Физики управляют этими предельными частицами материи; они устраивают с ними настоящий цирк; они заставляют их проходить через пленки и экраны; они направляют их через отверстия; они считают их, когда их крошечная вспышка видна на сенсибилизированной пластинке; они взвешивают их; они вычисляют их скорость. Альфа-лучи от радиоактивных веществ — это рои крошечных метеоров, летящих с невероятной скоростью двенадцать тысяч миль в секунду, в то время как метеоры полуночного неба летят со скоростью всего сорок миль в секунду. Эти альфа-частицы — атомы гелия. Они намного больше бета-частиц и обладают меньшей проникающей способностью. Сэр Дж. Дж. Томсон разработал метод, с помощью которого он смог сфотографировать атомы. Фотопластинка, на которой записан их полет, напоминает ливень падающих звезд. Обнаружено, что кислород состоит из атомов нескольких различных форм.
III
«Свободный пробег» молекул, как в жидкостях, так и в газах, настолько мал, что находится за пределами досягаемости самого мощного микроскопа. Этот свободный пробег в жидкостях представляет собой зигзагообразный путь из-за постоянных столкновений с другими молекулами. Молекулярное поведение жидкостей отличается от поведения газов только тем, что называется поверхностным натяжением. Жидкости имеют «кожицу», особое напряжение поверхностных молекул; газы его не имеют, а стремятся рассеяться и заполнить все пространство. Капля воды остается целой до тех пор, пока не начнется испарение; тогда она тоже становится все более и более диффузной.
Когда два вещества соединяются химически, выделяется больше или меньше тепла. Когда соединение происходит медленно, как в теле животного, тепло выделяется медленно. Когда горение происходит быстро, как при настоящем огне, тепло выделяется быстро. Одно и то же явление может достигать глаза как свет, а руки как тепло, хотя разные органы чувств получают два разных впечатления об одном и том же. Так, механическое возмущение может достигать уха как звук и интерпретироваться соответствующим образом, а достигать руки как движение в материи. При горении кислород быстро соединяется с углеродом, выделяя тепло, свет и углекислый газ, но почему это происходит — не поддается объяснению. В этом опять же жизнь отличается от огня; мы можем описать горение в терминах химии, но после того, как мы описали жизнь в тех же терминах, нечто — и это нечто является главным — остается нетронутым.
Факты радиоактивности сами по себе доказывают истинность атомной теории. Бета-лучи, или эманации радия, проникающие через фут твердого железа, очень убедительны. И это может продолжаться сотни лет без какого-либо заметного уменьшения размера или веса радиоактивного вещества. «Грамм такого вещества, — говорит сэр Оливер Лодж, — может терять несколько тысяч атомов в секунду, и все же мы не смогли бы обнаружить эту потерю, если бы продолжали взвешивать его в течение столетия». Летучие эссенции органических тел, которые мы обнаруживаем в запахах и вкусах, не обладают такой силой, как эманации радия. Мы можем ограничить их и контролировать, но мы не можем контролировать лучи радиоактивной материи, так же как не можем ограничить дух. Мы можем разделить три различных вида лучей — альфа, бета и гамма — с помощью магнитных устройств, но мы не можем закупорить их и изолировать, как можем сделать это с мускусом или розовым маслом.
И эти эманации происходят более или менее непрерывно вокруг нас, а мы об этом не знаем. На самом деле, мы все время подвергаемся молекулярной бомбардировке, о которой даже не подозреваем; крошечные снаряды, неделимые точки материи, выстреливаются в нас в виде электронов из раскаленных металлов, от зажженных свечей и из других бесшумных и не подозреваемых нами батарей со скоростью десятки тысяч миль в секунду, а мы об этом ни сном ни духом. Действительно, если бы мы могли видеть или чувствовать это, или быть осведомлены об этом, в каком другом мире мы бы оказались! Во сколько миллионов или миллиардов раз пришлось бы увеличить наше зрение и осязание, чтобы это произошло! Мы живем в мире столкновений, разрушений и несущихся снарядов, о которых наши чувства не дают нам ни малейшего свидетельства, и хорошо, что не дают. В воздухе, которым мы дышим, в воде, которую мы пьем, в пище, которую мы едим, и в почве, по которой мы ходим, происходит колоссальная активность, которая, если бы ее увеличили до такой степени, что наши чувства могли бы ее воспринять, вероятно, свела бы нас с ума. Именно в этом внутреннем мире молекулярной активности, в этом мире электрических вибраций и осцилляций происходят многие трансформации энергии. Это тайник молнии, электронов, которые, соединившись вместе, образуют удар грома. Что это за подземный мир тайны и силы! В нем дремлет вся мощь и угроза бури, сила, которая разрывает землю и сотрясает небеса. Мысленным взором можно увидеть, как неделимые атомы отдают свои электроны, увидеть невидимые полчища, числом превышающие возможности математики для вычисления, призываемые и выстраиваемые каким-то таинственным командиром и бросаемые в ужасных огненных фалангах через поле битвы бури.
