На следующее утро после своего двенадцатого дня рождения Ялда проснулась еще до рассвета и заставила себя открыть глаза, пока прохладная почва не заманила ее обратно в царство снов. Низкий потолок был покрыт сеткой лиан, утыканных крошечными желтыми бутонами; сверху доносились глухие удары и скрипы — там был расположен рынок, и продавцы как раз занимались подготовкой своих лотков. Публичные места для ночлега пользовались в Зевгме большим спросом, поэтому Ялда предпочитала уходить до того, как ворчливые рабочие с ночной смены начинали подыскивать себе свободные постели. Она встала и, чувствуя рядом бесшумные движения других фигур, пробралась мимо спящих соседей. Света от тонких лиан было как раз достаточно, чтобы разглядеть дорогу, хотя определенная осторожность и опыт здесь все-таки требовались, иначе можно было наступить на спящего или столкнуться с кем-нибудь на пути к выходу. Она быстро вбежала вверх по лестнице, заскочила на рынок, чтобы купить хлеба, и оказалась на улице как раз вовремя, чтобы успеть взглянуть на звезды, пока они окончательно не погасли на фоне бледного неба. Только самые богатые жители Зевгмы, владевшие частными, огороженными садами, имели возможность спать под открытым небом; тех, кто выкапывал яму прямо рядом с цветами в парке, избивали за порчу городского имущества. Ялда же предпочитала проводить ночи под рынком, а не тратить деньги на аренду квартиры в одной из этих мрачных клеток-башен; постели в них охлаждались с помощью теплопроводных колонн из пассивита, которые частично были закопаны в землю, но благодаря своей длине могли отводить тепло даже от самых высоких зданий. До встречи с Евсебио оставалось еще пять курантов, но она хотела подготовиться со всей тщательностью, чтобы занятие не отняло лишнего времени; в середине утра один приглашенный ученый должен был выступать с лекцией о последних достижениях в области оптики, и Ялде не хотелось ее пропустить. Поэтому она отправилась бродить по запачканным сажей улицам, находящимся между рынком и университетом, детально планируя свой урок и на ходу рисуя диаграммы. Пешеходов вокруг было немного, да и попадавшиеся по пути люди в общем-то не испытывали удивления при виде странных фигур, которые проступали и перемещались на ее коже. Некоторые ученые прилагали немало усилий, чтобы скрыть свои бесценные размышления от посторонних глаз, и учились обходиться одними лишь умозрительными эскизами, либо следили за тем, чтобы фигуры, появляющиеся на их теле, ограничивались мелкими записями на ладонях; но Ялда никогда не чувствовала потребности в выработке таких плутовских привычек. Время для своих странствий она рассчитала идеально; жалобный звук университетских часов раздался как раз в тот момент, когда она вошла в каменную башню, где жил Евсебио. Ялда быстро поднялась по лестнице; появиться вовремя с точностью до куранта было бы невежливо, однако пробежка до четвертого этажа должна слегка умерить ее пунктуальность. Когда она добралась до квартиры, завеса над входом уже была раздвинута в знак приветствия. — Это Ялда, — окликнула она, и переступила порог. Комната пахла краской и бумагой; дюжины учебников стопками лежали у стен, и практически столько же места занимали конспекты Евсебио. К своему инженерному образованию он подходил довольно серьезно, так как будучи сыном торговца, собирался заняться железнодорожным делом. Даже три маленьких заводных фигурки, маршировавших туда-сюда позади одной из книжных стопок, указывали на то, что и в своих развлечениях он в равной мере интересовался тем, что можно, а что нельзя сделать с помощью машины. — Доброе утро, добро пожаловать! — Евсебио сидел на полу в углу комнаты перед неряшливо разбросанными листами бумаги. Для мужчины он был довольно крупным, что, впрочем, не лишало его проворства. Ялда подумала, что Евсебио, так же, как и она сама, в плане ловкости с самого детства стремился быть наравне с более миниатюрными сверстниками. Она села напротив него, скрестив ноги, и сразу перешла к делу. Она точно знала, о чем говорилось в его вчерашней лекции; вводный курс физики ни на йоту не изменился с тех пор, как она сама прослушала его четыре года тому назад. — Сохранение энергии и импульса, — сказала она. — Насколько хорошо вы в этом разобрались? — Думаю, где-то наполовину, — признался он. Евсебио однако же относился к пониманию чего-либо довольно серьезно. Ялда подозревала, что он внимательно прослушал лекцию, но при этом хотел разобраться в вопросе более глубоко. — Давайте начнем с простого, — предложила она. — Предположим, что тело может свободно двигаться, не испытывая трения. Вначале оно покоится, затем на него начинает действовать постоянная сила. Объясните мне, как, спустя некоторое время, будут связаны сила, продолжительность ее воздействия и скорость тела. Евсебио объяснил: — Сила равна массе, умноженной на ускорение; ускорение, умноженное на