Страница:
Студия была сплошь заставлена книжными полками, были в ней еще несколько кресел да столик, заваленный журналами, корректурами и рукописями, книгами, ждущими рецензии, с посвящениями от самых видных ученых.
Студия Тэта стала настоящим центром, боевым штабом во время эдинбургской встречи. Здесь увидел Максвелл изящные опыты химика Эндрюса, легко «превращавшего» газы в жидкость и наоборот. Здесь встречался Максвелл со знаменитым зоологом Гексли, сподвижником Дарвина. Здесь он снова встретился с Гельмгольцем, Кейлеем[44], старым эдинбургским приятелем Вильямом Робертсоном Смитом.
Тэт, Клерк Максвелл и Робертсон Смит составляли на заседаниях конгресса неразлучную веселую троицу, без устали забавлявшуюся кватернионами и оператором Ñ.
Никак не могли назвать этот оператор, перевернутую «дельту», пока Робертсон Смит не вспомнил, что он где-то читал о древнеассирийском музыкальном инструменте типа арфы, имевшем такую же форму.
– По-моему, он назывался «набла», – сказал Робертсон Смит, и участь оператора была решена – его назвали «набла». А все, кто занимался кватернионами, стали «наблудистами».
Тут же, пока кто-то из друзей читал свой доклад с кафедры, Максвелл написал шуточную «тиндаллическую оду», посвященную Тэту – «Шеф-музыканту по игре на набла» (здесь была, конечно, и некоторая гипербола – компенсация за ливерпульский промах).
Заслуженные члены ассоциации, или, как они себя называли, «Красные львы», после заседаний обычно предавались занятию не столь обременительному для ума, а именно – совместному ужину. За ужином Максвелл и прочел свою «тиндаллическую оду» в восьми частях. В ней он, конечно, воспевал оператор «набла», утверждая, что с его помощью многие мимолетные, преходящие и трудноуловимые действия могут быть выражены в математической форме и оставлены в вечном владении человека. По мысли Максвелла, «быстрая набла» поможет покорить даже гравитацию...
Успех превзошел ожидания. «Красные львы» взяли с Максвелла клятву, что он напечатает эти стихи в «Природе». Что и было впоследствии выполнено.
Название «набла» прижилось. Максвелл был очень этим доволен.
Идя по стопам Вевелла в области создания новой научной терминологии, он совсем не был так серьезен.
– Я полон названиями! Что ты скажешь о демон-страции? О де-терминации? А как тебе нравится тронно-галерейная кислота? – спрашивал он уже солидного, бородатого, но все так же по-школьному прыскающего Питера...
Тэт имел все основания восхищаться Максвеллом, первым практически применившим в своей теории кватернионы. Уж он-то, Тэт, мог это оценить! Вот уже сколько лет Тэт, побуждаемый Томсоном, стремился изящно ввести прекрасно ему знакомые кватернионы в прекрасно ему знакомый «Трактат о натуральной философии». Но ничего из этого не получалось. Введение кватернионов выглядело искусственным, и Тэт с сожалением каждый раз от них отказывался... Он чувствовал, что для игры на «набла» нужны более искусные музыканты...
Уезжая из шумного Эдинбурга, расставаясь с друзьями, «Красными львами», Максвелл, возможно, с радостью подумал, что возвращаться придется уже не в пустынный осенний Гленлейр, а в Кембридж...
Часть V. КЕМБРИДЖ. КАВЕНДИШСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ. 1871-1879
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ЗАНЯТЬ КАФЕДРУ
СТРОИТЕЛЬСТВО ЛАБОРАТОРИИ
ЛЕКЦИОННЫЕ КУРСЫ В КЕМБРИДЖЕ
Студия Тэта стала настоящим центром, боевым штабом во время эдинбургской встречи. Здесь увидел Максвелл изящные опыты химика Эндрюса, легко «превращавшего» газы в жидкость и наоборот. Здесь встречался Максвелл со знаменитым зоологом Гексли, сподвижником Дарвина. Здесь он снова встретился с Гельмгольцем, Кейлеем[44], старым эдинбургским приятелем Вильямом Робертсоном Смитом.
Тэт, Клерк Максвелл и Робертсон Смит составляли на заседаниях конгресса неразлучную веселую троицу, без устали забавлявшуюся кватернионами и оператором Ñ.
Никак не могли назвать этот оператор, перевернутую «дельту», пока Робертсон Смит не вспомнил, что он где-то читал о древнеассирийском музыкальном инструменте типа арфы, имевшем такую же форму.
