Алхимия и жизнь. Как люди и материалы меняли друг друга

Рут Бельвиль (1854–1943) доставляла время своим клиентам. Раз в неделю она проделывала трехчасовой путь от своего коттеджа в Мейденхеде, что в тридцати милях к западу от Лондона, до Королевской обсерватории в Гринвиче. Подойдя к воротам[4 - Дэвид Руни, интервью, взятое автором по телефону 4 марта 2016 г.] в девять утра, она звонила в дверь, и привратник официально приглашал ее войти. К ней подходил служитель, и она передавала ему свои часы – «Арнольда». Пока она ждала за чашкой чая и болтала с привратником, ее часы сверяли с главными часами обсерватории. Затем служитель возвращал ей «Арнольда» вместе с сертификатом, указывающим разницу между его показаниями и данными обсерватории. Со своим верным хронометром и официальным документом в руках Рут спускалась с холма к Темзе, шла к пристани, садилась на паром и отправлялась к лондонским клиентам.

Рут Бельвиль доставляла людям время в ту пору, когда в обществе все больше набирала силу привычка жить по часам. До появления часов жизнь была иной, и эту эволюцию можно сравнить с тем, как меняется наше восприятие с возрастом. У младенцев свое время – время еды, время сна, время игр. Но когда мы становимся старше, жизнь перестает зависеть от этих биологических ориентиров, и мы привыкаем подчиняться расписанию школьных уроков и перемен. Общество претерпело аналогичную метаморфозу, переключившись с природных знаков на стрелки часов. Издревле время отслеживали по солнцу – восход, зенит, закат. Именно этими ориентирами руководствовались люди, назначая свидания в дочасовую эпоху. Часы дали нам возможность встречаться и взаимодействовать друг с другом в любое время, но повлекли за собой и то, что Олдос Хаксли назвал «пороком скорости»[5 - Robert James Forbes, The Conquest of Nature: Technology and Its Consequences (New American Library, 1969), 118.]. До появления часов мы могли долго ждать чьего-то прихода. А в наши дни в США мы едва ли прождем кого-то дольше двадцати минут после назначенного времени[6 - Роберт Левин, интервью, взятое автором по телефону 2 мая 2016 г.]. Точное время изменило общество и затронуло все стороны жизни. Одно из таких изменений не дает нам спать по ночам. Жизнь по часам изменила наш сон.

Сон в давние времена

Наши предки спали по-другому. Они не спали дольше. Они не спали лучше. То, как именно они это делали, нам, современным людям, сложно даже определить. До промышленной революции наши предки спали в два приема за ночь[7 - A. Roger Ekirch, "The Modernization of Western Sleep: Or, Does Insomnia Have a History?" Past & Present 226, no. 1 (2015): 156.]. Если бы мы могли заглянуть в прошлое, то увидели бы, что они отправлялись ко сну около девяти-десяти часов вечера и спали три с половиной часа[8 - Роджер Икирч, интервью, взятое автором по телефону 22 апреля 2016 г.]. Затем они спокойно вставали после полуночи и бодрствовали около часа. А когда снова уставали, возвращались в кровать и засыпали еще на три с половиной часа. Эти две порции назывались «первый сон» и «второй сон», и именно так выглядел привычный ночной отдых.

В отличие от современного отношения ко сну, наши предки не тревожились по поводу того, что просыпаются посреди ночи, и не беспокоились, что это нездорово. По сути, они воспринимали это иначе – они наслаждались таким бодрствованием. Они использовали этот перерыв, чтобы писать, читать, шить, молиться, ходить в туалет, есть, убираться или сплетничать с соседями[9 - Ekirch, "Modernization of Western Sleep," 152.] (которые, скорее всего, тоже не спали в предрассветные часы). Как только вся эта компания полуночников чувствовала сонливость, антракт заканчивался, и они отправлялись по кроватям ко второму акту.

Хотя сегодня нас удивляет такой интервальный, или сегментированный, сон, он существовал с давних пор – ему по крайней мере две тысячи лет. Поскольку мало кто помнит эту традицию, лучшие ее доказательства обнаруживаются в старых книгах. Античные тексты[10 - Ekirch.] вроде «Одиссеи» Гомера (написанной около 750 г. до н. э.) и «Энеиды» Вергилия (19 г. до н. э.) упоминают «первый сон». Упоминается он и во многих классических произведениях[11 - Ekirch, 158.]: «Дон Кихот» (1605), «Последний из могикан» (1826), «Джейн Эйр» (1847), «Война и мир» (1865), «Посмертные записки Пиквикского клуба» (1836). Более чем в тысяче газет XIX в. тоже встречаются сотни примеров[12 - Икирч, телефонное интервью.] такого рода.

