Удивительная физика. Магия, из которой состоит мир

Современные исследователи полагают, что в книге «Гуй Гу-цзы» собраны мысли разных авторов. Считается, что Учитель был реальным историческим персонажем и действительно жил в некой долине Демонов (или Духов), давно затерявшейся в тумане прошлого. У нас имеются относящиеся ко II веку до н. э. упоминания об использовании магнетита для изготовления «волшебной ложки», которая при помещении ее на гладкую поверхность всегда указывает на юг: теперь мы называем такое устройство компасом. Английское название магнетита – lodestone – происходит от существовавшего в среднеанглийском языке слова lode, которое означало путь или дорогу[15]. Следы этого употребления существуют до сих пор: мой любимый паб, построенная в XV веке таверна на реке Северн, называется Lower Lode Inn («Корчма на Нижней дороге»). Его легче всего найти, отправившись на юг из средневекового города Тьюксбери. Паб окажется прямо перед вами, за широким течением Северна. Посмотрите направо, и вы увидите столб, на котором висит колокол; позвонив в него, можно вызвать паромщика, который приплывет за вами через реку. Иначе приходится долго идти через поля или гораздо, гораздо дольше ехать на машине. Лучше всего добираться по нижней дороге.

Природные магниты подробно обсуждаются в вышедшей в 1558 году книге «Природная магия» (Magia Naturalis), которую написал Джамбаттиста делла Порта. Делла Порта, прозванный «профессором тайн», был неаполитанским ученым-энциклопедистом, занимавшимся, в частности, криптографией, оптикой, астрономией, метеорологией, физиологией и драматургией. Он основал первое в мире научное общество под названием Academia Secretorum Naturae (Академия тайн природы). Каждый желающий вступить в это общество должен был разъяснить по меньшей мере одну из неизвестных до тех пор тайн природы. Это требование до сих пор остается условием получения ученой степени в естественных науках: в современных терминах речь идет о представлении оригинального научного открытия. Академия была распущена папой римским по подозрению в колдовстве; делла Порту допрашивала инквизиция, а многие его друзья попали в заключение. Это его не смутило: он изобрел способ передачи им тайных посланий, записанных внутри вареных яиц[16]. Если четыре стихии иллюстрируют первоначальные изыскания в физике конденсированного состояния, то «Природная магия», несомненно, иллюстрирует первоначальное состояние научно-популярной литературы. Делла Порта перечисляет множество древних представлений по двадцати темам, от «необычных стекол» до «подделки славных камней». При этом он не просто регистрирует существующие верования, но и описывает свои собственные опыты, проверяющие их достоверность, и не стесняется отмечать случаи, в которых древние авторитеты несли чушь. В книге VII, «О чудесах магнитного камня», мы находим главы с не нуждающимися в пояснениях заглавиями: «Глава LIII: Неверно, будто алмаз ослабляет достоинства магнита» или «Глава LIV: Козья кровь не освобождает магнит от заклятия алмаза». Он скрупулезно указывает источники своих сведений, а многие из его собственных наблюдений оказываются точными и проходят проверку опытом.

Хотя козья кровь действительно никак не влияет на свойства магнита, на них могут воздействовать другие магниты. Как именно они воздействуют, зависит от типа этого магнита. Наиболее очевидны магнитные свойства материалов, обладающих собственным магнетизмом, – ферромагнетиков. Приставка «ферро-» отсылает к железу, которое является типичным примером ферромагнетика: любой кусок чистого железа можно намагнитить при помощи другого магнита. Затем существуют материалы, сами по себе не магнитные, но проявляющие магнитные свойства, если поместить их рядом с магнитом, к которому они при этом притягиваются. Если их вывести из магнитного поля, они лишаются магнитных свойств. Эти вещества называются парамагнетиками; к этой категории относится большинство элементов периодической системы.

Третий тип распространенных магнитов – это диамагнетики. Они тоже не магнитны сами по себе, но проявляют магнитные свойства, будучи помещены в поле другого магнита. Однако если парамагнетики притягиваются магнитами, диамагнетики ими отталкиваются. Если вы когда-нибудь прижимали магнит к другим предметам, вы, вероятно, находили примеры ферромагнетиков и парамагнетиков, но вряд ли замечали какие-либо диамагнетики. Однако они распространеннее всего – просто диамагнетизм проявляется так слабо, что мы его не замечаем. В число диамагнетиков входят вода, древесина, многие металлы, многие пластмассы и большинство органических материалов. Например, вы сами тоже являетесь диамагнетиком.