– По-моему, он назывался «набла», – сказал Робертсон Смит, и участь оператора была решена – его назвали «набла». А все, кто занимался кватернионами, стали «наблудистами».
Тут же, пока кто-то из друзей читал свой доклад с кафедры, Максвелл написал шуточную «тиндаллическую оду», посвященную Тэту – «Шеф-музыканту по игре на набла» (здесь была, конечно, и некоторая гипербола – компенсация за ливерпульский промах).
Заслуженные члены ассоциации, или, как они себя называли, «Красные львы», после заседаний обычно предавались занятию не столь обременительному для ума, а именно – совместному ужину. За ужином Максвелл и прочел свою «тиндаллическую оду» в восьми частях. В ней он, конечно, воспевал оператор «набла», утверждая, что с его помощью многие мимолетные, преходящие и трудноуловимые действия могут быть выражены в математической форме и оставлены в вечном владении человека. По мысли Максвелла, «быстрая набла» поможет покорить даже гравитацию...
Успех превзошел ожидания. «Красные львы» взяли с Максвелла клятву, что он напечатает эти стихи в «Природе». Что и было впоследствии выполнено.
Название «набла» прижилось. Максвелл был очень этим доволен.
Идя по стопам Вевелла в области создания новой научной терминологии, он совсем не был так серьезен.
– Я полон названиями! Что ты скажешь о демон-страции? О де-терминации? А как тебе нравится тронно-галерейная кислота? – спрашивал он уже солидного, бородатого, но все так же по-школьному прыскающего Питера...
Тэт имел все основания восхищаться Максвеллом, первым практически применившим в своей теории кватернионы. Уж он-то, Тэт, мог это оценить! Вот уже сколько лет Тэт, побуждаемый Томсоном, стремился изящно ввести прекрасно ему знакомые кватернионы в прекрасно ему знакомый «Трактат о натуральной философии». Но ничего из этого не получалось. Введение кватернионов выглядело искусственным, и Тэт с сожалением каждый раз от них отказывался... Он чувствовал, что для игры на «набла» нужны более искусные музыканты...
Уезжая из шумного Эдинбурга, расставаясь с друзьями, «Красными львами», Максвелл, возможно, с радостью подумал, что возвращаться придется уже не в пустынный осенний Гленлейр, а в Кембридж...
Часть V. КЕМБРИДЖ. КАВЕНДИШСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ. 1871-1879
Всякий великий человек является единственным в своем роде. В историческом шествии ученых у каждого из них своя задача и свое определенное место.
Д.Клерк Максвелл
ПРЕДЛОЖЕНИЕ ЗАНЯТЬ КАФЕДРУ
Годы отшельничества, годы полной отрешенности от суеты, служения одной только науке, годы наиболее плодотворные, светлые, творческие, гленлейрские годы... Почему же снова и снова овладевает Максвеллом, как некогда, подспудное желание работать при университете, на кафедре, на людях, желание, может быть, неосознанное, гонимое из-за очевидных творческих преимуществ жизни анахорета, но неистребимое? Ведь неоднократно предлагались ему раньше почетные университетские посты. И в том числе пост ректора университета Сент-Эндрюс, пост, занимавшийся ранее любимым Джеймсом Форбсом. Форбс умер в 1868 году, страстно желая видеть Джеймса Клерка Максвелла своим преемником. Но даже тогда со стороны Джеймса последовал корректный, но непреклонный отказ, отказ убежденный и неоднократно продуманный.
Почему же сейчас, на рубеже седьмого и восьмого десятилетий века, одиночество начинает тяготить его? Может быть, потому, что уже написаны в гленлейрском одиночестве главные книги жизни – трактаты о теплоте и об электричестве и магнетизме? Может быть, потому, что сорокалетний Максвелл уже трезво осознает необходимость упрочения и продления ряда, некогда возникшего перед ним в кембриджской Тринити-чапел, ряда гордого и почетного, ряда, в начале которого высятся величественные фигуры Ньютона и Бэкона, в который он, Максвелл, хотел бы поставить и себя, и видеть кого-то после... Им с Кетрин не суждено было иметь детей. И не было у Максвелла еще ни одного ученика...
