Страница:
Твой
Д.К.Максвелл».
Когда волчок был сделан, Максвелл был в восторге – большое количество возможных регулировок позволило испытывать самые разнообразные типы вращения. Фирма «Смит и Рамадж» потрудилась на совесть: у волчка была большая инерция и очень малое трение.
Когда Джеймс показал свой волчок друзьям в Кембридже, он крутился так долго, что все разошлись по причине позднего времени, а Джеймс заснул. Утром он проснулся, заслышав на каменной мостовой одинокие шаги спешащего к нему приятеля, одного из тех, что были вчера. Тут Джеймс мгновенно вылез из-под одеяла, запустил волчок и, снова забравшись на кровать, отвернулся к стене. Когда приятель зашел в комнату Джеймса, он увидел похрапывающего хозяина и этот удивительный волчок, который, без сомнения, крутился еще со вчерашнего вечера!
Когда мистификация раскрылась, молодой профессор хохотал до упаду, неизвестно куда дев свою шотландскую сдержанность.
Преимущество произвольной программы Максвелл использовал полностью: он стремился сделать своих студентов (они с течением времени, правда в небольшом числе, все-таки появились) участниками своих экспериментов, он учил их, заставляя проводить исследования, учил наукой, причем наиболее сложными и современнейшими ее областями на тот день. Его студенты должны были сразу окунуться в гущу научного творчества, он бросал их в бурную и опасную реку науки, не сверившись с тем, хорошие ли они пловцы...
Проблемы преподавания волнуют его; некоторое время он занят поисками правильной методики; он относится к этому делу как к еще одной научной проблеме, ничего не принимая на веру. Казалось многим: простая вещь – преподавание, читай себе лекции да принимай потом экзамены, но Джеймс не был удовлетворен такой схемой, он не любил проповедей, и однажды, наблюдая Льюиса в его приходе за этим занятием, уже в буквальном смысле слова, сказал ему:
– Слушай, а почему бы тебе не дать им этого поменьше?
И вместе с тем Джеймс добросовестно изучал опыт профессоров-традиционалистов, импонировавших ему, старался перенять лучшее, что у них есть.
Ошибался он в одном – полагая, что все его студенты повторяют его, что им в той же степени интересно разгадывать эти загадки, как ему самому, что они получают наслаждение от самого процесса познания. Его выработанная в непрестанном поиске способность понимать суть физических явлений с полуслова, с полунамека, способность, укрепившаяся в общении с отцом, для которого не нужно было липших слов, старая привычка, сопутствующая мысли, опережающей слова, приводила к тому, что он с его горящим взором был всегда бесконечно впереди скучающей на лекции аудитории, он был «невеждой для невежд», его пылкий энтузиазм мог поджечь только способное к горению.
Напрасно он горами таскал книги из библиотеки и раздавал их студентам. Напрасно навлекал на себя немилость библиотекарей и начальства.
– Книги можно брать только для себя или в крайнем случае для друзей, – поучал молодого профессора университетский библиотекарь, хранитель рукописей.
– Но я и беру их для друзей, – щуря близорукие глаза и улыбаясь, отвечал молодой профессор. – Студенты – это мои друзья!
Напрасно это было... Студенты, конечно, с радостью принимали в круг друзей, в круг равных себе молодого профессора – им импонировали его быстрый ум, его юмор, его эксцентричность, его доброжелательность, энтузиазм, его известность и, наконец, его шотландское произношение. Но слишком разные они были – молодой гений и неоперившиеся и малознающие студиозусы. Он с радостью набрасывался на лекциях на любую трудность, встретившуюся на пути, а их приходилось ввязывать в преодоление ее чуть не силком. Соучастие студентов в его исследованиях, не говоря уже об их самостоятельных работах, оставалось несбыточной розовой мечтой.
Напрасно он вытаскивал для них из своих запасников свои самые «лакомые» задачки, «пропы». Его неизмеримо более тренированное воображение и острота ума выхватывали его из аудитории, и он несся уже где-то высоко и далеко, легкий и свободный, преодолевая одну грозу за другой, в то время как студенты, переглядываясь, видели лишь заикающегося, косноязычного, путающегося и близорукого лектора. Волны его идей рождали неизбежную интерференцию, и там, где гений видел их взаимодействие, неискушенный взгляд улавливал лишь темную полосу, отсутствие всякого света.
Но ужасней всего было, если он вдруг во время лекции начинал понимать свою отрешенность от аудитории – тогда он начинал смущаться, говорить парадоксами, делать хаотические путаные заявления, перемежающиеся блестками юмора, который не каждый мог оценить.
Студенты любили его, а он предпочел бы, чтобы они любили физику. Но добиться этого в Абердине ему так и не было суждено.
СТАТЬЯ «О ФАРАДЕЕВСКИХ ЛИНИЯХ СИЛЫ» (1855-1856)
НОВОЕ УВЛЕЧЕНИЕ – САТУРН
Д.К.Максвелл».
