелефона конвертировали в разработку прототипа видеокамеры, которую Bell Labs через некоторое время разработал и демонстрировал заказчикам. Датировка знаменитого фото Смита и Бойла с видеокамерой телевизионного качества неизвестна. Лекция самого Смита датирует ее 1970 годом, но такой сенсор в это время еще не существовал, и сами Смит и Бойл выглядят там старше – скорее всего, верна версия, что снимок постановочный и сделан около 1975 года (Interview №411 for the IEEE History Center, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc).

Джил Амелио перешел на работу в Fairchild Semiconductors и уже в 1974–1975 годах предложил линейный сенсор на 500 пикселей и матрицу 100 на 100 пикселей.

Такую же матрицу 100 на 100 пикселей разработал и Texas Instruments. В конце 1970-х уже шли работы над сенсором 800 на 800 пикселей. Используя матрицу Fairchild CCD-201, молодой инженер Стивен Сассон, работавший на Eastman Kodak, собрал первый в истории полноценный цифровой фотоаппарат, который делал кадр за 50 миллисекунд и еще полминуты записывал его на обычную магнитофонную кассету. На кассету помещалось 30 кадров. Себестоимость этого проекта составила около 200 долларов США (Sasson, Steven (interwiew w. Gennuth, Iddo). The Dawn of Digital Photography. Megapixel.co.il. 28/11/2012).

Как сообщал Сассон много лет спустя, руководство «Кодака» встретило прототип скептически: «Они были убеждены, что никто никогда не захочет рассматривать свои фотографии на телевизоре». Руководство попросило Сассона дать прогноз, когда цифровая камера сможет обеспечить качество, равноценное фотопленке с ISO 110 – зернистость 35-миллиметровой пленки по размеру эквивалентна примерно двум мегапикселям. Сассон применил закон Мура и дал прогноз 15–18 лет. Камеру запатентовали (US Patent 4131919 26/12/1978), а Сассон получил указание не обсуждать камеру публично (Estrin, James. Kodak’s First Digital Moment. The New Yourk Times. Aug. 12, 2015). Много лет спустя Kodak потерял рынок и закрылся именно из-за того, что не успел охватить рынок цифровых камер, держась за умирающие пленочные.

В эти годы история первых CCD-камер начинает исчезать под завесой секретности.

Некоторый свет на события 1974–1976 годов проливает некролог Джеймса Вестфала, профессора Калтеха, который сообщает о заслугах покойного по созданию «широкоугольной планетарной камеры» WFPS для телескопа Hubble (Maverick scientist and instrument builder Jim Westphal dies. California Institute of Technology. Press release. 09/14/2004). «Хаббл», как известно, был задуман в середине 1970-х годов, запущен в 1990-м с фотокамерой с матрицей из четырех сенсоров 800×800 пикселей, несколько раз чинился и апгрейдился на орбите (в том числе получал камеру с новыми сенсорами). Но по оговоркам в раскрытых документах можно понять, что Hubble был в значительной мере гражданским вариантом военного спутника из уже знакомого нам проекта Keyhole – KH-11 Kennan 1976 года. В этот период участники проектов спутниковой разведки и разработки CCD – и так давно близкие – активно обсуждали возможности применения CCD в разведке и лоббировали финансирование спутника с CCD-камерой, особенно активен был Ланд, глава Polaroid.

Замена гироскопов на телескоп «Хаббл»
NASA

Интересно, что в 1984–1985 годах флотский аналитик Сэмюэл Моррисон был арестован и приговорен к двум годам лишения свободы за шпионаж – он опубликовал в редактируемом им военно-морском альманахе два снимка с KH-11. Это единственный случай, когда за утечку материалов наказали настолько сурово. Когда президент Клинтон в 1995 году подписывал указ о рассекречивании снимков по программам «Корона» и ее наследным программам, рассекречивание остановилось на KH-11. Это также говорит нам о том, что на борту KH-11 Kennan было что-то, что было и остается особо охраняемой государственной тайной США.

Единственный известный документ, который мог бы сейчас пролить свет на то, была ли на борту KH-11 CCD-камера, находится в собственности Российской Федерации. В 1978 году младший аналитик Уильям Кампайлс, уволенный из ЦРУ «за пьянство и половой разврат», продал с целью наживы советскому дипломату в посольстве СССР в Греции за 5000 долларов США полный технический мануал KH-11 и был осужден на 40 лет лишения свободы (освобожден через 19 лет). Где сейчас этот мануал и был ли он, неизвестно; ни СССР, ни Россия никогда не комментировали этот инцидент публично.

Во всяком случае, есть серьезные основания полагать, что первая рабочая CCD-камера в мире взлетела 19 декабря 1976 года на борту ракеты Titan-3D в составе KH−11 версии 1.1 и находилась там до 28 января 1979 года (Vick, Charles P. KH-11 Kennan reconnaissance imaging spaceraft. Globalsecurity.org. 2007). С этого момента можно вести отсчет цифровой фотографии. Спутники с CCD-камерой могли передавать фотографии на Землю в режиме вплоть до реального времени. В СССР спутники с цифровыми фотоаппаратами появились на несколько лет позже. Первым таким аппаратом был, вероятно, «Янтарь 4KC1» («Терилен») с фотокамерой «Жемчуг» производства ЦКБ «Красногорский завод», запущенный 28 декабря 1982 года.