Хотел ли Максвелл иметь учеников? После кембриджских и абердинских неудач, после лондонского недопонимания, после обвинений в малых педагогических способностях, неумении читать лекции и неспособности поддерживать в классе порядок и вбивать в студенческие головы гвозди физической премудрости? После благих намерений, оставшихся неосуществленными, после неблагодарного труда, оставшегося неоцененным?
Трудно утверждать с очевидностью, каков был ход мыслей Джеймса Клерка Максвелла, когда он принимал предложение, сделанное ему Кембриджским университетом, но предложение было принято. Максвелл должен был снова окунуться в ностальгически окрашенные кембриджские университетские дали, где мужал его ум, где были шумные сходки «Апостолов», где был Стокс, где он впервые уловил затаенный смысл ночного соловьиного пения...
Но перед тем как Максвелл примет это предложение, оно должно быть еще сделано, и поэтому мы должны будем вернуться немного назад и проследить корни этого приглашения, которое, как и все в этом древнем каменном Кембридже, имеет свою долгую историю, восходящую к иной, еще более долгой и древней. И вот эта-то история относится к возникновению, процветанию и возвышению старинного английского рода Кавендишей.
В роду Кавендишей были и мореплаватели, и крупные вельможи, приближенные к королям и королевам, а позднее – в беспокойном XX веке – даже премьер-министр Гарольд Макмиллан. Были в этом роду и крупные книгоиздатели, и, что для нас особенно важно, крупные ученые, и среди них – знаменитый отшельник и женоненавистник Генри Кавендиш, чей внучатый племянник, герцог Девонширский, был в годы Максвелла канцлером Кембриджского университета.
Герцог Девонширский был мало похож на многих своих предшественников – титулованных вельмож, для которых канцлерство в Кембриджском университете было честью такого же порядка, как получение одного из весьма немногочисленных английских орденов. Честью, не требующей внимания и труда. Обязанностью необременительной – в нарядной парадной мантии председательствовать при важных оказиях.
Герцог Девонширский сам много времени отдавал научным исследованиям. Он был, несомненно, математически одарен – достаточно сказать, что он сам окончил Кембриджский университет и на грозном математическом трайпосе был отмечен как «второй спорщик» и лауреат премии Смита, то есть удостоен точно такой же чести, как великие физики Вильям Томсон и Джеймс Клерк Максвелл.
Как человек, близкий к научным кругам, герцог Девонширский явственно понимал ограниченность кембриджской системы преподавания, в частности в отношении натуральной философии – физики, которая представляла тогда всего лишь лекционный курс с элементарными демонстрациями. Ученый герцог понимал, что для того, чтобы делать открытия в конце XIX века, совершенно недостаточно хорошо знать математику и выводить новые законы дедуктивным путем. Герцог понимал необходимость учреждения в университете кафедры экспериментальной физики, хорошо оснащенной современными измерительными приборами и оборудованием, кафедры, которая могла бы отвечать научным запросам века.
Весьма богатый герцог мог себе позволить обойтись в учреждении такой кафедры без чьей-либо помощи: ведь в конечном счете все упиралось в фунты стерлингов.
В октябре 1870 года герцог представил в сенат университета меморандум о своем желании построить и оснастить при Кембриджском университете физическую лабораторию. Сенат соблаговолил указанный дар принять и учредить при вновь создаваемой лаборатории должность профессора.
И вот на эту-то должность долго не могли сыскать требуемого кандидата. Избранник должен был быть талантливым экспериментатором. При высочайшем теоретическом уровне своих математических построений он должен был уметь не только ставить задачи, но и решать их на самолично созданном и рассчитанном оборудовании. И кроме того, репутация Кембриджа не вынесла бы того, чтобы на этот пост был назначен какой-то неизвестный физик. А подходящих для этого поста было известно три: Максвелл, Томсон и Гельмгольц.
Наиболее логично было бы видеть на этом посту Максвелла – ведь именно его присутствие в последние годы в Кембридже, пусть спорадическое, в те времена, когда он выезжал из своего добровольного заточения экзаменовать в математическом трайпосе, привело в конечном итоге к мысли о необходимости перестроить преподавание физики. Вопросы, которые он задавал на трайпосе, задачи, которые он составлял для соискателей, мысли, которыми обменивался с другими виднейшими профессорами, экзаменовавшими трайпос, постепенно приводили всех кембриджских университетских деятелей к одному твердому убеждению: невозможно было оставлять так дело с преподаванием физических наук.