В западной культуре дробный сон был частью повседневной жизни. Но к началу XX в. он исчез. Промышленная революция поменяла характер нашего сна двумя ударами: первый, прямой и ощутимый, был нанесен изобретением искусственного освещения[13 - Ekirch.]; второй, менее очевидный, связан с культурой, а именно со стремлением к пунктуальности, появившимся вместе с часами. Искусственные источники света раздвинули темноту и удлинили день. Но, помимо этого, мы стали одержимы временем, идеей все делать вовремя и стремлением не терять времени. Собственно, было только вопросом времени, когда же эта одержимость скажется на нашем сне.

Когда в XVII в. в Северную Америку прибыли пуритане, они привезли с собой много всего – в том числе ощущение времени и веру в то, что его нужно использовать с умом. Позднее эти религиозные ценности перевоплотились под влиянием капитализма в присказку Бенджамина Франклина «время – деньги». С таким подходом наша культура становилась все более одержимой временем, а наши поступки и взаимодействия все больше диктовались им. Сердцем нашей культуры стала фабрика, а ее пульс определяли часы[14 - Edward P. Thompson, "Time, Work-Discipline, and Industrial Capitalism," Past & Present, no. 38 (1967): 82.]. Куранты подавали рабочим сигнал: когда начинать, когда заканчивать смену или даже когда ускорить темп. Этот пульс ощущался, впрочем, не только в пределах фабричных стен. Семейная жизнь тоже стала строиться вокруг фабрики. Все события в доме приспосабливались к этому пульсу – утренний подъем, приемы пищи, возвращение домой, отход ко сну и так далее.

Людям, рожденным и выросшим в наше время, сложно представить себе эту бурную одержимость временем в XIX в. Торговля временем вразнос, которой занималась Рут Бельвиль, – продукт ее эпохи. Новоявленную манию можно проиллюстрировать появлением новых слов[15 - Примеры этимологии взяты с сайта: www.etymonline.com (http://www.etymonline.com/).]. Например, в игре перерыв называется half-time (в футболе, с 1867 г.) или тайм-аут (time-out, с 1896 г.). Популярные книги в жанре научной фантастики, такие как «Машина времени» (The Time Machine, 1895) Герберта Уэллса, заразили нас интересом к путешествиям во времени. Государства сформировали всемирную сеть синхронизированных часов с опорой на среднее время по Гринвичу (Greenwich Mean Time, установлено в 1847 г.), создав поясное время (standard time, 1883 г.), так что у нас появились временные графики (timelines, 1876 г.), часовые пояса (time zones, 1885 г.) и временные метки (time stamps, 1888 г.). Люди осознали свою смертность и описывали вещи через отпущенное им время (time span, 1897 г.) или временные ограничения (time limit, 1880 г.). Когда что-то становилось старомодным, мы отмечали, что оно отстает от времени (behind the times, 1831 г.). Когда человека отправляли в тюрьму, про него говорили – отбывает срок (doing time, 1865 г.). В целом мы жили в обществе, которое дорожило временем (timewise, 1898 г.), придерживалось временных графиков (timetable, 1838 г.) и стремилось показать лучшее время (make good time, 1838 г.). Мы в целом стали внимательнее следить за временем. Это затронуло все стороны нашей жизни, в том числе и сон.

Когда Рут Бельвиль занялась своей необычной торговлей, ее покупатели, которые спали не так, как мы спим сейчас, все активнее желали знать точное время. По роду деятельности Рут прозвали «леди Гринвичского времени», ведь она снабжала точным временем тех, кому нужно было его знать. Рут имела возможность оказывать эти услуги благодаря хронометру «Арнольд», но она была не первой его владелицей. Ее мать, овдовев, занималась тем же самым до самой смерти, а начал этот необычный бизнес отец Рут. В общей сложности семья поставляла точное время почти 104 года.

В этой профессии семья Бельвилей оказалась случайно. Отец Рут, Джон Генри Бельвиль, будучи человеком любезным, безропотно соглашался брать на себя постоянно растущий объем работы в обсерватории в качестве метеоролога и астронома. Требовательных руководителей все больше раздражали перерывы в работе из-за того, что местные астрономы постоянно уточняли время для своих наблюдений. Они являлись в обсерваторию без предварительного уведомления и отвлекали сотрудников от научной деятельности; так созрел план обеспечивать временем тех, кто в нем нуждался. Усердный и вежливый Джон Бельвиль доставлял время почти двум сотням[16 - Руни, телефонное интервью.] своих клиентов.

Джон Бельвиль умер 13 июля 1856 г., завещав часы третьей жене по имени Мария Элизабет[17 - Rooney, Ruth Belville, 35.]. Муж не оставил ей пенсии, так что вдова была вынуждена искать способ прокормить себя и двухлетнюю дочь Рут. Так что она до конца жизни продавала время ста клиентам. Затем часы «Арнольд» в 1892 г. унаследовала Рут, продолжив семейное дело в возрасте тридцати восьми лет.

