Благодарение на всеотдайния и неосъзнат високорисков труд на първите ядрени учени през началните години на двайсети век станало ясно, че Земята е несъмнено много стара, въпреки че трябвало да мине още половин век, изпълнен с научни изследвания, за да може някой със сигурност да каже точно колко е стара. Междувременно в науката щял да се появи нов век — атомният.
Част III
Започва нов век
Физикът е механизмът, с помощта на който атомите мислят за атомите.
8. Вселената на Айнщайн
Когато деветнайсети век бил към края си, учените със задоволство можели да отбележат, че са установили повечето от загадките в света на физиката: електричеството, магнетизма, газовете, оптиката, акустиката, кинетиката и статистическата механика, които са само част от многото, които могат да бъдат изредени. Открили рентгеновите лъчи, катодните лъчи, електрона и радиоактивността, измислили мерните единици — ом, ват, келвин, джаул, ампер и малкия ерг.
Ако нещо е можело да бъде осцилирано, ускорено, пертурбирано, дестилирано, комбинирано, премерено или превърнато в газ, учените го били направили, като в процеса на работа измислили съвкупност от универсални закони, които са толкова важни и величествени, че някои още ги изписват с главни букви: Теория за електромагнитната същност на светлината, Закон на Рихтер за обратната пропорционалност, Закон на Чарлз за газовете, Закон за съединяващите се обеми, Нулев закон на термодинамиката, Теория за валентността и Закон за действие на масите, както и безброй други. Изобретателността им довела до дрънченето и пуфкането на машини и инструменти в целия свят. Мнозина мъдри хора вярвали, че нямало какво още да бъде открито от науката.
През 1875 г., когато един млад германец от Кил на име Макс Планк взимал решение дали да посвети живота си на математиката или на физиката, най-чистосърдечно бил приканван да не избира физиката, тъй като всичките открития били направени. Уверяван бил, че настъпващият век ще бъде век на затвърдяване и усъвършенстване на направеното, а не на революционни промени. Планк не ги послушал. Изучавал теоретична физика и отдал цялата си душа и енергия в изследване на ентропията — процес, който е централен за термодинамиката и многообещаващ за амбициите на един млад човек.15 През 1891 г. постигнал резултати и с ужас научил, че важни изследвания в областта на ентропията вече били направени, в случая от един саможив учен от Йейлския университет на име Д. Уилард Гибс.
Навярно Гибс е най-гениалната личност, за която почти никой не бил чувал. Толкова бил скромен, сякаш бил невидим, прекарал фактически целия си живот, освен три години следване в Европа, в рамките на квартал между две пресечки, граничещи с къщата му и района на Йейлския университет в Ню Хейвън, Кънектикът. През първите десет години в Йейл дори не си направил труда да си получи заплатата. (Притежавал други финансови средства.) От 1871 г., когато станал професор в университета, до смъртта му през 1903 г. на курсовете му присъствали средно малко повече от един студент на семестър. Публикациите му били трудни за четене и използвали негова собствена система от означения, неразбираема за мнозина. Но дълбоко сред мистериозните му формулировки се криели изключително гениални прозрения.
През 1875–78 г. Гибс написал серия от работи под общото заглавие За равновесието на хетерогенните вещества, където бляскаво разяснява принципите на термодинамиката на, да кажем, почти всичко — „газове, смеси, повърхности, твърди тела, фазови промени… химични реакции, електрохимични клетки, утаяване и осмоза“, ако цитираме Уилям Х. Кропър. Фактически Гибс показва, че термодинамиката не се отнася просто за топлината и енергията на ниво голям и шумен парников двигател, а че също присъства и действа на атомно ниво в химичните реакции. Трудът За равновесието на Гибс бил наречен Принципите на термодинамиката, но по необясними причини той избрал да публикува тези епохални наблюдения в Трудове на Кънектикътската академия на изкуствата и науката — периодично издание, което не било особено известно дори в Кънектикът, ето защо Планк чул за него, когато вече било късно.
15
По-конкретно ентропията е мярка за степента на случайността или безпорядъка в една система. Дарел Ебинг в учебника Обща химия предлага един ефективен начин да мислим за явленията като за тесте карти за игра. Може да се каже, че едно ново тесте, току-що извадено от кутията, подредено по бои и стойности на картите от асо до поп, е в състояние на порядък. Ако се разбъркат картите, те вече са в състояние на безпорядък. Ентропията е величина за измерване на съществуващия безпорядък и за определяне на вероятността от постигане на определени резултати с още размествания. Разбира се, ако човек иска да публикува наблюденията си в респектиращо списание, трябва да познава още понятия като нерегулярност, решетъчно разстояние и стехиометрични връзки но това е в общи линии идеята.