Да, Ньютону достаточно было его комнат в Тринити-колледже, да, Стоксу было достаточно его комнат в Пемброк-колледже, но ему уже было труднее, чем Ньютону, потому что ему нужно было уже в жилых комнатах проводить сложные физические эксперименты, точные измерения. Нужны были электрические источники, цепи, системы затемнения, гальванометры, установленные на неколеблющихся фундаментах.
Да, Максвелл и сам обходился когда-то своим сараем в Гленлейре, где старая дверь служила ему столом, а на ней установлено было множество склянок с разными жидкостями, в которых плавали отравившиеся насекомые. Как-то обходился Максвелл и в Кенсингтоне, когда его жена, работая в качестве «истопника», обеспечивала в комнате нужную температуру и влажность, необходимые мужу для измерения вязкости. Но вот эти уже измерения, будучи проверены через много лет, оказались неточными, да и не могло быть иначе. Для сложных экспериментов необходимы специальные лаборатории, в которых не нужно убирать физические приборы для семейного обеда, где не нужно, ложась спать, смахивать с постели лабораторные журналы.
Развитие науки настоятельно приводило к мысли о необходимости создания новой лаборатории. И глашатаем этой мысли стал Максвелл, который на своем опыте, может быть, острее, чем кто-либо другой, поскольку он никогда не был в душе чистым теоретиком, почувствовал ее необходимость.
А люди, любившие его, люди, кому дороги были и он, и его идеи, поддержали его, и в конце концов в математический трайпос были официально введены вопросы прикладного характера.
Этим самым в течение многих лет пестовавшаяся в Кембридже «чистота» математического трайпоса была раз навсегда «осквернена» физическими материями, и математика стала не самоцелью, но прикладной наукой, родился гибрид математики и физики – математическая физика.
Именно это событие, главную роль в котором играл Максвелл, привело в конечном итоге в 1869 году к тому, что университет высказался за создание в Кембридже кафедры, на которой изучалась бы теплота, электричество и магнетизм. С собственным профессором и демонстратором. Тут же было выражено и робкое желание иметь лабораторию – робкое потому, что ориентировочные подсчеты показывали чудовищную ее стоимость – 6300 фунтов. И так бы и остались все эти благие пожелания на бумаге, если бы канцлер университета седьмой герцог Девонширский не предложил построить лабораторию на свои деньги.
Натуральная философия превращалась в две физики – математическую и экспериментальную, и Максвелл сыграл в этом разделении свою роль. Но первым, кому предложена была профессура в новой лаборатории, названной сначала Девонширской, а потом Кавендишской – в честь одновременно и Генри Кавендиша и нынешнего канцлера университета, – был не Максвелл, а сэр Вильям Томсон.
И это довольно естественно. Слава Томсона была несравнима со славой Максвелла – его талант принадлежал своему веку точно так же, как гений Максвелла принадлежал вечности. И уже приставка «сэр» свидетельствовала о высоком признании действительно громадных заслуг будущего лорда Кельвина, друга и советчика Максвелла. Об успехах Томсона на научной, инженерной и деловой ниве свидетельствовала и красавица яхта «Лалла Рух», всегда ожидающая хозяина в месте впадения Кельвина в Клайд, и роскошная, стилизованная под древние шотландские замки усадьба в Нетерхолле. Но, может быть, больше всего удерживали Томсона в Глазго, в университете, где он с двадцати двух лет был профессором, и новая лаборатория, и старые винный и угольный подвалы, которые он когда-то очистил и превратил в демонстрационные аудитории для проведения занятий по электричеству, где иной раз не было элементарных вещей, даже катушек сопротивления... но где многое было сделано.
Короче говоря, Томсон отказался уезжать из Глазго.
Следующему профессура была предложена Гельмгольцу – и это свидетельство того, что, по мнению университетских ученых, именно Гельмгольц, а не кто-либо другой, был в то время вторым физиком мира, как Томсон – первым. Однако Гельмгольц, имевший кафедру в Берлине, не был удовлетворен низким окладом кавендишского профессора и тоже отказался.
Следующему профессура неминуемо должна была быть предложена Максвеллу, и это было так же заранее определено, как то, что в случае отказа Максвелла она была бы предложена Джону Стрэтту, будущему барону Рэлею, «старшему спорщику» и лауреату премии Смита 1865 года, восходящей звезде британской теоретической физики, ученику соперника Максвелла, Рауса. Стрэтт был той же крови, что и Максвелл. По складу своего ума он был «объяснителем». Одна его работа, казалось, буквально взята из трудов Максвелла – эссе о голубом цвете неба. Стрэтт часто работал с Максвеллом в одном забое, разрабатывая смежные проблемы, например теорию цветов. Их симпатии были полностью взаимными.