Официально хронометр назывался John Arnold № 485[18 - John L. Hunt, "The Handlers of Time: The Belville Family and the Royal Observatory, 1811–1939," Astronomy & Geophysics 40, no. 1: 1.26.] в честь создавшего его в 1786 г. мастера. Это был высокоточный прибор, куда более надежный, чем обычные карманные часы. По легенде, «Арнольд» предназначался в подарок члену королевской семьи, а именно герцогу Суссекскому, сыну Георга III[19 - "Taking the Time Round," Yorkshire Post and Leeds Mercury (Leeds, UK), December 13, 1943, 2.]. Однако герцог Суссекский счел, что прибор слишком велик, и, сравнив его с металлической грелкой для кровати[20 - Hunt, "Handlers of Time," 1.27.], отверг подарок. По счастливой случайности герцог был связан с Королевской обсерваторией и направил «Арнольда» прямо в руки Джона Бельвиля, когда создавалась служба доставки времени. Изначально корпус «Арнольда» был золотым, но его заменили на серебряный, чтобы он не стал приманкой для воров. Впрочем, красота «Арнольда» была не внешней, а внутренней. За белым эмалевым циферблатом и золотыми стрелками «Арнольда» скрывалась слаженная работа разных материалов: латунных шестеренок, рубиновых опорных подшипников и стальной пружины. Этот хронометр, изготовленный в XVIII в., тикает пять раз в секунду – отличный результат даже по сегодняшним меркам.

Хронометр «Арнольд» – наследник древней традиции, ведь человечество стремилось определять время с начала эпохи Античности. Солнечные и водяные часы дают представление о течении времени. Но, чтобы разметить время, как линейку, требовалось выявить некую закономерность, поддающуюся счету. По преданию, наблюдая за люстрами Пизанского собора, Галилео обратил внимание на регулярность их колебаний. Подсчитывая удары своего пульса, он обнаружил, что люстры раскачиваются из стороны в сторону в стабильном, неизменном ритме – с собственной частотой. Именно такого простого наблюдения не хватало человечеству, чтобы придумать способ измерять время. Позднее в более компактных карманных часах, таких как «Арнольд», вместо маятника стали использовать баланс – колесо со спиралевидной пружинкой. Но делать маленькие часы вроде «Арнольда» было нелегко, ведь они могли отображать время точно только при условии, что пружины во всех часах имели строго одинаковые характеристики. Сборка часов была невероятно изнурительным делом. Одного английского часовщика XIX в. это настолько выводило из себя, что он предпринял решительные действия.

Часы Бенджамина Хантсмена

Бенджамина Хантсмена очень раздражали его часы. Он родился в 1704 г. в Эпворте, в Англии, и имел репутацию умного, изобретательного и искусного часовщика[21 - Kenneth Charles Barraclough, Benjamin Huntsman, 1704–1776 (Sheffield, UK: Sheffield City Libraries, 1976), 2.]. В родной деревне он чинил всякие механизмы – и замки, и часы, и инструменты, и вертела[22 - Samuel Smiles, Industrial Biography: Iron Workers and Tool Makers (Boston: Ticknor and Fields, 1864), 136.]. Но, несмотря на инженерный талант и смекалку, он недолюбливал собственные часы. Их точность оставляла желать лучшего из-за низкого качества металлических пружин.

В самой глубине часового прибора есть тикающий механизм. В некоторых часах маятник качается из стороны в сторону; в маленьких карманных этот механизм состоит из баланса – колеса с тонкой спиралевидной пружинкой. Пружина баланса при работе часов расширяется и сжимается, как грудная клетка, передавая движение спусковому механизму, который и производит звук «тик-так». Если пружинка в часах «ика?ет», то они спешат; если «дышит» слишком глубоко – отстают. Для точности прибору необходимы гибкие, безупречные пружины со стабильными вдохами и выдохами.

К сожалению, качество доступных Хантсмену металлов не отличалось постоянством, поскольку ингредиенты в них не были равномерно распределены. Более того, в этих металлах содержались нежелательные примеси и включения. Из-за неоднородности материалов ритм часов был неравномерным, а из-за примесей и включений пружинки лопались. И то и другое плохо сказывалось на точности измерения времени.

Решая, как усовершенствовать пружинки в своих часах, Хантсмен обратил внимание на исходный материал – металл, называемый цементированной сталью. Цементированную сталь получали путем добавления углерода в железо, для чего сталевары помещали железные бруски в печь, раскаляли докрасна, а потом обкладывали углями[23 - Kenneth Charles Barraclough, "Swedish Iron and Sheffield Steel," Transactions of the Newcomen Society 61, no. 1 (1989): 79–80.]. Через пять дней в брусках содержалось большое количество углерода из угля, но значительная часть скапливалась у поверхности, как у плохо пропитавшегося маринадом стейка. Для более глубокого перемешивания сталеварам приходилось разогревать металл до размягчения, сплющивать его молотом в пластину, а затем складывать ее вдвое, чтобы металл стал более однородным. Этот метод, несомненно, был хорош для введения углерода, но никак не помогал очистить металл от посторонних примесей. Хантсмену необходимо было придумать другой способ.

