Семь элементов, которые изменили мир - Джон Браун

Чтобы начать широко применять стекло в строительстве, следовало дождаться некой выдающейся инновации. В 1952 г. Алестер Пилкингтон изобрел процесс изготовления так называемого флоат-стекла. Его получают, выливая расплавленную стекольную массу на слой расплавленного олова, чтобы стекло становилось ровным и не требовало последующей обработки. Процесс Пилкингтона позволял получать идеально чистое стекло с гораздо меньшими издержками по сравнению с традиционными способами [36]. Вскоре у многих новых городских зданий появились полностью застекленные фасады. Недавно построенный в Лондоне 310-метровый небоскреб, застекленный со всех сторон, выглядит как блестящее надкрылье жука [37].

Теперь стекло используется повсеместно: из него делают предметы и эстетически значимые, и утилитарные. Зеркала и окна доступны всем; мир словно покрыт прозрачными, отражающими свет поверхностями.

Сверкающие поверхности

На фотографии Хироси Сугимото «Урок музыки» показаны две восковые фигуры у клавесина. Над играющей женской фигурой висит зеркало в раме из черного дерева. Ее лицо отражается на фоне мраморного пола в шахматную клетку. В зеркале можно также увидеть нижнюю часть треноги фотоаппарата. Фотография по композиции напоминает картину Яна Вермеера с тем же названием [38]. На полотне, хотя и не совсем отчетливо, можно различить отражение в зеркале ноги и перекладины мольберта художника. Используя зеркало, и Вермеер, и Сугимото, указывая на присутствие художника, сознательно помещают себя рядом с персонажами. Зеркала обеспечивают альтернативный взгляд на изображаемую сцену, расширяя наши зрительные возможности и создавая ощущение реальности.

Может показаться даже, что изображение возникает благодаря зеркальной поверхности. В сказке Льюиса Кэрролла «Алиса в Зазеркалье» главная героиня развлекает себя тем, что притворяется, будто изображение в зеркале показывает происходящее в каком-то другом мире. Пройдя сквозь зеркало, она оставляет за собой реальный мир и входит в мир, который воображает. Джонатан Миллер, автор книги «Отражение» («On Reflection»), объясняет: «Помимо непосредственной чувственной привлекательности предметов, которые светятся, сияют, блестят, сверкают, мерцают и вспыхивают, отражения, как и тени, привлекают нас, помогая представить вещи, которые существуют иначе, чем видится в воображении» [39].

Самые первые зеркала удивляли и побуждали человека к самоанализу. Платон был первым западным мыслителем, размышлявшим об их феномене: «Можно взять зеркало и поворачивать его во всех направлениях: из ничего возникнут отражения солнца и звезд в небе, вас самого и других существ, предметов и растений и всех возможных объектов. Да, всего того, что есть в реальности, но не в зеркале» [40]. Платон был уверен: образ в зеркале – обманчивый и искаженный. Нарцисс спутал свое отражение в воде с реальностью и влюбился в него. Не способный оторвать взгляд от прекрасного существа, которое, как ему казалось, он видел за границей поверхности воды, он умер. Но, с другой стороны, Сократ утверждал: если юноша станет рассматривать себя в зеркале, он лучше себя поймет. Сегодня отражения в зеркалах дают ощущение благополучия. Немногие люди способны пройти мимо зеркала и не взглянуть туда. Интересно, на что была бы похожа жизнь без отраженных образов? Но стекло и зеркала сделали гораздо больше, чем просто изменили наше самовосприятие. Они также изменили и наш взгляд на самих себя во Вселенной.

«Если бы они видели то, что видим мы»

Летом 1609 г. Галилео Галилей, в то время живший в Венеции, услышал об устройстве, позволяющем «смотреть на удаленные предметы, будто они находятся вблизи» [41]. Прибор, о котором ему рассказывали, представлял собой трубку, на концах которой укреплены куски стекла с изогнутыми поверхностями. Галилео был заинтригован, но отнесся к новости осторожно: он знал, что стекла с изогнутыми поверхностями искажают изображение, а при объединении двух стекол искажение должно еще больше усилиться. Сам умелый мастер, Галилео купил стеклянные линзы у продавца очков и принялся конструировать телескоп. К концу лета первый экземпляр был готов. Он обеспечивал восьмикратное увеличение. Галилей продемонстрировал его венецианским законодателям и вызвал «безмерное удивление присутствовавших» [42]. Галилей рассматривал объекты, которые прежде не видел никто. Он нанес на карту неба сотни новых звезд и даже, к своему изумлению, разглядел горы на Луне и спутники Юпитера.