В начале 1990-х годов CCD-сенсор уступил позиции по качеству сенсорам на основе CMOS (англ. complementary metal-oxide-semiconductor – комплиментарная структура металл-оксид-полупроводник). Главное преимущество CMOS-сенсора – это активный сенсор в отличие от пассивного CCD. CMOS-сенсор сочетает в себе низкое энергопотребление, преобразование и усиление сигнала прямо в светочувствительной ячейке и при этом имеет более низкую стоимость изготовления. Саму технологию CMOS создал в Fairchild Semiconductor в 1963 году Фрэнк Уонласс (US Patent 3,356,858), но ключевое изобретение, которое позволило использовать CMOS для создания фотосенсоров, было сделано только в 1993 году в NASA Jet Propulsion Lab – его сделал Эрик Фоссум, сейчас профессор инженерной школы Дартмутского университета (Inventions: CMOS Image Sensor. Michaelides, Lee. Dartmouth Engineer Magazine/ Summer 2011). CMOS-сенсор был создан в известной мере при противоположных обстоятельствах: после окончания холодной войны финансирование NASA резко сократилось, и руководители NASA поставили перед учеными задачу «Быстрее, лучше, дешевле». Несмотря на это, в NASA не спешили внедрять технологию, и Фоссум сам коммерциализировал ее, создав стартап Photobit (который через несколько лет купил Micron Technologies).

В 2000–2010 годах CMOS-сенсоры стали стандартными в профессиональных зеркальных камерах, а после 2010 года CMOS-сенсоры стали вытеснять CCD-сенсоры и в низшем сегменте – потребительских фотоаппаратов и смартфонов (Nokia N8 в 2010–2011 годах рекламировалась как смартфон с профессиональным качеством снимков).

Но в гражданском обороте даже CCD-камеры появились намного позже, чем у разведки. На рубеже 1970–1980 гг. президент Sony Кацуо Ивама, двоюродный брат Акио Морита, пытался создать потребительскую CCD-видеокамеру, но его смерть от рака прервала эти работы. В 1990–1991 годах швейцарский стартап Logitech (сейчас всемирно известный производитель всевозможной компьютерной периферии) выпустил портативную фотокамеру Logitech PhotoMan с матрицей 320×240 пикселей и 265 оттенками серого, которую производила уже не существующая компания Dycam – это была первая коммерческая камера (Warde, Benjamin. Dycam Model 1. February 19, 2012). В Японии примерно в то же время на рынке была камера Fuji DS-X.

Наконец, в 1994–1996 гг. компания Apple Computers (компанию, которой было уже совсем нехорошо, в это время возглавлял Майкл Спиндлер) вывела на рынок последовательно три модели цветных фотокамер QuickTake 100, 150 и 200 с матрицей 640×480 и 24-битным цветом. Первую модель 100 изготавливала Kodak, две последующие – 150 и 200 – Fuji. Камеры 150 и 200 записывали снимки на съемные карты флеш-памяти SmartMedia производства Toshiba. Apple QuickTake можно считать первой цифровой камерой современного типа. В 1996 году Apple Computers возглавил создатель CCD-матрицы Джил Амелио; его главным достижением на этой должности было не расширение бизнеса на цифровых камерах, а, скорее всего, возвращение в компанию ее основателя Стивена Джобса перед лицом угрозы ее окончательной гибели. Джобс и снял Apple QuickTake с продажи.

Цифровая камера Apple QuickTake
Redjar / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Устройства с камерами в продуктовой линейке Apple появились в 2007 году – это был iPhone с камерой два мегапикселя, то есть эквивалентный 35-мм пленке. К этому времени на рынке было уже множество портативных камер с CCD и зеркальных со CMOS-сенсорами – революция по переходу к цифровой технике была в самом разгаре. С iPhone процесс формирования современного смартфона, цифровой фотоаппарат которого – неотъемлемая часть потребительского опыта и поведения, в целом завершился. Историю смартфонов писать еще рано, хотя она интересна, разнообразна и, безусловно, будет со временем написана – пока нужно готовиться к этому и хранить образцы устройств и источники, которые стремительно исчезают в потоке новых технологий.

А новые технологии не переводятся. Эрик Фоссум, когда-то создавший CMOS-сенсор, с 2011 года работает со своими учениками над принципиально новым типом сенсора – квантовым. Этот сенсор, по замыслу Фоссума, будет улавливать единичные фотоны – причем все без исключения, и позволять создание матриц в миллиарды пикселей (Zhang, Michael. CMOS Inventor Working on Gigapixel Sensor That Can Detect Single Photons. October 12, 2015). Получится у него что-то или нет, покажет история, которая еще не написана.

Но даже если Фоссум и создаст за свою жизнь не одну, а две революции в цифровой фотографии, это не значит, что каждый школьник станет фотографировать на телефон, как лауреат конкурса National Geographic.

Во-первых, качество изображения – это еще и качество оптики. Спутники-шпионы не зря имеют объективы размером от полуметра до железнодорожной цистерны, и «Хаббл» испытывал проблемы не с цифровой матрицей, а с зеркалом несколько метров диаметром. Законы распространения света еще никто не смог обойти, и в крошечной линзе размером с горошинку крайне сложно избавиться от многих искажений – например, хроматических аберраций, знакомых всем цветных разводов на границе света и тьмы. Рефракцию разных длин волн обнаружил еще Исаак Ньютон в 1665 году, объяснил Томас Юнг в 1801 году, а вот компенсировать ее на пути к матрице мы еще не можем.

А во-вторых, никакая технология, вероятно, еще долго не заменит искусство, талант и мастерство того, кто держит камеру. «Цифровой глаз» – всего лишь продолжение глаза человека – художника, любителя… или разведчика. Человек видит им то, что хочет, и то, как умеет. Приборы не лучше людей, они только усиливают их возможности – и долгая тайная и явная история цифровой фотографии это ясно демонстрирует.