Когда волчок был сделан, Максвелл был в восторге – большое количество возможных регулировок позволило испытывать самые разнообразные типы вращения. Фирма «Смит и Рамадж» потрудилась на совесть: у волчка была большая инерция и очень малое трение.
Когда Джеймс показал свой волчок друзьям в Кембридже, он крутился так долго, что все разошлись по причине позднего времени, а Джеймс заснул. Утром он проснулся, заслышав на каменной мостовой одинокие шаги спешащего к нему приятеля, одного из тех, что были вчера. Тут Джеймс мгновенно вылез из-под одеяла, запустил волчок и, снова забравшись на кровать, отвернулся к стене. Когда приятель зашел в комнату Джеймса, он увидел похрапывающего хозяина и этот удивительный волчок, который, без сомнения, крутился еще со вчерашнего вечера!
Когда мистификация раскрылась, молодой профессор хохотал до упаду, неизвестно куда дев свою шотландскую сдержанность.
Преимущество произвольной программы Максвелл использовал полностью: он стремился сделать своих студентов (они с течением времени, правда в небольшом числе, все-таки появились) участниками своих экспериментов, он учил их, заставляя проводить исследования, учил наукой, причем наиболее сложными и современнейшими ее областями на тот день. Его студенты должны были сразу окунуться в гущу научного творчества, он бросал их в бурную и опасную реку науки, не сверившись с тем, хорошие ли они пловцы...
Проблемы преподавания волнуют его; некоторое время он занят поисками правильной методики; он относится к этому делу как к еще одной научной проблеме, ничего не принимая на веру. Казалось многим: простая вещь – преподавание, читай себе лекции да принимай потом экзамены, но Джеймс не был удовлетворен такой схемой, он не любил проповедей, и однажды, наблюдая Льюиса в его приходе за этим занятием, уже в буквальном смысле слова, сказал ему:
– Слушай, а почему бы тебе не дать им этого поменьше?
И вместе с тем Джеймс добросовестно изучал опыт профессоров-традиционалистов, импонировавших ему, старался перенять лучшее, что у них есть.
«Джеймс Клерк Максвелл – Вильяму ТомсонуДжеймс стремился сделать из своих студентов исследователей, обучающихся в процессе исследования, каких-то «рисеч-стьюдентов» – стажеров-исследователей, будучи абсолютно правым в том отношении, что ничто так не продвигает вперед пытливый ум, как самостоятельное исследование, поиск ответов на загадки, поставленные природой.
Юнион-стрит, 129, Абердин
17 декабря 1856
Дорогой Томсон!
Хочу узнать у Вас о методе, с помощью которого Вы можете заставить кого-либо просматривать чужие упражнения. Это было бы полезно для них, для моих студентов, но я никак не могу найти способ заставить их делать это. Я хотел бы знать, какие темы Вы даете своим и как Вы критикуете их работу.
От 9 до 10 должны были бы быть у меня устные экзамены, а с 11 до 12 – лекция, но я подумал, что лучше будет заняться обоими этими делами сразу в оба эти промежутки и экзаменовать всех без предупреждения, ибо экзамен в чистом виде – это скучная вещь для тех, кого не экзаменуют, а лекция в чистом виде вызывает в пассивных людях пассивность, а среди косномыслящих – разговоры и писание записочек. По вторникам я диктую им 10 вопросов (с короткими ответами, чтобы на них можно было бы ответить письменно тут же в классе). В пятницу я объясняю им ошибки и вывешиваю список, в котором указано, на сколько вопросов ответил каждый...
Еще я выдаю им упражнения для домашней работы, более сложные, но не обязательные для выполнения...
...Я разрабатываю машину для метания пуль за счет веса груза, которая, как я надеюсь, будет вполне работоспособной...
Моя статья о фарадеевских линиях где-то застряла, и я пытаюсь выяснить, где же все-таки находится вторая часть рукописи. Вся первая часть полностью обоснована. Ее просмотрел Стокс, причем он обнаружил несколько жутких ошибок, например целую страницу, где написано «делить» вместо «умножать»...
Ошибался он в одном – полагая, что все его студенты повторяют его, что им в той же степени интересно разгадывать эти загадки, как ему самому, что они получают наслаждение от самого процесса познания. Его выработанная в непрестанном поиске способность понимать суть физических явлений с полуслова, с полунамека, способность, укрепившаяся в общении с отцом, для которого не нужно было липших слов, старая привычка, сопутствующая мысли, опережающей слова, приводила к тому, что он с его горящим взором был всегда бесконечно впереди скучающей на лекции аудитории, он был «невеждой для невежд», его пылкий энтузиазм мог поджечь только способное к горению.
Напрасно он горами таскал книги из библиотеки и раздавал их студентам. Напрасно навлекал на себя немилость библиотекарей и начальства.
– Книги можно брать только для себя или в крайнем случае для друзей, – поучал молодого профессора университетский библиотекарь, хранитель рукописей.
