Удивительная физика. Магия, из которой состоит мир

Почему бы просто не покрыть всю Сахару солнечными панелями? Ну потому что это ценная и уникальная экосистема. Но почему мы не генерируем электроэнергию возобновляемыми методами, используя особенности местных условий, чтобы потом рассылать ее по всему миру? Солнечную в Сахаре, геотермическую в Гренландии, ветряную в Чикаго (ну ладно, чикагские ветра – это миф)… Короткий ответ – из-за второго начала термодинамики: передача энергии неизбежно приводит к потере большой ее части по пути, в основном в форме тепла, но также в форме звука и вибрации. Например, можно услышать, как гудят линии электропередачи, а если воткнуть люминесцентную лампу в землю под линией электропередачи, она начнет светиться. В фильме «Престиж» (The Prestige, 2006), когда аналогичный трюк проделывает Никола Тесла, его объявляют истинным волшебником – человеком, который на самом деле может сделать то, что фокусники только изображают. Этот эффект вызывается коронным разрядом, посредством которого линии электропередачи рассеивают энергию в воздухе. В 2021 году только Соединенные Штаты потеряли электроэнергии на сумму около 31 миллиарда долларов в процессе передачи и распределения; этого хватило бы, чтобы освещать улицы Нью-Йорка в течение тысячелетия[108]. Несмотря на большие усилия, которые прилагаются к минимизации потерь, второе начало, по-видимому, говорит нам, что они неизбежны. На памяти всех живущих поколений технологии развивались в экспоненциальном темпе. Этот рост совпал с экспоненциальным же ростом численности человечества; оба начались приблизительно во времена промышленной революции. Но, по оценкам ООН, к 2100 году численность населения мира должна стабилизироваться. В двух предыдущих главах мы видели примеры того, как физика конденсированного состояния может обеспечить продолжение столь же стремительного технического прогресса человечества. И все же кажется разумным надеяться, что в отдаленном будущем стабилизировавшееся население может обратиться вместо этого к поискам технологий, направленных на достижение равновесия с окружающей средой.

С практической точки зрения это потребует возможности передавать энергию из одного места в другое без потерь. В этом можно увидеть продолжение главного предприятия алхимиков – поисков способа трансмутации свинца в драгоценные металлы, который должен быть получен благодаря обнаружению философского камня. Однако физические трансмутации были лишь одной из способностей этого камня. Более высоким его назначением было обеспечение бессмертия – то есть избавление от потерь. Сходные изыскания велись повсюду – в древнем Шумере, у персидских магов, у китайских даосов, у европейских алхимиков, у догонов в Африке. Во всех этих случаях присутствовала вера в – предположительно – магические способности тех, кто обрабатывает металлы; эту связь красноречиво описал в своей истории алхимии, книге «Кузнецы и алхимики» (Forgerons et alchimistes, 1956)[109], Мирча Элиаде:

Важен тот факт, что овладение огнем утверждается как в культурном прогрессе, который является ответвлением металлургии, так и в психофизиологических техниках, образующих основу древнейших магий и известных шаманских мистик.

В 1911 году голландский физик Хайке Камерлинг-Оннес осуществил мечту алхимиков, преобразовав низкое вещество в драгоценный металл. В качестве исходных материалов он использовал излюбленные металлы алхимии – ртуть и свинец. Однако успеха он добился не приложением жара, а его полным исключением: он охладил металлы до самой низкой температуры, когда-либо достигавшейся на Земле. Камерлинг-Оннес не превратил эти металлы в золото, но преобразовал их в нечто гораздо более ценное – сверхпроводник.