Однажды Хантсмена в его часовой мастерской в Донкастере[24 - Smiles, Industrial Biography, 137.] посетила простая, но революционная мысль: расплавить железо полностью. В расплавленном металле ингредиенты будут перемешиваться лучше, и углерод распределится равномерно. Кроме того, посторонние примеси и включения легче жидкого металла и всплывут на поверхность по такому же принципу, как масло отделяется от воды, и тогда Хантсмен сможет их удалить.

Он начал работать тайно, избегая связей с внешним миром, и сотни попыток заканчивались неудачей. Записи о его исследованиях сгорели при пожаре, но свидетельства экспериментов остались в земле у его мастерской в Донкастере. Он безуспешно пытался размешать углерод и удалить посторонние частицы. После десяти лет работы, около 1740 г., Хантсмен наконец довел свою сталь до совершенства. Он отметил это достижение изготовлением часов.

Секрет успеха Хантсмена заключался в создании емкости для расплавленного металла. Этот контейнер – тигель – выглядел как высокая античная ваза. Керамический тигель мог выдерживать не только жар металла, но и его значительный вес. Чтобы создать такую емкость, Хантсмен размалывал привезенные из Голландии[25 - Alan Birch, The Economic History of the British Iron and Steel Industry, 1784–1879: Essays in Industrial and Economic History with Special Reference to the Development of Technology (London: Cass, 1967), 301.] горшки и добавлял графит и особую английскую глину, которую называли стоурбриджской. После этого Хантсмен разбавлял смесь водой, а затем один из его верных рабочих месил ее голыми ногами восемь-десять часов[26 - John Percy, Metallurgy: The Art of Extracting Metals from Their Ores, and Adapting Them to Various Purposes of Manufacture (London: John Murray, 1864), 835.]. Голыми ступнями можно было не только выдавить из глины все пузырьки воздуха, но и обнаружить в ней камешки – а избавляться необходимо и от того, и от другого, иначе тигель треснет, и сталь прольется.

Вымесив глину, из нее лепили емкости, которые сушили, а затем обжигали в специальной печи. Когда тигли были готовы, начинался процесс варки стали.

Хантсмен оттачивал свой метод в новой мастерской неподалеку от города Шеффилда, который был центром сталеварения. Его рабочие складывали бруски цементированной стали в тигель, который затем опускали в печь на пять часов. Когда тигель доставали, рабочий умело переливал сталь в форму, стараясь при этом, чтобы в нее не попал верхний слой, образованный нежелательными всплывшими включениями. После того как вся сталь оказывалась в форме, получался однородный металл под названием тигельная сталь, именно из нее изготавливали тончайшие пружины для часовых балансов, которые раскручивались и скручивались равномерно. Благодаря изобретению Бенджамина Хантсмена появились более точные часы, которые можно было держать в кармане, вешать на стену или носить по всему Лондону, снабжая горожан временем, как Рут Бельвиль с ее «Арнольдом».

Узнав точное время в Королевской обсерватории, Рут Бельвиль с «Арнольдом» направлялась к лондонским докам, а потом нарезала круги по всему городу, пересекая попутно самые разные районы. Она начинала на востоке, принося время в доки, полные преступников и вони. Тик-так. После этого устремлялась в фешенебельную западную часть Лондона – на Оксфорд-стрит, Риджент-стрит и Бонд-стрит, где располагались дорогие магазины и ювелиры (в том числе и королевский ювелир[27 - Rooney, Ruth Belville, 99.]). Тик-так. Дальше она направлялась к северу на Бейкер-стрит, к фабрикам и промышленным зданиям. Тик-так. Следующий маршрут – на юг, к частным клиентам, живущим в пригороде. Тик-так. Потом она приносила время двум миллионерам, для которых точное время в доме было символом статуса[28 - Stephen Battersby, "The Lady Who Sold Time," New Scientist 25(2006): 52–53.]. Тик-так. И всю дорогу, пока шла через центр Лондона, по пути заносила время в банки. Тик-так. Наконец долгий день заканчивался, и Рут возвращалась домой в Мейденхед, а через семь дней весь цикл повторялся. Тик-так.