– Но я и беру их для друзей, – щуря близорукие глаза и улыбаясь, отвечал молодой профессор. – Студенты – это мои друзья!
Напрасно это было... Студенты, конечно, с радостью принимали в круг друзей, в круг равных себе молодого профессора – им импонировали его быстрый ум, его юмор, его эксцентричность, его доброжелательность, энтузиазм, его известность и, наконец, его шотландское произношение. Но слишком разные они были – молодой гений и неоперившиеся и малознающие студиозусы. Он с радостью набрасывался на лекциях на любую трудность, встретившуюся на пути, а их приходилось ввязывать в преодоление ее чуть не силком. Соучастие студентов в его исследованиях, не говоря уже об их самостоятельных работах, оставалось несбыточной розовой мечтой.
Напрасно он вытаскивал для них из своих запасников свои самые «лакомые» задачки, «пропы». Его неизмеримо более тренированное воображение и острота ума выхватывали его из аудитории, и он несся уже где-то высоко и далеко, легкий и свободный, преодолевая одну грозу за другой, в то время как студенты, переглядываясь, видели лишь заикающегося, косноязычного, путающегося и близорукого лектора. Волны его идей рождали неизбежную интерференцию, и там, где гений видел их взаимодействие, неискушенный взгляд улавливал лишь темную полосу, отсутствие всякого света.
Но ужасней всего было, если он вдруг во время лекции начинал понимать свою отрешенность от аудитории – тогда он начинал смущаться, говорить парадоксами, делать хаотические путаные заявления, перемежающиеся блестками юмора, который не каждый мог оценить.
Студенты любили его, а он предпочел бы, чтобы они любили физику. Но добиться этого в Абердине ему так и не было суждено.
СТАТЬЯ «О ФАРАДЕЕВСКИХ ЛИНИЯХ СИЛЫ» (1855-1856)
И вот, наконец, после долгого плутания по редакциям и рецензентам появилась в 1857 году в «Трудах Кембриджского философского общества», в десятом томе за 1856 год, первая статья Джеймса Клерка Максвелла по электричеству, пятьдесят шесть страниц математики. Называлась она, разумеется, «О фарадеевских линиях силы» и была развитием доклада, который Джеймс сделал в декабре позапрошлого года перед Философским обществом в Кембридже.
По настроению эта статья, если у научной статьи может быть настроение, резко отличается от прежних. В ней ощутима сильная, отчетливая философская струя. Стремление объяснить, «как это делается?», перерастает уже частные формы. Как устроен мир? Из чего он состоит? Пуста ли пустота? Почему происходят притяжение и отталкивание?
«Фарадеевские линии» – это не просто интересная работа одаренного ученого, работающего над важной проблемой электричества и магнетизма. «Фарадеевские линии» – это работа крупного ученого-философа, знающего, что от решения проблемы зависят судьбы не только физики.
В этой первой работе по электричеству – уже вся его программа. Программа его исследований по электричеству на всю жизнь. Программа глубоко продуманная. Многие удивлялись потом, как у него, двадцатичетырехлетнего, могли в столь зрелом и законченном виде появиться такие глубокие идеи.
Реакция Вильяма Томсона и Стокса была сдержанной – видимо, они были заняты своими делами. Проявил интерес к статье Питер – да и тот занялся сейчас гамильтоновыми «кватернионами», бесконечно далекими, казалось тогда, от электричества.
Другие – те, кому Джеймс был известен лишь своими исследованиями по фотоупругости и оптике, пожимали плечами. Этот Максвелл так блестяще владеет математикой, так хорошо знаком с теориями, основанными на дальнодействии, – знай себе работай да выводи полезные формулы. А он все оригинальничает. Видимо, хочет понравиться бывшему переплетчику и лаборанту Фарадею! Списали все на его странности. И про статью забыли. Простили ему эту выходку.
Снова он стал для всех блестящим, тонко чувствующим молодым физиком. Метод фотоупругости. Эксперименты по цвету. Блестящее владение ньютоновскими методами. Прошло подозрение. Максвелл был своим. А то была шалость и баловство. Чего не бывает у молодых?
А Максвеллу не привыкать было к тому, что его считали странным и чудаком. Он давно уже не обижался на это. Еще со школьных времен. Еще с тех пор, когда его звали Дуралеем.
Не надеялся, вероятно, молодой абердинский профессор Клерк Максвелл, рассылая в марте 1857 года свою только что вышедшую статью «О фарадеевских силовых линиях» по списку всем крупным британским физикам, что получит ответ и даже ответную статью от самого Фарадея.
И тем не менее это было так.
В конце марта 1857 года Джеймс, волнуясь, распечатал письмо с гербом Королевского института:
И в письме и в статье было много такого, о чем стоило подумать: и оброненная как будто вскользь фраза о «времени установления электротонического состояния», которое, «возможно, так же мало, как время прохождения света», и мысли о связи электрического и магнитного притяжения с притяжением гравитации.