Стрэтт, узнав о колебаниях Максвелла, поспешил написать ему письмо, призванное воспрепятствовать несогласию. Стрэтт был тонок. Он прекрасно понимал, почему Максвелл мог бы не согласиться.
«В основном требуется не лектор по математике, а человек с большим опытом в экспериментировании, который смог бы направить энергию молодого поколения и бакалавров в нужное русло».
Пришло и официальное приглашение – на строгом бланке Тринити-колледжа:
И все же кафедра и лаборатория экспериментальной физики были величайшей честью. И величайшей возможностью для производства собственных крупномасштабных экспериментов в специальном помещении. Создавая новую лабораторию с самого начала, в ней можно было бы многое предусмотреть.
Там магнитные измерения можно было бы производить в комнате без единого железного предмета. Гальванометры и другие точные измерительные приборы можно было бы, наконец, установить не на каких-то трясучих столах, а на специальных фундаментах. В общем, можно было осуществить многое из того, о чем мечталось.
Максвелл выехал в Кембридж, чтобы ознакомиться с обстановкой на месте. Оказалось, что дела обстоят не так уж плохо. Сенат своим постановлением от 9 февраля определил задачи кавендишского профессора следующим образом:
«Основная задача профессора преподавать и иллюстрировать законы Тепла, Электричества и Магнетизма; самому содействовать продвижению вперед этих наук; поощрять изучение этих наук в университете».
Как раз то, что нужно!
Он согласился. С единственным условием – возможностью через год, если он почувствует себя не на месте, ретироваться обратно в Гленлейр.
Кандидатура Максвелла была оглашена 24 февраля. Стокс приветствовал решение Максвелла, своего ученика и друга:
– Я рад, что вы решили двинуться вперед.
Оппозиции не было. 8 марта 1871 года Максвелл был назначен первым кавендишским профессором экспериментальной физики в Кембридже.
Почему же сейчас, на рубеже седьмого и восьмого десятилетий века, одиночество начинает тяготить его? Может быть, потому, что уже написаны в гленлейрском одиночестве главные книги жизни – трактаты о теплоте и об электричестве и магнетизме? Может быть, потому, что сорокалетний Максвелл уже трезво осознает необходимость упрочения и продления ряда, некогда возникшего перед ним в кембриджской Тринити-чапел, ряда гордого и почетного, ряда, в начале которого высятся величественные фигуры Ньютона и Бэкона, в который он, Максвелл, хотел бы поставить и себя, и видеть кого-то после... Им с Кетрин не суждено было иметь детей. И не было у Максвелла еще ни одного ученика...
Хотел ли Максвелл иметь учеников? После кембриджских и абердинских неудач, после лондонского недопонимания, после обвинений в малых педагогических способностях, неумении читать лекции и неспособности поддерживать в классе порядок и вбивать в студенческие головы гвозди физической премудрости? После благих намерений, оставшихся неосуществленными, после неблагодарного труда, оставшегося неоцененным?
Трудно утверждать с очевидностью, каков был ход мыслей Джеймса Клерка Максвелла, когда он принимал предложение, сделанное ему Кембриджским университетом, но предложение было принято. Максвелл должен был снова окунуться в ностальгически окрашенные кембриджские университетские дали, где мужал его ум, где были шумные сходки «Апостолов», где был Стокс, где он впервые уловил затаенный смысл ночного соловьиного пения...
Но перед тем как Максвелл примет это предложение, оно должно быть еще сделано, и поэтому мы должны будем вернуться немного назад и проследить корни этого приглашения, которое, как и все в этом древнем каменном Кембридже, имеет свою долгую историю, восходящую к иной, еще более долгой и древней. И вот эта-то история относится к возникновению, процветанию и возвышению старинного английского рода Кавендишей.
В роду Кавендишей были и мореплаватели, и крупные вельможи, приближенные к королям и королевам, а позднее – в беспокойном XX веке – даже премьер-министр Гарольд Макмиллан. Были в этом роду и крупные книгоиздатели, и, что для нас особенно важно, крупные ученые, и среди них – знаменитый отшельник и женоненавистник Генри Кавендиш, чей внучатый племянник, герцог Девонширский, был в годы Максвелла канцлером Кембриджского университета.