С «Арнольдом» в сумочке она шла и шла по мощеным улицам, покрытым угольной пылью и усеянным кучами лошадиного навоза. Когда средства позволяли, она пользовалась общественным транспортом, в том числе трамваем, метро и поездом. Городская жизнь была сложной, грязной и нервной. В туманном воздухе висел густой дым. Крики торговцев и цоканье лошадиных копыт сливались в непрерывную какофонию, в которую изредка врывался шум автомобиля – а она все несла время. Рут проходила милю за милей по этому городу, зарабатывая себе на хлеб. Она была предпринимательницей, когда женщины еще не имели права голоса. Рут описывали как крепкую, энергичную[29 - Rooney, Ruth Belville, 100.] особу с решительным характером, вдобавок она обладала талантом общения с людьми из разных слоев общества, живя в мире, где всем заправляли мужчины. Рут с «Арнольдом» были неотъемлемой частью лондонской жизни. Ко времени завершения ее карьеры в США установили другие часы, которые стали центром притяжения для людей. Рут справлялась с задачей одна, когда взбиралась на крутой холм на окраине города, чтобы узнать точное время. Когда ее карьера уже подходила к концу, жители Нью-Йорка толпами приходили в деловой район города с той же целью – узнать точное время.

В 1939 г. по адресу Бродвей, 195, на углу манхэттенской Фултон-стрит, в витрине головного офиса корпорации AT&T поместили инсталляцию в стиле ар-деко. Это были часы, но непростые. Они считались самыми точными общественными часами в мире. Каждый день, особенно между полуднем и двумя часами дня[30 - Ed Wallace, "They're Men Who Know What Time It Is," New York World-Telegram, December 23, 1947, 17. ATT.], сотни пешеходов совершали паломничество к этой витрине и держали наготове палец на заводной головке в ожидании, когда секундная стрелка достигнет верха, чтобы установить точное время на своих часах. Только охотникам за временем было невдомек, что эти часы обязаны своим существованием одному малоизвестному ученому, который нашел замену пружинам Бенджамина Хантсмена. Тиканье механизма за почти метровым циферблатом обеспечивалось кусочком кварца особого свойства. И командовал этим кварцевым кристаллом ученый по имени Уоррен Мэррисон.

Кристаллы, которые колеблются

В начале XX в. Уоррен Мэррисон, умный и спокойный канадский парень, казался чужаком, пришельцем из другого времени. И он потратил всю жизнь на то, чтобы это исправить. Он родился в Инверари[31 - W. R. Topham, "Warren A. Marrison-Pioneer of the Quartz Revolution," Bulletin of the National Association of Watch and Clock Collectors, Inc., no. 31 (1989): 126–134.], Онтарио, и первым достижением в его жизни был побег с отцовской пасеки, поскольку амбиции юного Мэррисона простирались куда дальше пчеловодства. Живя в этом отсталом городишке, Уоррен мечтал об электричестве и усердно учился в школе, чтобы попасть в Америку и исполнить свою мечту о будущем. И он своего добился.

В 1921 г., вскоре после женитьбы, Уоррен переехал в Нью-Йорк и начал работать в инженерном отделе компании Western Electric, впоследствии переименованном в Лаборатории Белла (Bell Laboratories, Bell Labs). Лаборатории представляли собой исследовательское подразделение телефонной компании American Telephone and Telegraph (или AT&T). За несколько лет до прихода Мэррисона AT&T поглотила Bell Labs, ранее принадлежавшие Western Electric. Лаборатории располагались по адресу Вест-стрит, 463, на углу Бетьюн-стрит, а само тринадцатиэтажное здание стоит там до сих пор. Надземная железная дорога, эстакада которой в наши дни превратилась в парк Хай-Лайн, пронзала строение насквозь на уровне третьего этажа, отчего то периодически тряслось. Этот бетонный небоскреб Bell Labs не отличался особой красотой, но, к счастью, простора для воображения там хватало.

В стенах этого здания бурлила активная деятельность «рабочих пчел» – ученых в костюмах и галстуках вроде Мэррисона. Полы из клена, голые стены, огромное количество окон, отчего помещения заливал дневной свет, позволявший экономить на электрическом освещении. Уоррен Мэррисон трудился на седьмом этаже, и его рабочий стол был завален специальными инструментами и научными приборами с выставленными напоказ проводами и электроникой. Ученым полагалось отрабатывать пять с половиной дней в неделю, однако исследования редко подчиняются расписанию.

Когда семья Мэррисонов увеличилась, они к концу 1920-х гг. переехали в Мейплвуд, штат Нью-Джерси. Бывало, Мэррисон, добавляя мед в свой чай, рассказывал двум дочерям о жужжании пчел на ферме, на которой вырос. Улыбчивый Мэррисон при относительно небольшом росте 5 футов и 10 дюймов (около 1,77 м) отличался раскатистым голосом. Часто, не замечая мощи своего голоса, он ставил младшую дочь в неловкое положение, когда объяснял ей задачки[32 - Нэнси Мэррисон, интервью, взятое автором по телефону 24 марта 2016 г.] в библиотеке. Его страсть к науке была такой же необузданной, как его голос.