время, дает скорость; следовательно, произведение силы на время равняется произведению массы тела и его скорости — это так называемый «импульс». Глаза Ялды одобряюще расширились. — А если взять более общий случай, когда в начальный момент тело уже может находиться в движении? Сила, умноженная на продолжительность ее воздействия, равна…? — Изменению импульса. — Евсебио поднял листок с расчетами. — Я это проверил. — Хорошо. Значит, если два тела взаимодействуют друг с другом — если ребенок бросает камень в приближающийся поезд, и камень отскакивает от переднего вагона — то что произойдет с их импульсами? — Сила, с которой поезд действует на камень, и сила, с которой камень действует на поезд, равны по величине и противоположны по направлению, — ответил Евсебио. — И так как обе силы действуют в течение одного и того же времени, то вызванные ими изменения импульсов тоже будут равны по величине и противоположны по направлению: импульс камня — измеренный в направлении движения поезда — увеличится ровно настолько, насколько уменьшится импульс поезда. — Значит, в целом сумма двух импульсов остается неизменной, — сказала Ялда. — Что может быть проще? — С импульсом все довольно просто, — согласился Евсебио. — Но вот энергия… — А энергия — это почти то же самое! — заверила его Ялда. — Разница в том, что сила умножается не на время, а на пройденное расстояние. А первое легко превратить во второе. Как? Евсебио немного подумал. — Надо умножить ее на расстояние, пройденное за единицу времени, то есть среднюю скорость. Если тело вначале покоится, а затем плавно ускоряется, то она равна половине конечной скорости. Значит, произведение силы на расстояние равно произведению импульса на половину скорости…, или половине массы, умноженной на квадрат скорости. Это кинетическая энергия. — Все верно, — подтвердила Ялда. Евсебио неплохо разбирался в этих вычислениях, чего нельзя было сказать о картине в целом. — В случае с энергией «законы сохранения» становятся похожими на длинный список исключений, — пожаловался он. — Возможно. Давайте о них и поговорим. — Сила тяготения! Если выбросить книгу из окна, ее кинетическая энергия изменится. И равенство сил, с которыми книга и мир притягивают друг друга, никак не помогает; оно уравновешивает импульсы, но не кинетические энергии. — Нет проблем. Ялда воспроизвела у себя на груди одну из заранее подготовленных диаграмм. — Если графически изобразить зависимость между силой, притягивающей книгу к земле, и ее высотой, — объяснила она, — то сила окажется постоянной, и мы получим горизонтальную прямую. А теперь обратите внимание на площадь под этим графиком вплоть до точки, которая соответствует текущей высоте книги. Когда книга падает, уменьшение этой площади — то есть тот самый маленький прямоугольник, который мы от нее отрезаем — будет равно произведению силы, действующей на книгу, и пройденного ею расстояния; эта величина в точности совпадает с увеличением кинетической энергии — силой, помноженной на расстояние. Евсебио изучил диаграмму. — Допустим. — И наоборот, если книга подброшена вверх, и начинает терять скорость под действием силы притяжения, ее кинетическая энергия будет уменьшаться… однако площадь под графиком увеличится ровно настолько, чтобы скомпенсировать эту потерю. Так вот, эта площадь называется «потенциальной энергией»; суммарная энергия, которая складывается из кинетической и потенциальной, будет сохраняться. Это верно и для других сил — например, для силы, которая действует на тело, соединенное с пружиной. Евсебио сказал: — Математический смысл ваших объяснений мне понятен. Но разве это не просто красивые слова, которые на самом деле означают, что закон сохранения для кинетической энергии не работает — что она изменяется, но в некоторых простых случаях мы достаточно хорошо понимаем ответственные за это силы, чтобы ее изменение можно было просчитать? — В общем-то, да, — согласилась Ялда. — Это что-то вроде бухгалтерского учета. Но бухгалтерию не стоит списывать со счетов; она тоже может быть полезным инструментом. С помощью потенциальной энергии упругой деформации можно вычислить дальность полета снаряда, выпущенного из рогатки, а с помощью потенциальной энергии тяготения — определить высоту, на которую этот снаряд сможет подняться. Евсебио этот довод не убедил. Он указал на марширующие фигурки; две из них остановились, так как у них закончился завод, а третья упала на спину и теперь безрезультатно дергала ногами. — В реальном мире энергия не сохраняется, — сказал он. — Мы получаем ее из пищи или сжигая топливо и теряем из-за трения. — Возможно, это и кажется наиболее разумным объяснением, — заметила Ялда, — но в действительности такие процессы — всего лишь более сложные примеры явлений, о которых мы только что говорили. Трение превращает движение в тепловую энергию, которая представляет собой кинетическую энергию