В 1833 году английский ученый Майкл Фарадей, исследуя этот процесс, заметил, что различным веществам для высвобождения атомов требуется разный электрический заряд. Это означало, что должна существовать зависимость между силой заряда и веществом, а главное — массой этого вещества. Из этой гипотезы Фарадей вывел свои два закона электролиза: а) масса вещества, выделившегося под влиянием электричества, пропорциональна величине затраченного электрического заряда и б) количество вещества, выделившегося под влиянием определенного заряда, пропорционально массе этого вещества.

В конце XIX столетия законы Фарадея позволили ученым пристальнее взглянуть на заряд и массу вещества. Эти параметры имели прямое отношение к рентгеновским лучам и другим недавно открытым загадочным электрическим феноменам. В 1910 году в Кембридже ученый Дж. Дж. Томсон исследовал прохождение электронов через разреженные газы и заметил, что электрическое поле отклоняет их траекторию. Он попробовал проделать это с неоном и обнаружил, что поток частиц разбивается на два, как если бы у неона было две массы — одна больше, а другая меньше. Причем поток более легких частиц сильнее отклонялся под действием поля. Такие атомы (принадлежащие одному химическому элементу, но имеющие разные массы) стали называть изотопами. В 1919 году ассистент Томсона Фред Астон смог добиться разделения изотопов, вес которых отличался только на 1/1 000 000 000. Эта технология получила название масс-спектрометрия.

Современный масс-спектрометр позволяет определить состав любого испаренного материала при пропускании его частиц сквозь электромагнитное поле. Расстояние, которое пролетает частица, с почти абсолютной точностью указывает на то, какому веществу она принадлежит. Это значит, что можно определять мельчайшие следы преступлений. Или обнаруживать наличие остатков стероида в крови спортсмена. Или отслеживать химические метки лекарства, пока оно находится в крови пациента. Или определять микроскопические частицы взрывчатки на одежде подозреваемого в терроризме.

Если требуется определенный изотоп вещества, можно отобрать его с помощью масс-спектрометра. Нужно испарить материал, пропустить его через электромагнитные поля и отобрать изотоп в месте падения нужных частиц. В начале 40-х годов XX века технология разделения изотопов изменила мир. За два дня до начала Второй мировой войны была опубликована научная статья, где указывалось, что радиоактивный распад значительно более вероятен для урана 235, нежели для урана 238. Беда была в том, что урана 238 в природе в сто сорок раз больше, чем урана 235. Другими словами, достаточного количества нужного урана для цепной реакции в природе может и не быть. Альтернатива оставалась только одна: выделить редкий уран 235 из его смеси с ураном 238. Американские ученые из сверхсекретного Манхэттенского проекта, штаб которого располагался в Оук-Бридже в штате Теннесси, соревновались в отчаянной гонке с учеными Третьего рейха и в конце концов сорвали банк. В 1943 году разделение изотопов было успешно произведено, и подрыв атомной бомбы стал вопросом времени.

Здесь две колеи этой истории сходятся наконец вместе. Первая, «рабовладельческая», цепь событий складывается из испарителей сахара, паровых машин, чеканки монет, электролиза и атомного оружия. Вторая, «аболиционистская», — из Бруклинского моста, гальванизации, колючей проволоки, консервированной кукурузы и кадмия для консервных банок. В итоге выяснилось, что кадмий — прекрасный поглотитель нейтронов, именно из него были сделаны стержни для контроля цепной реакции в первой ядерной установке.

Атомную энергию часто приводят как успешный пример «перековки меча на орало». Однако история знает и обратные случаи…

Самое удивительное в великой паутине перемен — это то, что она не такая уж и великая. В ней находимся мы все — и гении, меняющие мир, и ничтожества. В паутине, правда, полных ничтожеств не бывает, каждый вносит свою, пусть даже минимальную, лепту в процесс перемен. Иногда самое незначительное и будничное событие приводит к последствиям, сотрясающим планету.

Взять, к примеру, случай Джетро Талла, ничем не выдающегося англичанина среднего класса из Грейс-инн в Лондоне, который получил звание барристера[17] и собирался трудиться на ниве закона. Никто не знает, что случилось потом, но неожиданно у него пошатнулось здоровье, он оставил суд, купил ферму неподалеку от тихой английской деревушки Хангерфорд и собрался насладиться спокойной жизнью фермера-джентльмена. Вскоре, однако, болячки заставили его перебраться в другой климат, и в 1711 году он отправился в Италию и Францию. В 1713 году он уже жил среди волнистых холмов Лангедока на юго-западе Франции, в окрестностях Фронтиньяна.

Вот тут-то события и приняли неожиданный оборот. Талл обратил внимание, что местные виноделы совсем не пользуются навозным удобрением, не желая, чтобы вино приобретало неприятный вкус. Вместо этого они сажают виноград прямыми рядами и глубоко пропахивают землю между ними плугом с определенной периодичностью в течение сезона. Эта процедура избавляла от сорняков и помогала поддерживать почву рыхлой. Виноград рос прекрасно без всякого навоза.

Со временем Джетро Талл достаточно окреп, чтобы отправиться домой, и по возвращении попробовал французский способ на своей собственной ферме. Сначала он ограничился рыхлением на участках с репой и картофелем, но дело пошло так хорошо, что вскоре он переключился и на пшеницу. К своему изумлению, тринадцать лет подряд он собирал урожаи без всяких удобрений. Более того, урожаи значительно выросли. Следовательно, рыхление увеличивало урожай (а это был доход) и избавляло от необходимости в навозе (а это значило сокращение производственных расходов). Результаты своих наблюдений он опубликовал в одном из журналов, хорошо помогающих от бессонницы, — «Пропашное земледелие». Поначалу консервативные английские помещики сопротивлялись новшествам, но затем кто-то перевел работу на французский. Это решило дело. Английские джентри полагали, что мода начинается и заканчивается во Франции, поэтому рыхление мгновенно стало земледельческим шиком.

Новая технология имела одно очень важное преимущество: она появилась в самый разгар английской сельскохозяйственной революции. Революция началась примерно за столетие до этого с таких новшеств, как севооборот и импорт из Голландии культур для насыщения почвы азотом (например, клевера). Распространялась практика огораживания. Огораживание общинных земель оберегало животных от хищников и болезней, поддерживало здоровье скота и позволяло осуществлять селекционное разведение тех животных, которые давали больше мяса. Чем больше пищи, тем она дешевле, а значит, люди раньше женились и рожали больше детей. За ростом населения следовал рост спроса на промышленные товары, что, в свою очередь, было еще одним стимулом к промышленной революции.

Ирония в случае с Таллом заключается в том, что Франция сильно выручила английское сельское хозяйство, хотя ее собственное находилось в крайнем упадке. Общенациональный продовольственный рынок не развивался по причине ужасающего состояния французских дорог, вся экономическая активность была раздроблена по регионам, а торговля — по большей части локальна. Ограничительный феодальный характер земельного законодательства оставлял мало стимулов для инвестирования в сельское хозяйство промышленных капиталов, которые в свое время способствовали росту английского земледелия и скотоводства. Земель в полной собственности было немного, и они представляли собой небольшие участки, которые могли обеспечить своему владельцу лишь прожиточный минимум.