Герцог Девонширский был мало похож на многих своих предшественников – титулованных вельмож, для которых канцлерство в Кембриджском университете было честью такого же порядка, как получение одного из весьма немногочисленных английских орденов. Честью, не требующей внимания и труда. Обязанностью необременительной – в нарядной парадной мантии председательствовать при важных оказиях.
Герцог Девонширский сам много времени отдавал научным исследованиям. Он был, несомненно, математически одарен – достаточно сказать, что он сам окончил Кембриджский университет и на грозном математическом трайпосе был отмечен как «второй спорщик» и лауреат премии Смита, то есть удостоен точно такой же чести, как великие физики Вильям Томсон и Джеймс Клерк Максвелл.
Как человек, близкий к научным кругам, герцог Девонширский явственно понимал ограниченность кембриджской системы преподавания, в частности в отношении натуральной философии – физики, которая представляла тогда всего лишь лекционный курс с элементарными демонстрациями. Ученый герцог понимал, что для того, чтобы делать открытия в конце XIX века, совершенно недостаточно хорошо знать математику и выводить новые законы дедуктивным путем. Герцог понимал необходимость учреждения в университете кафедры экспериментальной физики, хорошо оснащенной современными измерительными приборами и оборудованием, кафедры, которая могла бы отвечать научным запросам века.
Весьма богатый герцог мог себе позволить обойтись в учреждении такой кафедры без чьей-либо помощи: ведь в конечном счете все упиралось в фунты стерлингов.
В октябре 1870 года герцог представил в сенат университета меморандум о своем желании построить и оснастить при Кембриджском университете физическую лабораторию. Сенат соблаговолил указанный дар принять и учредить при вновь создаваемой лаборатории должность профессора.
И вот на эту-то должность долго не могли сыскать требуемого кандидата. Избранник должен был быть талантливым экспериментатором. При высочайшем теоретическом уровне своих математических построений он должен был уметь не только ставить задачи, но и решать их на самолично созданном и рассчитанном оборудовании. И кроме того, репутация Кембриджа не вынесла бы того, чтобы на этот пост был назначен какой-то неизвестный физик. А подходящих для этого поста было известно три: Максвелл, Томсон и Гельмгольц.
Наиболее логично было бы видеть на этом посту Максвелла – ведь именно его присутствие в последние годы в Кембридже, пусть спорадическое, в те времена, когда он выезжал из своего добровольного заточения экзаменовать в математическом трайпосе, привело в конечном итоге к мысли о необходимости перестроить преподавание физики. Вопросы, которые он задавал на трайпосе, задачи, которые он составлял для соискателей, мысли, которыми обменивался с другими виднейшими профессорами, экзаменовавшими трайпос, постепенно приводили всех кембриджских университетских деятелей к одному твердому убеждению: невозможно было оставлять так дело с преподаванием физических наук.
Да, Ньютону достаточно было его комнат в Тринити-колледже, да, Стоксу было достаточно его комнат в Пемброк-колледже, но ему уже было труднее, чем Ньютону, потому что ему нужно было уже в жилых комнатах проводить сложные физические эксперименты, точные измерения. Нужны были электрические источники, цепи, системы затемнения, гальванометры, установленные на неколеблющихся фундаментах.
Да, Максвелл и сам обходился когда-то своим сараем в Гленлейре, где старая дверь служила ему столом, а на ней установлено было множество склянок с разными жидкостями, в которых плавали отравившиеся насекомые. Как-то обходился Максвелл и в Кенсингтоне, когда его жена, работая в качестве «истопника», обеспечивала в комнате нужную температуру и влажность, необходимые мужу для измерения вязкости. Но вот эти уже измерения, будучи проверены через много лет, оказались неточными, да и не могло быть иначе. Для сложных экспериментов необходимы специальные лаборатории, в которых не нужно убирать физические приборы для семейного обеда, где не нужно, ложась спать, смахивать с постели лабораторные журналы.
Развитие науки настоятельно приводило к мысли о необходимости создания новой лаборатории. И глашатаем этой мысли стал Максвелл, который на своем опыте, может быть, острее, чем кто-либо другой, поскольку он никогда не был в душе чистым теоретиком, почувствовал ее необходимость.
А люди, любившие его, люди, кому дороги были и он, и его идеи, поддержали его, и в конце концов в математический трайпос были официально введены вопросы прикладного характера.