Письмо Фарадея стало столь большим событием в спокойной жизни Максвелла, что вытеснило из обихода все другие, и даже через месяц казалось, что это произошло вчера. Он и не заметил, что к тому моменту, как он решился написать ответ, прошло полгода.
По настроению эта статья, если у научной статьи может быть настроение, резко отличается от прежних. В ней ощутима сильная, отчетливая философская струя. Стремление объяснить, «как это делается?», перерастает уже частные формы. Как устроен мир? Из чего он состоит? Пуста ли пустота? Почему происходят притяжение и отталкивание?
«Фарадеевские линии» – это не просто интересная работа одаренного ученого, работающего над важной проблемой электричества и магнетизма. «Фарадеевские линии» – это работа крупного ученого-философа, знающего, что от решения проблемы зависят судьбы не только физики.
В этой первой работе по электричеству – уже вся его программа. Программа его исследований по электричеству на всю жизнь. Программа глубоко продуманная. Многие удивлялись потом, как у него, двадцатичетырехлетнего, могли в столь зрелом и законченном виде появиться такие глубокие идеи.
Реакция Вильяма Томсона и Стокса была сдержанной – видимо, они были заняты своими делами. Проявил интерес к статье Питер – да и тот занялся сейчас гамильтоновыми «кватернионами», бесконечно далекими, казалось тогда, от электричества.
Другие – те, кому Джеймс был известен лишь своими исследованиями по фотоупругости и оптике, пожимали плечами. Этот Максвелл так блестяще владеет математикой, так хорошо знаком с теориями, основанными на дальнодействии, – знай себе работай да выводи полезные формулы. А он все оригинальничает. Видимо, хочет понравиться бывшему переплетчику и лаборанту Фарадею! Списали все на его странности. И про статью забыли. Простили ему эту выходку.
Снова он стал для всех блестящим, тонко чувствующим молодым физиком. Метод фотоупругости. Эксперименты по цвету. Блестящее владение ньютоновскими методами. Прошло подозрение. Максвелл был своим. А то была шалость и баловство. Чего не бывает у молодых?
А Максвеллу не привыкать было к тому, что его считали странным и чудаком. Он давно уже не обижался на это. Еще со школьных времен. Еще с тех пор, когда его звали Дуралеем.
Не надеялся, вероятно, молодой абердинский профессор Клерк Максвелл, рассылая в марте 1857 года свою только что вышедшую статью «О фарадеевских силовых линиях» по списку всем крупным британским физикам, что получит ответ и даже ответную статью от самого Фарадея.
И тем не менее это было так.
В конце марта 1857 года Джеймс, волнуясь, распечатал письмо с гербом Королевского института:
«Профессор М.Фарадей – профессору Д.К.Максвеллу.К письму была приложена статья Фарадея – и в ней, как и в письме, увидел Джеймс колебания великого, неуверенность мэтра и корифея в том, что мир, созданный им, верен, ибо понятие силовых линий, как казалось ему, было не общим для природы. Тяготение, например, как будто бы не укладывалось в рамки силовых пиний и, казалось, упрекало их автора в недостаточной предусмотрительности, приводя всегда к притяжению тел, в то время как силовые линии объясняли два эффекта – притяжение и отталкивание.
Альбермарл-стрит, 25 марта 1857
Мой дорогой сэр, я получил Вашу статью и очень благодарен Вам за нее. Не хочу сказать, что благодарю Вас за то, что Вами сказано относительно «силовых линий», поскольку я знаю, что Вы сделали это в интересах философской правды; но Вы должны также предполагать, что эта работа не только приятна мне, но и дает мне стимул к дальнейшим размышлениям. Я поначалу испугался, увидев, какая мощная сила математики приложена к предмету, а затем удивился тому, насколько хорошо предмет ее выдержал...
Всегда истинно Ваш
М.Фарадей».
И в письме и в статье было много такого, о чем стоило подумать: и оброненная как будто вскользь фраза о «времени установления электротонического состояния», которое, «возможно, так же мало, как время прохождения света», и мысли о связи электрического и магнитного притяжения с притяжением гравитации.
Письмо Фарадея стало столь большим событием в спокойной жизни Максвелла, что вытеснило из обихода все другие, и даже через месяц казалось, что это произошло вчера. Он и не заметил, что к тому моменту, как он решился написать ответ, прошло полгода.
«Профессор Джеймс Клерк Максвелл – профессору Майклу ФарадеюФарадей тут же ответил Максвеллу теплым письмом, в котором нетрудно почувствовать благодарность не балуемого пониманием стареющего человека, мудреца, нашедшего на склоне лет родственную душу, сток душевных и научных излияний.
129 Юнион-стрит
Абердин, 9 ноября 1857
Дорогой сэр... Этой весной Вы были настолько добры, что выслали мне копию последней статьи и спрашивали, что я о ней думаю...