Физик описывает атом и говорит о нем так, как будто это «осязаемое тело, которое можно держать в руке, как бейсбольный мяч». «Атом, — говорит сэр Оливер Лодж, — состоит из шарообразной массы положительного электричества с внедренными в нее крошечными отрицательными электронами». Он говорит о сферической форме атома, о его внешней поверхности, о его центре, о его прохождении сквозь другие атомы и об электронах, которые вращаются вокруг его центра, как планеты вокруг солнца. Электрон, в сто тысяч раз меньший атома, все же имеет поверхность, и эта поверхность представляет собой ямчатый и гофрированный лист — как покрытие матраса. Какой полет научного воображения!
Диспропорция между размером атома и размером электрона значительно больше, чем между солнцем и землей. Представьте атом, говорит сэр Оливер Лодж, как церковь длиной сто шестьдесят футов, шириной восемьдесят футов и высотой сорок футов; электроны подобны мошкам внутри нее. И все же, согласно электрической теории материи, электроны — это все, что есть в атоме; нет никакой церкви, а есть только мошки, носящиеся вокруг. Мы не знаем ничего столь пустого и полого, столь близкого к вакууму, как материя в этой концепции. Действительно, в новой физике материя — это лишь дыра в эфире. Поэтому газетная шутка о том, что банк сполз вниз и оставил торчать нору сурка, выглядит как довольно хорошая физика. Электроны придают материи ее инерцию и дают ей силу, которую мы называем сцеплением, придают ей ее вязкость, ее прочность и все другие свойства. Они делают воду мокрой, а алмаз твердым. Они являются источником огромных запасов внутриатомной энергии, которая, если бы ее можно было использовать и контролировать, так легко выполнила бы всю работу в мире. Но этого мы сделать не можем. «Мы не более компетентны, — говорит профессор Содди, — использовать эти запасы атомной энергии, чем дикарь, не знающий, как разжечь огонь, мог бы использовать паровой двигатель». Естественный поток этой энергии из ее атомных источников мы получаем в виде тепла, и его достаточно, чтобы поддерживать жизнь на этой планете. Это источник всей активности, которую мы видим на земном шаре. Ее результаты, в геологические эпохи, накоплены для нас в угле, нефти и природном газе, а в наше время доступны в ветрах, приливах, водопадах и в электричестве.
IV
Электрическое строение материи совершенно выходит за рамки всего, что мы можем себе представить. Атомы — это маленькие миры сами по себе, и вся тайна жизни и смерти находится в их ведении. Вся разница в типах ума и характера среди людей, как предполагается, находится в их ведении. Различные качества и свойства тел находятся в их ведении. Будет ли объект горячим или холодным для наших чувств, зависит от характера их вибраций; будет ли он сладким или кислым, ядовитым или безвредным для нас, зависит от того, как атомы выбирают своих партнеров в вихре и танце своей деятельности. Твердость и блеск алмаза, как предполагается, зависят от того, как атомы углерода соединяются и берутся за руки.
