Электрическая вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества - Дэвид Боданис

Плимут, Англия, 1947

При самом зарождении жизни электрические силы особо важной роли не играли, однако и на нашей планете, и в нашем теле они работают постоянно и самым прозаическим образом. Например, когда мы включаем телевизор или компьютер, каждая светящаяся точка экрана принимается испускать электромагнитную волну, распространяющуюся со скоростью 1080 миллионов километров в час. После чего разворачивается последовательность событий, способная внушить благоговейный трепет.

Едва начинает светиться экран, как глаза зрителя совершают пошаговый поворот к нему — каждое весящее порядка семи грамм глазное яблоко, управляемое шестью плоскими мышцами, плавно скользит по жиру, который выстилает полость глазной орбиты. Глаза помаргивают, расширившиеся зрачки приводятся в состояние готовности, и в них врываются летящие электромагнитные волны.

Просквозив тонкий слой роговицы, они слегка замедляются, передовой фронт их образует почти плоскую поверхность, перенося еще не зарегистрированный сигнал от экрана в глубины тела ожидающего его человека.

Волны продолжают движение сквозь водянистую влагу глаза к зияющему отверстию зрачка. Человек может слегка прищуриться от слишком яркого свечения экрана, однако его рефлексы срабатывают медленно, за тысячные доли секунды, и за стремительным вторжением волн им не угнаться. Волны беспрепятственно проходят через зрачки.

Расположенные за ними хрусталики фокусируют волны, посылая их в лежащее глубже желе-образное стекловидное тело. Очень незначительное число входящих электрических волн разбивается на этом пути об органические молекулы, однако наибольшая их часть проскакивает эти мягкие биологические барьеры и продолжает пронизывать внутренность глаза, пока не достигает конечного пункта своего путешествия — хрупкой, волокнистой проекции мозга, известной под названием сетчатки. В самой ее глубине, в темноте, волны, движущиеся теперь со скоростью лишь ненамного меньшей изначальных 1080 миллионов километров в час, врываются в древние влажные кровяные сосуды и пронизывают клеточные мембраны, и тогда происходит нечто неожиданное.

Срабатывают электрические переключатели.

Само существование их кажется странным, поскольку тело человека пропитано влагой. Мы уже видели, как электричество работает в телеграфе, телефонах, электрических лампочках и моторах, радио, радарах и всевозможных компьютерах. Но здесь? Предполагается, что вода и электричество несовместимы. Джеймс Бонд, как всем известно, уничтожал злодеев, бросая радиоприемники (электрические) в их ванны (наполненные водой). И все же крошечные схемы нашего глаза дублируют работу самых хитроумных приемников электричества, несмотря на то что состоят они не из изолированных медных проводов и даже не из видоизмененного кремния, но из самых обычных белков, жирного холестерина и большого, очень большого количества воды.

Да и все наше тело работает на электричестве. Искривленные живые электрические кабели уходят в глубины нашего мозга, существующие внутри клеток интенсивные электрические и магнитные поля проталкивают питательные вещества или нейротрансмиттеры через мембранные барьеры, даже наша ДНК контролируется мощной электрической силой.

Ученые наших дней создали еще одну форму технологии — жидкостную, — позволяющую формировать во внутренних полостях наших тел миниатюрные лужицы, наполненные электрическими частицами. Обезболивающие вещества вплывают в электрические насосы наших нервных клеток, и те немеют, позволяя нам переносить хирургическую операцию; прозак запирает электрические приемные блоки нашего мозга, позволяя нам справляться с нашими горестями; электрически заряженные молекулы, содержащиеся в таблетке виагры, обостряют чувствительность наших нервных окончаний, усиливая испытываемое нами наслаждение. Все это — часть великого сдвига границ современных наук, от физики до биологии, перехода от внешнего физического мира к нашему телу и мышлению.

Представление о встроенных в наши тела и мозги электрических контурах оказалось неожиданным — до недавнего времени о роли электричества в теле никто и не помышлял. Пытливые древние греки и мусульмане заметили, как мы уже знаем, несколько электрических явлений, таких, например, как встающая дыбом — при условии, что воздух сух, — шерсть поглаживаемого животного. Анатомы Возрождения и более поздних времен обнаружили проходящие сквозь тело человека полые белые трубки и поняли, что это нервы. Впрочем, они полагали, что нервы управляются божественной силой или, при отсутствии таковой, миниатюрными шкивами либо гидравлическими жидкостями, но никак уж не электрическими искрами.

Положение начало изменяться по причине того, что большинство ученых, какими бы независимыми умами они себя ни воображали, не способно игнорировать моду, царящую в окружающем их обществе. В Англии и Италии 1600-х насосы были новой, волнующей, быстро развивавшейся технологией, поэтому, когда Уильям Гарвей приступил к исследованию кровообращения, представление о сердце как о насосе было для него вполне естественным. Ньютон и его последователи естественным образом представляли себе Вселенную как заводной механизм, поскольку многообещающей новой технологией конца семнадцатого века были точные механические часы.

В начале 1800-х немалое число людей уже успело побывать на демонстрациях простых электрических батарей и проводов. Когда одной грозовой ночью двадцатилетняя Мэри Шелли обменивалась с друзьями на берегу Женевского озера историями о привидениях, она вполне естественным образом заставила доктора Франкенштейна использовать при создании его чудища электричество. В 1840-х началось строительство телеграфных линий, сообщения по которым переносились стремительными потоками электричества. И чем большее число крупных городов Западной Европы соединялось ими друг с другом, тем труднее становилось поверить в то, что и длинные нервные волокна, служащие для передачи сообщений внутри наших тел, не используют при этом все то же электричество. Однако, когда в 1850-х немецкие ученые сумели точно измерить скорость распространения нервных сигналов, выяснилось, что электричество не распространяется в живых нервных клетках с той же скоростью в миллионы километров в час, с какой оно движется по телеграфным проводам. Внутри тела происходило нечто совсем иное, ибо скорость эта составляла всего 160 километров в час, что лишь в несколько раз превышает скорость, с которой движется кулак человека, наносящего удар.

В определенном смысле это было и хорошо, поскольку трудно понять, как могли бы уцелеть хрупкие ткани человеческого тела, если бы проходящие внутри нас сигналы распространялись со скоростью миллион километров в час. Однако почему все обстоит именно так, химия того времени объяснить не могла. Глазные яблоки приводятся в движение мышцами. Анатомы обнаружили эти мышцы без всякого труда. А вот никаких маленьких мышц, действующих как усилительные устройства наших многочисленных нервных сигналов, им обнаружить не удалось. Но, если наши нервные волокна подобны телеграфным кабелям, где же тогда батареи и что, собственно говоря, по этим кабелям движется? Ни длинных медных проводов, ни какого-либо еще металла внутри наших тел не имеется.