Сейчас, насколько мне известно, Вы являетесь первым человеком, у которого возникла идея о том, что тела действуют друг на друга на расстоянии посредством обращения окружающей среды в состояние напряжения, идея, в которую действительно следует поверить. У нас были когда-то потоки крючочков, летающих вокруг магнитов, и даже картинки, на которых изображены окруженные ими магниты; но нет ничего более ясного, чем Ваше описание всех источников силы, поддерживающих состояние энергии во всем, что их окружает, состояние, усилением или ослаблением которого можно измерить проделанную в системе работу. Мне кажется, что Вы ясно видите, как силовые линии огибают препятствия, гонят всплески напряжения в проводниках, сворачивают вдоль определенных направлений в кристаллах и несут с собой везде все то же самое количество способности к притяжению, распределенной более разреженно или густо в зависимости от того, расширяются эти линии или сжимаются...
...Но когда мы встречаемся лицом к лицу с вопросом о гравитации: требует ли она времени? Полярна ли она чему-нибудь «за вселенной» или чему-нибудь еще? Имеет ли она какое-нибудь отношение к электричеству? Или она покоится на самых глубинных фундаментах материи, массы или инерции? – тогда мы ощущаем необходимость экспериментов – будут ли объектами их кометы или туманности, или лабораторные образцы, или даже дерзкие вызовы по отношению к истинности общепринятых мнений.
Я только попытался сейчас показать Вам, почему я не считаю гравитацию опасным объектом в смысле применения Ваших методов. Вполне возможно и на нее пролить свет, воплощая те же идеи, которые математически выражаются функциями Лапласа и сэра В.Р.Гамильтона в планетарной теории...
Искренне Ваш
Джеймс Клерк Максвелл».
«Профессор Фарадей – проф. Максвеллу
Альбермарл-стрит
Лондон, 13 ноября 1857
...Ваше письмо для меня – это первый обмен мнениями о проблеме с человеком Вашего образа мышления. Оно очень полезно для меня, и я буду снова и снова перечитывать его и размышлять над ним...
Есть одна вещь, о которой я хотел бы Вас спросить. Когда математик, занятый исследованием физических действий и их результатов, приходит к своим заключениям, не могут ли они быть выражены общепонятным языком так же полно, ясно и определенно, как и посредством математических формул?
Я думаю, что это так и должно быть, потому что я всегда обнаруживал, что Вы могли донести до меня абсолютно ясную идею Ваших выводов, которые даже без понимания шагов Вашего математического процесса дают мне результаты не выше и не ниже правды, причем настолько ясные в своей основе, что я могу над ними думать и с ними работать».
НОВОЕ УВЛЕЧЕНИЕ – САТУРН
Когда Джеймс приступил к занятиям в Абердине, у него в голове уже созрел новый «проп», новая задачка, которую пока никто не мог решить, новое явление, которое подлежало объяснению. Это были Сатурновы кольца. Определить их физическую природу, определить за миллионы километров, без каких бы то ни было приборов, пользуясь только бумагой и пером, – это была задача, созданная как будто специально для него. Вот где будут использованы, наконец, и опробованы теории вращения, проверявшиеся на динамическом волчке! Вот куда приводила его теперь странная и, казалось, незакономерная цепочка, начавшаяся «дьяволом на двух палочках»! К самому Сатурну!
С той июльской теплой ночи 1610 года, когда Галилей впервые направил свою трубу на Сатурн, многие любовались через телескоп этим чудом вселенной. Сатурн был действительно самым удивительным объектом на небе.
У планеты были уши! Два отростка непонятного происхождения вырастали с боков планеты, причем эти отростки жили, дышали, изменялись по величине – и не было объяснения такому странному явлению. Может быть, это два больших спутника Сатурна? И иногда эти живые отростки Сатурна исчезали – и не было ли это подтверждением мифа о жестокости коварного старика – Времени?
Гюйгенс, пользуясь более совершенным инструментом, утверждал в 1659 году, что Сатурн окружен кольцом, напоминающим нимб серафимов, – и долго не смолкали восторженные клики служителей боговых, видевших в этом если не прямое подтверждение желанного, то полунамек, достаточно откровенный!
Затем выяснилось, что одним кольцом дело не ограничивается.
– Не кольцо, а два, одно внутри другого! – это Кассини в 1675 году.
В 1850 году внутри светлого внутреннего кольца обнаружена темная полоска, и эта темная полоска оказалась прозрачной – через нее можно было видеть поверхность планеты.
Сравнением своих наблюдений с наблюдениями Гюйгенса и Гершеля петербургский астроном Струве заключил, что конфигурация колец изменчива, а ширина их возрастает с удалением от планеты.
Вот что было известно в условии конкурса на соискание премии Адамса. Требовалось определить: из чего состоят кольца Сатурна? Твердые они, жидкие или газообразные? Гершель поддерживал гипотезу сплошного твердого кольца, Лаплас доказывал, что кольца – твердые, но очень узкие. А безвестный Томас Райт из Дурхама, не приводя доказательств, когда-то утверждал, что кольцо Сатурна состоит из множества спутников, не связанных между собой.