Я слышал мнение, что вся материя как таковая — это мертвая материя, что молекулы водорода, кислорода, углерода, азота, железа, фосфора, кальция и так далее в живом теле сами по себе не более живые, чем те же молекулы в неорганической материи. Почти девять десятых живого тела — это вода; разве эта вода не та же самая, что мы берем из источника или ручья? разве она более живая? претерпевает ли вода какие-либо химические изменения в теле? является ли она чем-то большим, чем растворитель, чем ток, который переносит другие элементы во все части тела? В живом теле происходит множество химических изменений или реакций, но радикально ли меняются атомы и молекулы, участвующие в таких изменениях? Может ли кислород быть чем-то иным, кроме кислорода, а углерод — чем-то иным, кроме углерода? Является ли то, что мы называем жизнью, результатом их различных новых комбинаций? Многие современные биологи придерживаются этого взгляда. В этой концепции просто изменение порядка расположения молекул вещества — что за чем следует или что к чему присоединено — чревато последствиями, столь же значительными, как порядок, в котором буквы алфавита расположены в словах, или сами слова расположены в предложениях. Изменение одной буквы в слове часто полностью меняет значение этого слова, а изменение слова в предложении может выразить совершенно иную идею. Переставьте буквы в слове «God» (Бог), и вы получите имя нашего верного друга «dog» (собака). Гексли и Тиндаль учили, что именно способ соединения предельных частиц материи составляет всю разницу между капустой и дубом, или между лягушкой и человеком. Это трудное утверждение. Мы знаем с научной достоверностью, что разница между алмазом и куском древесного угля, или между жемчужиной и раковиной устрицы, заключается в способе расположения частиц углерода в первом случае и карбида кальция во втором. Мы знаем с равной уверенностью, что разница между определенными химическими телами, такими как спирт и эфир, заключается в расположении их предельных частиц, поскольку оба имеют одну и ту же химическую формулу. Мы не пишем уксусную кислоту, спирт, сахар, крахмал, животный жир, растительные масла, глицерин и тому подобное одними и теми же буквами; однако природа составляет их все из одних и тех же атомов углерода, водорода и кислорода, но в разных пропорциях и в разных порядках.
Химия всемогуща. Механическая смесь двух или более элементов — дело простое, но химическая смесь вводит элемент магии. Никакой фокусник не может сравниться с такой трансформацией, как превращение газообразного кислорода и водорода в воду. Чудо превращения воды в вино по сравнению с этим кажется пресным. Окуните обычный хлопок в смесь азотной и серной кислот и дайте ему высохнуть, и мы получим это страшное взрывчатое вещество — пироксилин. Или возьмите целлюлозу, из которой состоит хлопок, и добавьте два атома водорода и один атом кислорода, и мы получим сахар. Но мы должны помнить, что разница, указанная здесь, — это не количественная, а качественная разница, не та, что влияет на объем, а та, что влияет на структуру. Поистине, химия творит чудеса. Возьмите этиловый спирт, или обычный винный спирт, и добавьте еще четыре атома углерода к молекуле углерода, и мы получим ядовитую карболовую кислоту. Чистый спирт можно превратить в смертельный яд не добавлением, а просто отнятием от него; удалите один атом углерода и два атома водорода из молекулы спирта, и мы получим ядовитый метиловый спирт. Но мы должны помнить, что разница, указанная здесь, — это не количественная, а качественная разница, не та, что влияет на объем, а та, что влияет на структуру.
В нашей атмосфере мы имеем механическую смесь азота и кислорода, четыре части азота на одну часть кислорода. Соединив азот и кислород химически (N2O), мы получаем закись азота, веселящий газ. Обычный крахмал состоит из трех различных элементов — шести частей углерода, десяти частей водорода и пяти частей кислорода (C6H10O5). Теперь, если мы добавим воду к этому соединению, мы получим простую смесь крахмала и воды, но если мы осуществим химическое соединение с элементами воды (водородом и кислородом), мы получим виноградный сахар. Этот сахар образуется в зеленых листьях под воздействием солнечного света и является основой всей растительной и животной пищи, а следовательно, одной из самых важных вещей в природе.
Углерод — это твердое тело, и в своем чистом состоянии он встречается в алмазе, самом твердом теле в природе и самом ценном из всех драгоценных камней, но он в значительной степени входит во все живые тела и является важным компонентом всей пищи, которую мы едим. В виде газа, соединенного с кислородом воздуха, образуя углекислый газ, он присутствовал в начале жизни и, вероятно, помог зажечь первую жизненную искру. В виде дерева и угля он теперь согревает нас и заставляет вращаться колеса нашей материальной цивилизации. Алмазное вещество, благодаря магии химии, играет одну из главных ролей в нашей физической жизни; мы едим его, согреваемся и движемся благодаря ему, и радуемся ему. Попадая в наши легкие в виде углекислого газа, он отравляет нас; попадая в наши желудки, он стимулирует нас; растворенный в воде, он разрушает горные породы, выедая содержащийся в них карбонат кальция. Это один из главных актеров в драме организованной материи.
V
У нас есть хороший пример силы химии и того, как близко она следует по пятам за жизнью, во многих органических соединениях, которые она построила из элементов, таких как сахар, крахмал, индиго, камфора, каучук и так далее, все из которых раньше рассматривались как невозможные вне жизненных процессов. Именно такой прогресс заставляет некоторых ученых верить, что создание самой жизни находится в пределах досягаемости химии. Я не верю, что какой-либо оккультный или трансцендентный принцип преграждает путь, но что это делает некое неизвестное и, возможно, непознаваемое условие, столь же таинственное и неповторимое, как то, которое отделяет нашу ментальную жизнь от нашей физической. Трансмутация физического в психическое происходит, но секрета ее мы не знаем. Она, по-видимому, не подпадает под закон корреляции и сохранения энергии.