В Bell Labs Мэррисон все время переключался с одного проекта на другой. То пытался привнести звук в кино, то изобретал способы посылать движущееся изображение по радиоволнам, чтобы создать телевидение. Днем и ночью он беспрестанно заполнял свои лабораторные журналы идеями о хитроумных электрических схемах, способных передавать электрический сигнал механическим деталям. Вскоре Мэррисона увлекла идея применения кварца в часах.

Одна из первых радиостанций, WEAF, принадлежала Bell Labs, и на самом деле на идею кварцевых часов натолкнуло радио. Станции вещают на определенных частотах, которые обозначаются числами на шкале приемника. Установить, насколько верно задана частота, было непросто, хотя и необходимо, иначе могли возникнуть помехи в эфире соседних радиостанций. Целью проекта Мэррисона в 1924 г. было создание прибора, издающего сигналы с точной и стабильной частотой, которая служила бы в качестве стандартной. Мэррисон взял крупный кристалл кварца, отпилил кусочек и поместил в свой электронный прибор. Кварц – невзрачный минерал с необычайным секретом: под воздействием электрического сигнала он вибрирует. Этот кварцевый кристалл колебался с определенной частотой, которая и стала эталоном для сигналов радиостанций. Генератор частот Мэррисона служил путеводной звездой для тех, кто потерялся в море радиоволн.

После успешного внедрения стандартов частоты для радиопередатчиков Мэррисон придумал еще одно новшество. Вместо того чтобы использовать колебания кристалла для подачи четкого радиосигнала, он заставлял кристалл колебаться с определенной частотой и отмерял время, подсчитывая количество колебаний. Такой способ подсчета и стал «линейкой»[33 - Warren A. Marrison, "Some Facts About Frequency Measurements," Bell Labs Record 6, no. 6, 386.] для времени. С этой мыслью Мэррисон заставил колебаться природный кварц. Придав кристаллу форму бублика, он сумел добиться колебательных движений вверх-вниз, как у мембраны барабана. Такой кварц колебался сто тысяч раз в секунду, и эти колебания подсчитывались для измерения времени. Это было возможно благодаря малоизвестному свойству кварца. Его «танец с электричеством» вызван странным феноменом – пьезоэлектричеством.

Пьезоэлектричество открыли Пьер и Жак Кюри в 1880 г., в Париже. Молодые, чуть за двадцать, они стремились сделать себе имя в чрезвычайно популярной сфере научных исследований – минералогии. В то время многие другие ученые выкапывали из земли камни, изучали их и классифицировали по цвету, прозрачности и количеству граней. Братья Кюри не хотели останавливаться на этом и изучали свойства камней в разных условиях. Пьера завораживала симметрия геометрических форм, особенно в минералах. Кварц не имеет простой симметрии других кристаллов – например, алмазов или соли. Грани на одной стороне кристалла кварца не соответствовали аналогичным граням на другой стороне. То есть структура атомов в кристалле не имела зеркальной симметрии, следовательно, могли проявиться такие физические свойства, которые обычно гасились такой симметрией. Зная об этом, они сделали то, что пробовал мало кто из минералогов: сжали кристалл, чтобы посмотреть, что произойдет. После нескольких поворотов ручки губки тисков сжались, и Пьер с Жаком обнаружили нечто странное. Удивительным образом на гранях кристалла вдруг появился небольшой электрический заряд. Братья Кюри обнаружили, что кварц является пьезоэлектриком.

Спустя несколько десятилетий Мэррисон вернулся к необычным свойствам кварца; он придал маленькому кристаллу форму бублика и подверг действию переменного тока. От этого кристалл завибрировал. Его колебания можно было сосчитать и использовать для измерения времени. Но, точно так же, как и желе в вазочке, заставить кварц вибрировать с нужной частотой было непросто.

К 1927 г. Мэррисону пришлось изучить все свойства кварца. Результаты пригодились на следующей стадии работы – при создании электрических сигналов, которыми от кварца можно было добиться стабильных колебаний. Вибрации окружали Мэррисона всю жизнь – в дрожании стен от проходивших поездов, в окружавшем его в юности жужжании пчел, даже в собственном звучном голосе; и он приручил вибрации в кристаллах, чтобы с их помощью измерять время. К концу 1927 г. Мэррисону удалось создать кварцевые часы. В них использовалось кварцевое кольцо толщиной в один дюйм (2,5 см) и диаметром в несколько дюймов. Часы произвели фурор, и теперь жители Нью-Йорка могли узнать точное время, набрав номер ME7–1212[34 - The World's Most Accurate Public Clock (pamphlet) (New York: American Telephone and Telegraph, 1941), 1. ATT.]. Спустя примерно десятилетие желающие взглянуть на часы плотными рядами шли, почти не обращая внимания друг на друга, к витрине на углу Фултон-стрит, что на Манхэттене.