Такая проблема не могла не увлечь Джеймса. Он работал с самого начала быстро и уверенно. Быстро был готов первый вариант – изящное эссе.
«Когда мы действительно видим, что гигантская арка вертится над экватором планеты без какой-либо видимой с ней связи, наш мозг не может оставаться в бездействии. Мы не можем просто принять, что это так и есть, и описать этот факт как один из фактов, наблюдаемых в природе, не предполагающий и не требующий объяснения. Мы или должны объяснить ее движение на принципах механики, или принять, что в условиях Сатурна может существовать движение, регулируемое законами, которые мы не в состоянии объяснить».
За каждым словом этой фразы – убежденность в конечной познаваемости мира, в том, что не существует в нашей вселенной предметов и явлений, недоступных для человеческого понимания. Нет, не в страхе божьем лежало у Джеймса Клерка Максвелла начало мудрости!
Начало работы над кольцами Сатурна относится к гленлейрскому, предабердинскому лету. Первое упоминание об этой работе в письме к другу – Р.Б.Литчфильду:
Иногда он задерживался здесь до темноты и дожидался того момента, когда в небе загорались первые огоньки. Вот Марс и Меркурий... А вот и Сатурн, к которому устремлены сейчас его мысли... Максвелл чувствовал нежность и теплоту к этой удивительной безразличной планете, летящей где-то в мертвящем холоде пустоты за миллионы километров. Он был сейчас единственным человеком на Земле, который постиг ее тайну, разгадал ее силой математики.
Максвеллу было приятно здесь, на морском берегу, но почему так сладко тревожит его необычность этой теплой весны? Почему таким странным кажется ему расположение планет – никогда не видел он, чтобы Юпитер и Венера так приближались друг к другу? Нет ли тайного смысла в смешных предсказаниях чудаков астрологов?
Таинственно мерцало звездное небо над головой молодого профессора. Бездонность неба вселяла беспокойство. Космос был безмолвен и полон тайн. Все объяснимо в этой бескрайней вселенной, но сложны ее загадки – хватит ли жизни, чтобы разгадать их? Что такое пространство? А время? Как устроены планеты? Сможет ли человек когда-нибудь достигнуть их? Что такое тяготение – и вообще, почему тела притягиваются друг к другу? А что управляет симпатиями и антипатиями людей?
Ночной горной тропинкой, освещаемой звездами, добирался Максвелл до города, до Юнион-стрит. А здесь уже занималась заря, над островерхими церквами древнего города поднимался новый день этого необычного года...
Этот, 1857 год принес несчастье – весть о смерти дорогого друга-кембриджца, молодого юриста Помероя, попавшего сразу после жарких дискуссий в Рэй-клубе на место действия, в Индию, и полностью познавшего на своем горьком опыте цену приобщения индийской нации к британской культуре. Его юношеские иллюзии, видимо, так и не рассеялись до конца, а благородство души заменяло ему порой трезвый голос рассудка. Именно он защищал на памятном заседании Рэй-клуба позицию Британии в Индии, именно он сдал лучше всех экзамены на высокооплачиваемую должность в почтенной Восточно-Индийской компании. Тем более грустно было его разочарование. Он умер от излишнего служебного рвения и лихорадки во время первой вспышки восстания сипаев и, может быть, лишь благодаря болезни избежал смерти от руки индусов, которым, как он был убежден еще во времена рэй-клубовских дискуссий, он нес цивилизацию.
Максвелл очень переживал смерть Роберта, они сдружились во времена жарких споров и дискуссий в клубе. Джеймс, у которого отец и все родственники по мужской линии были юристами, всегда находил темы для бесед с будущим юристом Помероем, поверял ему свои мысли о государстве и праве, как Льюису – студенту богословия – о боге. Максвелл имел особенность жить интересами своих друзей и совершенно не требовал того же от них, да и вряд ли это было возможно.
Видимо, трудно приходилось ему в Абердине в смысле обзаведения новыми друзьями. Его коллеги по колледжу были старше его, общение с коллегами из второго, соперничающего университета, Кингс-колледжа, негласно не одобрялось, а шотландская чопорность исключала случайные знакомства. Максвелл не устает писать своим старым друзьям:
С той июльской теплой ночи 1610 года, когда Галилей впервые направил свою трубу на Сатурн, многие любовались через телескоп этим чудом вселенной. Сатурн был действительно самым удивительным объектом на небе.
У планеты были уши! Два отростка непонятного происхождения вырастали с боков планеты, причем эти отростки жили, дышали, изменялись по величине – и не было объяснения такому странному явлению. Может быть, это два больших спутника Сатурна? И иногда эти живые отростки Сатурна исчезали – и не было ли это подтверждением мифа о жестокости коварного старика – Времени?
Гюйгенс, пользуясь более совершенным инструментом, утверждал в 1659 году, что Сатурн окружен кольцом, напоминающим нимб серафимов, – и долго не смолкали восторженные клики служителей боговых, видевших в этом если не прямое подтверждение желанного, то полунамек, достаточно откровенный!