В то время считалось, что Земля находится в центре Вселенной. Круглые планеты и звезды вращаются вокруг центра в хрустальных сферах. Но представлениям о небесных сферах никак не соответствовали картины ночного неба, увиденные Галилеем. Более точные измерения орбит планет, проведенные с помощью телескопа, также не позволяли больше считать Землю центром. Наблюдения Галилея предоставили доказательства в поддержку новой модели Вселенной, предложенной Николаем Коперником в 1543 г. Центральное место во Вселенной занимает Солнце, утверждал Коперник [43]. Модель противоречила не только господствующей религиозной доктрине, но и обыденной логике: разве может Земля двигаться в пространстве без того, чтобы это движение не замечали люди на поверхности? [44].

Однако доказательства, представленные Галилеем, невозможно было проигнорировать. Впервые со времен Античности пространство ночного неба расширилось. А благодаря знаниям, полученным с помощью кремниевых линз телескопа, мыслители постепенно отказались от представлений о Вселенной, господствовавших со времен Аристотеля. «Если бы они видели то, что видим мы, – писал Галилей о живших до него астрономах, – они судили бы так же, как мы» [45].

Кремний позволил увидеть небесные просторы, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. Людям постоянно хочется заглянуть все глубже и глубже во Вселенную. Изобретение Галилея дало импульс к созданию мощных телескопов. К середине XVII в. астрономы строили телескопы длиной в 50 метров: для управления ими требовалась сложная система опор и блоков. Увеличение длины телескопов – один из способов избежать размытости изображения, возникавшей вследствие кривизны поверхности линз [46]. В таких «телескопах-рефракторах» свет разных цветов, проходя через линзы, пропускался в разных количествах, что не позволяло получить четкое изображение. Исаак Ньютон справился с этой проблемой, создав «телескоп-рефлектор», в котором использовались не линзы, а зеркала. Они отражали каждую составляющую света одинаково, независимо от цвета, что делало изображение более четким. Ньютону телескоп служил еще одним доказательством того, что белый цвет состоит из семи цветов радуги.

Даже при использовании очень больших зеркал четкость изображения не пропадала. Чем больше зеркала, тем дальше позволял заглянуть телескоп. Живший в XVIII в. астроном Уильям Гершель довел использование этого принципа до крайних пределов [47]. Он сделал больше, чем кто-либо другой, для повышения мощности отражательных телескопов, сумел увидеть астрономические объекты за пределами Солнечной системы. «Великая цель, – писал он сэру Джозефу Бенксу, президенту Королевского научного общества, – увеличить то, что я назвал “силой проникновения в космос”» [48]. Шлифуя и полируя все более и более крупные зеркала, Гершель сумел в конце концов разглядеть, что некоторые мельчайшие световые точки на небе являются на самом деле распыленными объектами [49]. Некоторые из этих «туманностей», как было доказано позже, – это галактики, подобные Млечному Пути. С тех пор размеры отражательных телескопов значительно увеличились: в 1917 г. на горе Уилсон был установлен телескоп Хукера с зеркалом диаметром 2,5 метра, а в 1948 г. на горе Паломар – телескоп Хейла с зеркалом диаметром 5 метров. Сегодня телескопы с зеркалами диаметром более 10 метров, установленные на горных вершинах Канарских и Гавайских островов, позволяют с невиданной ранее точностью вести наблюдение за ночным небом.

Фотоны не только переносят информацию о соприродных им звездах, но переносят и энергию. Задолго до изобретения телескопов зеркала использовались, чтобы улавливать и фокусировать энергию света ближайшей к нам звезды – Солнца.

Солнечная энергия

В середине XVII в. Афанасий Кирхер, ученый-иезуит, установил пять зеркал, чтобы направить солнечный свет на мишень на расстоянии 30 метров. Температура воздуха около мишени была настолько высокой, что его помощник чувствовал себя рядом с ней крайне некомфортно. «Какого ужасного результата можно было бы добиться, – размышлял Кирхер, – использовав тысячу зеркал!» [50]. Кирхер, вероятно, был знаком с легендой об архимедовых зеркалах. В начале III в. до н. э., когда римские корабли под командованием полководца Марцелла подошли к Сиракузам, Архимед велел находившимся на берегу солдатам разместить блестящие щиты таким образом, чтобы они направляли отраженные солнечные лучи на вражескую армаду. В результате концентрация тепла оказалась столь высока, что вражеские корабли загорелись. Действительно, хорошо зная геометрию, Архимед мог рассчитать, как сфокусировать лучи света и как нацелить метательные орудия, чтобы разрушить корабли противника до того, как они смогут подойти близко к берегу и высадить десант [51].