К тому времени, как ньюйоркцы стали приходить к часам Мэррисона, представление о дробном сне осталось лишь в воспоминаниях. Произошел переход от природных и биологических ориентиров к определению времени по часам. До того, как жизнью стали управлять часы, обычай сегментированного сна существовал во всем мире и практиковался на нескольких континентах. И хотя в этих культурах спали по-разному, их объединяла традиция дробить сон на несколько частей. Так как дробный сон был повсеместным, возникает вопрос: насколько он соответствует природе человека? Антрополог Мэтью Вольф-Мейер, автор книги «Дремлющие массы» (The Slumbering Masses), утверждает, что люди – «единственный биологический вид[35 - Мэтью Вольф-Мейер, интервью, взятое автором 2 мая 2016 г.] с консолидированным сном». Исследователи обнаружили, что люди, живущие в индустриализированных культурах и привыкшие строить жизнь по часам, могут вернуться к сегментированному сну. Психиатр Томас Вер в эксперименте Национальных институтов здравоохранения США ежедневно в течение месяца погружал семерых мужчин[36 - Thomas A. Wehr, "In Short Photoperiods, Human Sleep Is Biphasic," Journal of sleep research 1, no. 2 (1992), 103–107. 15] в темноту на четырнадцать часов в день. К концу экспериментального периода участники опыта спали по четыре часа, а в перерывах между периодами сна находились в состоянии дремы. Некоторые исследователи и историки считают, что ряд современных расстройств сна, особенно таких, для которых характерно пробуждение в середине ночи и неспособность сразу заснуть, восходят к обычному когда-то дробному сну. Роджер Икирч, профессор истории в Политехническом университете Вирджинии и автор книги «На склоне дня» (At Day's Close), считает, что это может быть «отголоском мощного эха того древнего режима сна[37 - Икирч, телефонное интервью.]». Очевидно, в нашей дреме обнаруживает себя борьба между естественным временем и искусственным, на часах. Наше внутреннее ощущение, что пора спать, противоречит тому, что диктуют механические часы.

Казалось бы, мы должны спать лучше своих предков. Но от пятидесяти до семидесяти миллионов американцев страдают от расстройств сна или недосыпа[38 - Bruce M. Altevogt and Harvey R. Colten, ed. Sleep Disorders and Sleep Deprivation: An Unmet Public Health Problem (Washington, DC: National Academies Press, 2006), 1.]. Почти каждый восьмой американец, испытывающий проблемы со сном, прибегает к снотворным[39 - Yinong Chong, Cheryl D Fryer, and Qiuping Gu, "Prescription Sleep Aid Use among Adults: United States, 2005–2010," NCHS Data Brief, no. 127 (2013): 1–8.]. Каждому шестому диагностировали нарушение сна. Национальный фонд сна заклинает нас спать как минимум семь часов без перерыва, но большинству американцев удается только шесть. Причина плохого сна не в кроватях. «Условия для сна у нас сейчас лучше, чем когда-либо в истории[40 - Икирч, телефонное интервью.]», – говорит историк Роджер Икирч. Кажется, плохой сон – это цена нашей неспособности жить без часов.

Сон – биологическая необходимость. В 1983 г. ученые наглядно доказали этот факт. Группа ученых во главе с Аланом Рехтшаффеном продемонстрировала в лабораторном эксперименте, как отсутствие сна сказывается на крысах[41 - Allan Rechtschaffen et al., "Physiological Correlates of Prolonged Sleep Deprivation in Rats," Science 221, no. 4606 (1983): 182–184.]. В этом исследовании крысам не давали заснуть, что вызвало ряд медицинских проблем – от слабости и потери равновесия до снижения веса и отказа органов. Крысы умирали в промежутке между четырнадцатым и двадцать первым днем. А в человеческом организме отсутствие сна вызывает ухудшение деятельности мозга[42 - Michael A. Grandner et al., "Problems Associated with Short Sleep: Bridging the Gap between Laboratory and Epidemiological Studies," Sleep Medicine Reviews 14, no. 4 (2010): 239–247.], ожирение и психологические проблемы.

Культурные нормы также влияют на сон. В некоторых странах привычка вздремнуть, сиеста, полуденный перерыв, а также манера клевать носом на людях глубоко интегрированы в социальные обычаи. Американцы же переутомляются, но все равно отказываются тратить время на то, чтобы вздремнуть, – и все из-за нашего пуританского наследия. Для того чтобы общество считало нормальным, если человек выпадает из времени на короткий сон или отдых, у такого обычая должен появиться авторитетный поборник. И хотя вздремнуть любили и Эдисон, и Черчилль, и Эйнштейн, сонные работники предпочитают заправляться кофеином. Конечно же, решение поспать – это добровольный выбор. И он требует лучшего понимания наших отношений со временем.