Затем выяснилось, что одним кольцом дело не ограничивается.
– Не кольцо, а два, одно внутри другого! – это Кассини в 1675 году.
В 1850 году внутри светлого внутреннего кольца обнаружена темная полоска, и эта темная полоска оказалась прозрачной – через нее можно было видеть поверхность планеты.
Сравнением своих наблюдений с наблюдениями Гюйгенса и Гершеля петербургский астроном Струве заключил, что конфигурация колец изменчива, а ширина их возрастает с удалением от планеты.
Вот что было известно в условии конкурса на соискание премии Адамса. Требовалось определить: из чего состоят кольца Сатурна? Твердые они, жидкие или газообразные? Гершель поддерживал гипотезу сплошного твердого кольца, Лаплас доказывал, что кольца – твердые, но очень узкие. А безвестный Томас Райт из Дурхама, не приводя доказательств, когда-то утверждал, что кольцо Сатурна состоит из множества спутников, не связанных между собой.
Такая проблема не могла не увлечь Джеймса. Он работал с самого начала быстро и уверенно. Быстро был готов первый вариант – изящное эссе.
«Когда мы действительно видим, что гигантская арка вертится над экватором планеты без какой-либо видимой с ней связи, наш мозг не может оставаться в бездействии. Мы не можем просто принять, что это так и есть, и описать этот факт как один из фактов, наблюдаемых в природе, не предполагающий и не требующий объяснения. Мы или должны объяснить ее движение на принципах механики, или принять, что в условиях Сатурна может существовать движение, регулируемое законами, которые мы не в состоянии объяснить».
За каждым словом этой фразы – убежденность в конечной познаваемости мира, в том, что не существует в нашей вселенной предметов и явлений, недоступных для человеческого понимания. Нет, не в страхе божьем лежало у Джеймса Клерка Максвелла начало мудрости!
Начало работы над кольцами Сатурна относится к гленлейрскому, предабердинскому лету. Первое упоминание об этой работе в письме к другу – Р.Б.Литчфильду:
«Джеймс Клерк. Максвелл – Р.В.ЛитчфильдуЧерез год работа с Сатурном еще не окончена.
Гленлейр, 4 июля 1856
...Я посвящаю часть своего времени кольцам Сатурна, которые оказались крепким орешком, но довольно занятным, особенно в случае движения жидкого кольца».
«Джеймс Клерк Максвелл – Льюису Кемпбеллу
Гленлейр, 7 августа 1857
...Мне посчастливилось обнаружить, что в моих сатурновских лабиринтах есть ошибка, но я еще не знаю, где она...»
«Джеймс Клерк Максвелл – Льюису Кемпбеллу, эскв.
Гленлейр, 28 августа 1857
Я веду осаду Сатурна, то и дело атакуя его. Мне удалось пробить несколько брешей в твердом кольце, а сейчас я плюхнулся в жидкое кольцо и нахожусь в окружении поистине удивительных символов. Когда я вынырну, я окажусь в кольце из тумана, из некой сумрачной среды, которая несколько напоминает состояние воздуха, скажем, во время осады Севастополя. Лес пушек, занимающих площадь 100 миль в одну сторону и 30000 миль – в другую, непрерывно изрыгает картечь, которая уже никогда не остановится и вращается по кругу радиусом 170000 миль...»
«Джеймс Клерк Максвелл – Г.Г.Друпу, эскв.Несколькими днями раньше в письме Питеру Тэту, профессору.
Юнион-стрит, 129
Абердин, 26 ноября 1857
Помимо моей регулярной работы, я очень занят Сатурном. Он полностью перекроен и перешит, но у меня еще с ним много возни, поскольку я стараюсь искупить грехи математиков и сделать проблему доступной для понимания...»
«Абердин, 21 ноября 1857Работа над Сатурном не окончена и в декабре. Из письма к Льюису Кемпбеллу, только что получившему ранг священника и ставшему «его преподобием».
Я все еще корплю над кольцами Сатурна. Я показал, что любое твердое кольцо должно быть ужасно изуродовано, если оно будет вращаться целиком, и отбросил такой вариант.
Жидкое кольцо должно или разлететься за счет неравенства центробежных сил, или рассыпаться на капли за счет продольных сил. Но капли, сформированные таким образом, могут составить кольцо спутников и будут лететь закономерно, сами по себе, если не будут слишком велики или слишком многочисленны для того, чтобы Сатурн мог ими управлять.
Я нашел условие для максимального числа спутников, которые Сатурн мог бы удержать в форме кольца, для определения того, как много может вращаться вокруг него спутников и как много должно быть сформировано ими коалиций друг с другом.
Сейчас я вожусь с двумя кольцами спутников, вращающихся с различными скоростями и оказывающих возмущение одно на другое...»