Этим самым в течение многих лет пестовавшаяся в Кембридже «чистота» математического трайпоса была раз навсегда «осквернена» физическими материями, и математика стала не самоцелью, но прикладной наукой, родился гибрид математики и физики – математическая физика.
Именно это событие, главную роль в котором играл Максвелл, привело в конечном итоге в 1869 году к тому, что университет высказался за создание в Кембридже кафедры, на которой изучалась бы теплота, электричество и магнетизм. С собственным профессором и демонстратором. Тут же было выражено и робкое желание иметь лабораторию – робкое потому, что ориентировочные подсчеты показывали чудовищную ее стоимость – 6300 фунтов. И так бы и остались все эти благие пожелания на бумаге, если бы канцлер университета седьмой герцог Девонширский не предложил построить лабораторию на свои деньги.
Натуральная философия превращалась в две физики – математическую и экспериментальную, и Максвелл сыграл в этом разделении свою роль. Но первым, кому предложена была профессура в новой лаборатории, названной сначала Девонширской, а потом Кавендишской – в честь одновременно и Генри Кавендиша и нынешнего канцлера университета, – был не Максвелл, а сэр Вильям Томсон.
И это довольно естественно. Слава Томсона была несравнима со славой Максвелла – его талант принадлежал своему веку точно так же, как гений Максвелла принадлежал вечности. И уже приставка «сэр» свидетельствовала о высоком признании действительно громадных заслуг будущего лорда Кельвина, друга и советчика Максвелла. Об успехах Томсона на научной, инженерной и деловой ниве свидетельствовала и красавица яхта «Лалла Рух», всегда ожидающая хозяина в месте впадения Кельвина в Клайд, и роскошная, стилизованная под древние шотландские замки усадьба в Нетерхолле. Но, может быть, больше всего удерживали Томсона в Глазго, в университете, где он с двадцати двух лет был профессором, и новая лаборатория, и старые винный и угольный подвалы, которые он когда-то очистил и превратил в демонстрационные аудитории для проведения занятий по электричеству, где иной раз не было элементарных вещей, даже катушек сопротивления... но где многое было сделано.
Короче говоря, Томсон отказался уезжать из Глазго.
Следующему профессура была предложена Гельмгольцу – и это свидетельство того, что, по мнению университетских ученых, именно Гельмгольц, а не кто-либо другой, был в то время вторым физиком мира, как Томсон – первым. Однако Гельмгольц, имевший кафедру в Берлине, не был удовлетворен низким окладом кавендишского профессора и тоже отказался.
Следующему профессура неминуемо должна была быть предложена Максвеллу, и это было так же заранее определено, как то, что в случае отказа Максвелла она была бы предложена Джону Стрэтту, будущему барону Рэлею, «старшему спорщику» и лауреату премии Смита 1865 года, восходящей звезде британской теоретической физики, ученику соперника Максвелла, Рауса. Стрэтт был той же крови, что и Максвелл. По складу своего ума он был «объяснителем». Одна его работа, казалось, буквально взята из трудов Максвелла – эссе о голубом цвете неба. Стрэтт часто работал с Максвеллом в одном забое, разрабатывая смежные проблемы, например теорию цветов. Их симпатии были полностью взаимными.
Стрэтт, узнав о колебаниях Максвелла, поспешил написать ему письмо, призванное воспрепятствовать несогласию. Стрэтт был тонок. Он прекрасно понимал, почему Максвелл мог бы не согласиться.
«В основном требуется не лектор по математике, а человек с большим опытом в экспериментировании, который смог бы направить энергию молодого поколения и бакалавров в нужное русло».
Пришло и официальное приглашение – на строгом бланке Тринити-колледжа:
«13 февраля, 1871Максвелл немедленно ответил:
Тринити-колледж
Кембридж
Мой дорогой Максвелл!
В нашем университете сейчас основана кафедра экспериментальной физики, и, хотя оклад не так уж высок (500 фунтов в год), у нас всех в университете есть общее желание, чтобы эта отрасль науки велась таким образом, чтобы это делало честь университету. Многие здешние влиятельные лица решили, что именно Вы должны занять этот пост, надеясь, что в Ваших руках эта лаборатория университета займет ведущую роль в своей области. Мне кажется, что уже точно установлено, что сэр Вильям Томсон не принял бы этой кафедры. Я упоминаю об этом на случай, если бы Вы желали избежать соперничества с ним в этой области.
Поверьте, искренне Ваш
Э.В.Блор».