На протяжении всей своей истории человечество стремилось создать как можно более точные часы, но где-то на пути к этой цели мы разучились спать. В основе нашей дилеммы со сном лежит культурное восприятие времени. Часы – это линейка. И много поколений людей пытались делать часы все точнее и точнее, чтобы мы могли координировать свои взаимодействия в течение дня. Впрочем, в погоне за точностью часов мы забыли о самом времени. Такая работа началась примерно тогда, когда вела свой бизнес Рут Бельвиль. В другой части Европы ее товар, то есть время, рассматривали под микроскопом.

Альберт и Луи

Единый хронометраж всегда требовался и в офисной работе, и в повседневных делах, но для крупнейшей отрасли тех дней – железных дорог – он становился насущной потребностью. Синхронизированные часы обеспечивали прибытие локомотивов точно по расписанию, что уменьшало количество аварий и гарантировало пассажирам безопасность.

В 1905 г. в патентное бюро швейцарского города Берн поступило немалое количество заявок на изобретения, связанные со способами синхронизации часов[43 - Peter Galison, Einstein's Clocks and Poincare's Maps: Empires of Time (W. W. Norton, 2004), 248.], в частности для железных дорог. Чтобы воплотить идею в реальность, увлеченные делом изобретатели пытались понять, как установить одинаковое точное время на двух удаленных друг от друга часах. Решение этой задачи было вопросом жизни и смерти для пассажиров, а для изобретателя от этого зависело, будет ли он прозябать в безвестности или разбогатеет. Проверку надежности предлагаемых проектов поручили малоизвестному двадцатишестилетнему патентному эксперту, чья работа состояла в отсеивании заявок – он скрупулезно рассматривал, являются ли изобретения уникальными, хорошо ли продуманы и реально ли их воплощение[44 - Питер Галисон, интервью, взятое автором по скайпу 2 мая 2016 г.]. Усилия служащего патентного бюро могли кануть в вечность, не будь его имя Альберт Эйнштейн.

Эйнштейн был не по годам умным юношей, который не жаловал субординацию и дисциплину. Он предпочитал работать в одиночку, так что не слишком преуспел в учебе. Завершив образование с сертификатом преподавателя математики, он попытался получить должность в университете, но лучшим местом, которое ему удалось найти, оказалось патентное бюро. В среде обитателей академической башни из слоновой кости патентное бюро считалось местом для ученых-неудачников. Никто из коллег в Эйнштейне не видел Эйнштейна.

Однако скромная должность Эйнштейна в патентном бюро стала подарком для человечества, поскольку открывала ему простор для размышлений; его пытливому уму будто предоставили спортзал для регулярных упражнений, и гений Эйнштейна расцвел. В течение дня он работал над решением практических задач, а по ночам дома корпел над собственными теориями. Два независимых занятия шли на пользу одно другому и оттачивали его умение просто объяснять сложные вещи.

Измерение времени во всем мире всегда стимулировали железные дороги, и к 1905 г., когда Эйнштейн размышлял над этим вопросом, решающий шаг к окончательному переходу человечества от естественного времени к тому, что на часах, уже состоялся. Это произошло в США 18 ноября 1883 г. В тот день было два полудня. Колокола отзвонили двенадцать раз в церкви Св. Павла около Уолл-стрит в городе Нью-Йорке. А затем четырьмя минутами позже[45 - "Time's Backward Flight," The New York Times, November 18, 1883, 3.] раздалось еще двенадцать ударов. Это и был день, когда в США ввели стандартное время и часовые пояса, и время стали отсчитывать от среднего по Гринвичу в Англии. Колокола возвестили о кончине местного времени и рождении всемирной системы часовых поясов для всех взаимодействий.

До создания стандартного времени регионы США были обособленными, и у каждого был свой часовой пояс. Многие города устанавливали собственное время по полуденному солнцу. Путешественник обнаружил бы, что в штате Мичиган двадцать семь временны?х зон, в Индиане – двадцать три, в Висконсине – тридцать девять, а в Иллинойсе – двадцать семь[46 - Carlton Jonathan Corliss, The Day of Two Noons (Washington, DC: Association of American Railroads, 1942), 3.]. На некоторых железнодорожных станциях стены были усеяны циферблатами. Желая добиться согласованности и избавиться от путаницы, железнодорожные компании внедрили стандартное время, отсчитываемое от среднего по Гринвичскому меридиану, который проходит в Англии. Восемь тысяч станций, расположенных на почти шестистах независимых железнодорожных линиях, и пятьдесят три расписания были сведены в одну систему[47 - "Standard Time," Harper's Weekly 27, no. 1410 (1883): 843.] с четырьмя часовыми поясами. Но железнодорожные сети (например, в швейцарском Берне) столкнулись с новой задачей – определения времени в самом поезде и его синхронизации с часами на станции, что не давало Эйнштейну соскучиться в патентном бюро.