«Проф. Джеймс Клерк Максвелл – Его преподобию Льюису КемпбеллуЗима была суровой, а уже в феврале погода установилась мягкая, по-летнему теплая и солнечная. Когда случалось время, Максвелл гулял вдоль берега моря, среди черных скал Кинкардиншира. Здесь он нашел для себя уютное местечко, совершенно уединенное, с изуродованной морским ветром сосной, на ветках которой можно было хорошо поразмяться. А потом искупаться, спасибо необычно теплому февралю! А потом полежать на теплом песке, глядя на кружевные буруны волн.
Юнион-стрит, 129, Абердин
22 декабря 1857
...Я все еще в Сатурновых кольцах. Сейчас два кольца спутников возмущающе действуют одно на другое. Я придумал машину, которая иллюстрирует движение спутников в возмущенном кольце, и Рамадж уже делает ее в назидание чувствительным поклонникам моделей...»
Иногда он задерживался здесь до темноты и дожидался того момента, когда в небе загорались первые огоньки. Вот Марс и Меркурий... А вот и Сатурн, к которому устремлены сейчас его мысли... Максвелл чувствовал нежность и теплоту к этой удивительной безразличной планете, летящей где-то в мертвящем холоде пустоты за миллионы километров. Он был сейчас единственным человеком на Земле, который постиг ее тайну, разгадал ее силой математики.
Максвеллу было приятно здесь, на морском берегу, но почему так сладко тревожит его необычность этой теплой весны? Почему таким странным кажется ему расположение планет – никогда не видел он, чтобы Юпитер и Венера так приближались друг к другу? Нет ли тайного смысла в смешных предсказаниях чудаков астрологов?
Таинственно мерцало звездное небо над головой молодого профессора. Бездонность неба вселяла беспокойство. Космос был безмолвен и полон тайн. Все объяснимо в этой бескрайней вселенной, но сложны ее загадки – хватит ли жизни, чтобы разгадать их? Что такое пространство? А время? Как устроены планеты? Сможет ли человек когда-нибудь достигнуть их? Что такое тяготение – и вообще, почему тела притягиваются друг к другу? А что управляет симпатиями и антипатиями людей?
Ночной горной тропинкой, освещаемой звездами, добирался Максвелл до города, до Юнион-стрит. А здесь уже занималась заря, над островерхими церквами древнего города поднимался новый день этого необычного года...
Этот, 1857 год принес несчастье – весть о смерти дорогого друга-кембриджца, молодого юриста Помероя, попавшего сразу после жарких дискуссий в Рэй-клубе на место действия, в Индию, и полностью познавшего на своем горьком опыте цену приобщения индийской нации к британской культуре. Его юношеские иллюзии, видимо, так и не рассеялись до конца, а благородство души заменяло ему порой трезвый голос рассудка. Именно он защищал на памятном заседании Рэй-клуба позицию Британии в Индии, именно он сдал лучше всех экзамены на высокооплачиваемую должность в почтенной Восточно-Индийской компании. Тем более грустно было его разочарование. Он умер от излишнего служебного рвения и лихорадки во время первой вспышки восстания сипаев и, может быть, лишь благодаря болезни избежал смерти от руки индусов, которым, как он был убежден еще во времена рэй-клубовских дискуссий, он нес цивилизацию.
Максвелл очень переживал смерть Роберта, они сдружились во времена жарких споров и дискуссий в клубе. Джеймс, у которого отец и все родственники по мужской линии были юристами, всегда находил темы для бесед с будущим юристом Помероем, поверял ему свои мысли о государстве и праве, как Льюису – студенту богословия – о боге. Максвелл имел особенность жить интересами своих друзей и совершенно не требовал того же от них, да и вряд ли это было возможно.
Видимо, трудно приходилось ему в Абердине в смысле обзаведения новыми друзьями. Его коллеги по колледжу были старше его, общение с коллегами из второго, соперничающего университета, Кингс-колледжа, негласно не одобрялось, а шотландская чопорность исключала случайные знакомства. Максвелл не устает писать своим старым друзьям:
«Джеймс Клерк Максвелл – Р.Б.Литчфильду, эскв.
Гленлейр, 23 сентября 1857
Я только что вернулся с далекого Хайленда и по пути узнал все индийские новости... Тогда я подумал о тех... кто умер, о том, что их характер остался неизвестным миру, о том, что их дело не сделано так, как оно было бы сделано, останься они живы. Но насколько печальна эта тайная мысль, настолько вселяет она в нас и новые силы, ибо жизнь наших братьев – это и наше наследство, и мы получаем его там, где они пали, и мы встаем, подобно Триамонду, чтобы вести их борьбу, как нашу собственную. Не пойми это как теорию. Я хочу сказать, что мой личный союз с моими друзьями – это то, в чем я стремлюсь избежать безысходности, к которой приводят размышления о внешней стороне вещей... Или быть машиной и видеть во всем не что иное, как «явления», или попытаться быть мужчиной и чувствовать, что твоя жизнь переплетена со многими другими и укрепляется ими как в жизни, так и в смерти...»