материальных частиц. А химическая энергия считается одной из разновидностей потенциальной энергии. — Я понимаю, что тепло — это разновидность невидимого движения, — согласился Евсебио, — но как в эту схему вписывается сжигание топлива? Ялда объяснила: — Чтобы понять, как устроена частица топлива, можно представить себе клубок туго скрученных пружин, который снаружи обвязан леской. Действие либератора напоминает разрезание лески — весь клубок разлетается на части. Только вместо звуков, которыми сопровождается разрыв, и разлетающихся во все стороны пружин топливо создает свет и раскаленный газ. Евсебио был озадачен. — Это очаровательная аналогия, но я не понимаю, в чем ее практическая польза. — О, польза действительно есть! — заверила его Ялда. — Проводя реакции между различными веществами в закрытых емкостях — удерживающих внутри все продукты реакции и полностью преобразующих свет в тепло — ученые составили таблицы, которые показывают относительное количество потенциальной энергии, содержащейся в разных химических соединениях. Образно говоря, топливо и либератор находятся на десятом этаже этой башни, а газы, которые образуются в процессе их горения — в самом низу. Разница в количестве потенциальной энергии проявляется в виде давления и тепла — точно так же, как разница в гравитационной энергии падающей книги проявляется в ее скорости. Интерес со стороны Евсебио начал возрастать. — И все расчеты сходятся? Химическая энергия устроена как бухгалтерский баланс — все настолько просто? Ялда поняла, что эту идею она, пожалуй, слегка перехвалила. — В принципе так и должно быть, но на практике получить точные данные довольно сложно. Можете считать, что эту работу еще только предстоит завершить. Но если вам доведется побывать на химическом факультете… Евсебио удивленно прожужжал. — Я не самоубийца! — Всегда можно спрятаться за защитной стеной и наблюдать за экспериментами оттуда. — Вы имеете в виду те самые «защитные стены», которые приходится перестраивать три-четыре раза в год? По правде говоря, сама Ялда бывала в Ампутационном переулке всего раз. — Ладно… можно довольствоваться плодами их труда на расстоянии. — Вы говорите, что эта работа еще не завершена, — задумчиво произнес Евсебио. — Если не считать взрывов со смертельным исходом, то в чем проблема? — В их методологии я не эксперт, — призналась Ялда. — Думаю, что в процесс измерения температуры и давления всегда может вкрасться ошибка; кроме того, мне кажется, что удержать весь свет внутри емкости с реагентами довольно сложно. Мы в состоянии измерить количество теплоты, но не знаем, как учесть свет, который тоже может быть продуктом реакции. — Тогда как мы узнаем, что химики допустили ошибки? — не унимался Евсебио. — Что именно указывает на ошибочные данные? — Ах. — Ялде очень не хотелось его разочаровывать, но, говоря о масштабе проблемы, ей приходилось бы честной. — Опираясь на данные, опубликованные в последней версии этой таблицы, косвенным путем удалось установить, что химическая энергия смеси очищенного огневитового порошка с его либератором лишь незначительно превосходит энергию газов, возникающих в процессе горения — объяснить высокую температуру газов такой маленькой разницей невозможно. Но избыток тепловой энергии не может взяться из ниоткуда; он должен быть вызван изменением химической энергии. И это даже без учета энергии, которую переносит свет. — Я понял, — цинично заявил Евсебио. — Другими словами, «химическая энергия» — это прекрасная теория…, если не считать того, что после всех рисков и трудоемких измерений она оказывается полной чепухой. Ялда предпочитала иную интерпретацию. — Представьте: я говорю вам, что друг моего друга увидел, как из окна на третьем этаже вылетел булыжник, а вы тем временем уже знали, что этот булыжник не только врезался в землю с оглушительным грохотом, но еще и оставил после себя кратер глубиной в две поступи. Откажетесь ли вы от закона сохранения энергии как таковой… или же поставите под сомнение историю, переданную через третьи руки? Ялда протиснулась в лекционный зал как раз в тот момент, когда приглашенный докладчик, Нерео, начал подниматься на сцену. Аудитория насчитывала лишь около четырех дюжин человек, однако место проведения было выбрано не из-за вместительности, а благодаря своему оснащению; проводимые здесь занятия по оптике обычно привлекали только пару дюжин студентов. Появившись в зале с опозданием, Ялда удостоилась нескольких возмущенных взглядов, но благодаря своему росту ей, по крайней мере, не нужно было тесниться в поисках подходящего места — и когда она поняла, что загораживает обзор молодому человеку позади, то тут же поменялась с ним местами. — Я бы хотел поблагодарить ученых Зевгмы за их радушное приглашение выступить сегодня в этом университете, — начал свою речь Нерео. — Мне приятно иметь возможность обсудить с вами свои недавние исследования.