Свободные или одиночные атомы встречаются очень редко; они все быстро находят своих товарищей или партнеров. Это стремление элементов к соединению — одна из загадок. Если бы мир видимой материи был одним махом разложен на составляющие его атомы, он практически исчез бы; мы могли бы чувствовать его запах или вкус, если бы остались, но мы не могли бы видеть или осязать его; вода исчезла бы, твердая земля исчезла бы — более половины ее в атомы кислорода, а остальное главным образом в атомы кремния.
Атомы разных тел все одинаковы, и, по-видимому, каждый содержит одинаковое количество электрической энергии. Удивляешься, тогда, как порядок, в котором они расположены, может влиять на них настолько сильно, чтобы производить тела, столь непохожие, скажем, как спирт и эфир. Это снова ставит перед нами тайну химического расположения или соединения, столь отличную от всего, что мы знаем среди осязаемых тел. Это, по-видимому, подразумевает, что каждый атом имеет свою индивидуальность. Смешайте кучу гальки вместе, и результат вряд ли будет зависеть от порядка расположения, но смешайте кучу людей, и результат будет сильно зависеть от того, кто кого толкает локтями. Кажется, то же самое происходит среди таинственных атомов, как если бы некоторые дополняли или стимулировали тех, кто рядом с ними, или имели противоположный эффект. Но можем ли мы думать об атомах в химическом соединении как о находящихся рядом друг с другом или просто в соприкосновении? Не должны ли мы скорее думать о них как об идентифицированных друг с другом до степени, не имеющей аналогов в мире весомых тел? Своего рода симпатия или сродство делает их единым целым в смысле, который мы видим реализованным только среди живых существ.
Химическая активность — это первый шаг от физической активности к жизненной активности, но последний шаг делается редко — два других универсальны. Химические изменения затрагивают атом. Что затрагивают жизненные изменения? Мы не знаем. Мы можем легко вызвать химические изменения, но не жизненные. Химическое изменение разрушает одно или несколько веществ и производит другие, совершенно не похожие на них; жизненное изменение расщепляет вещества и строит из них другие тела; оно приводит к новым соединениям, которые в конечном итоге покрывают землю мириадами новых и странных форм.
X
ЖИЗНЕННЫЙ ПОРЯДОК
I
Механистическая теория жизни — теория о том, что все живое может быть объяснено и полностью обосновано на чисто физико-химических принципах, — имеет много защитников в наши дни. Главная цель предыдущих глав — указать на неадекватность этого взгляда. Рискуя утомить читателя, я собираюсь собрать под вышеуказанным заголовком еще несколько соображений, касающихся этого пункта.
Вещь, которая растет, которая развивается, не может, за исключением очень свободного использования языка, называться машиной. Мы говорим о теле как о машине, но мы должны уточнить это, добавив прилагательное «живая» — живая машина, что выводит ее из механического порядка вещей изготовленных, придуманных, построенных извне, и помещает в порядок, который мы называем жизненным, порядок вещей, саморазвивающихся изнутри, порядок вещей автономных, в отличие от вещей автоматических. Все механические принципы действуют в жизненных процессах, но они были витализированы, не изменены каким-либо образом, кроме как на службе нового порядка реальности. Сердце с его камерами и клапанами — это насос, который нагнетает кровь через систему, но насос, который работает сам по себе и не зависит от пневматического давления, — насос, в котором жизненная энергия занимает место гравитационной энергии. Перистальтическое движение в кишечнике включает механический принцип, но оно вызывается внутренним стимулом, а не внешней силой. Именно эти внутренние стимулы, которые, конечно, включают химические реакции, обеспечивают движущую силу для всех живых тел и ставят живое в другой порядок, отличный от механического. Глаз — это оптический инструмент, довольно грубый, как говорят, но его нельзя отделить от его функции, как можно отделить простой инструмент — глаз видит так же буквально, как мозг думает. При дыхании мы бессознательно применяем принцип мехов; это снова мехи, которые работают сами по себе, но функцию которых в очень ограниченном смысле мы можем подавлять и контролировать. Искусственная, или созданная человеком, машина всегда подразумевает мастера, но живая машина не создана в таком смысле; она растет, она возникает из организующего принципа, который становится активным в материи при условиях, которые мы лишь смутно понимаем и которые не можем воспроизвести.