«Гленлейр, Далбетти, 15 февраля 1871Максвелл долго колебался. В числе причин, видимо, была и природная застенчивость, неумение и нежелание находиться на виду. И прошлые неудачи с преподаванием. И необходимость пожертвовать своими научными изысканиями.
Мой дорогой Блор! Несмотря на то, что меня весьма интересует предложение занять кафедру экспериментальной физики, до получения Вашего письма у меня не было намерения подавать заявление на эту должность, и я не намереваюсь это делать до тех пор, пока я сам не поеду туда и не приду к заключению, что моя работа на этом посту позволит мне сделать что-то доброе...»
И все же кафедра и лаборатория экспериментальной физики были величайшей честью. И величайшей возможностью для производства собственных крупномасштабных экспериментов в специальном помещении. Создавая новую лабораторию с самого начала, в ней можно было бы многое предусмотреть.
Там магнитные измерения можно было бы производить в комнате без единого железного предмета. Гальванометры и другие точные измерительные приборы можно было бы, наконец, установить не на каких-то трясучих столах, а на специальных фундаментах. В общем, можно было осуществить многое из того, о чем мечталось.
Максвелл выехал в Кембридж, чтобы ознакомиться с обстановкой на месте. Оказалось, что дела обстоят не так уж плохо. Сенат своим постановлением от 9 февраля определил задачи кавендишского профессора следующим образом:
«Основная задача профессора преподавать и иллюстрировать законы Тепла, Электричества и Магнетизма; самому содействовать продвижению вперед этих наук; поощрять изучение этих наук в университете».
Как раз то, что нужно!
Он согласился. С единственным условием – возможностью через год, если он почувствует себя не на месте, ретироваться обратно в Гленлейр.
Кандидатура Максвелла была оглашена 24 февраля. Стокс приветствовал решение Максвелла, своего ученика и друга:
– Я рад, что вы решили двинуться вперед.
Оппозиции не было. 8 марта 1871 года Максвелл был назначен первым кавендишским профессором экспериментальной физики в Кембридже.
СТРОИТЕЛЬСТВО ЛАБОРАТОРИИ
Главной задачей кавендишского профессора сейчас, до начала чтения лекций, и потом, до открытия лаборатории, было ее строительство и оснащение.
Уже назначен был архитектор, талантливый Фокетт из колледжа Иисуса, магистр искусств.
Уже был выделен участок земли за Корпус Кристи-колледжем – ниже и через улицу от Тринити-колледжа.
Уже поторапливал предполагаемый подрядчик, производитель работ мистер Лавдей.
Только несколько растерянный Максвелл не знал еще толком, что ему заказать, как распорядиться средствами, землей, трудом архитектора и строителя. Он не представлял еще в деталях своей будущей лаборатории.
Он едет в Глазго, к Томсону, смотрит, как выглядит его лаборатория, как там развернуты экспериментальные работы по электричеству, как студенты обучаются, экспериментируя, создавая устройства, нужные практике.
Он беседует со Стрэттом, который создает сам себе личную физическую лабораторию в бывшей отцовской конюшне.
И главное – он вспоминает отца, его строительство в Гленлейре, он вспоминает, как удивлялись поставщики и производители, когда им заказывались отцом обычные вещи, но настолько легкие, удобные и небольшие по размерам, что невольно наводили на мысли об оборудовании корабля, отправляющегося в кругосветное путешествие.
Здание лаборатории и ее оборудование, по мысли Максвелла, тоже должны были быть абсолютно продуманными.
Не было соперничества между архитектурой и целесообразностью – высокая целесообразность всего, что было запроектировано в здании, вызвала к жизни и архитектурную привлекательность.
Строительство лаборатории, проект которой был одобрен сенатом, началось.
Теперь встала задача как следует оснастить ее первоклассным оборудованием – лучшим, какое можно было купить или заказать. Денег оказалось недостаточно, и Максвеллу сначала пришлось отдать в лабораторию все свои личные приборы, а затем прикупать приборы за свой счет, соревнуясь в этом смысле с самим герцогом Девонширским.
Заказанные приборы поступали и расставлялись в светлые и просторные помещения. На почетные места вставали личные приборы Максвелла. Прибыли приборы, отданные лаборатории Британской ассоциацией, – специальное решение состоялось на Эдинбургском конгрессе. Это были довольно дорогие аппараты, на которых некогда сам Максвелл вместе с Бальфуром Стюартом и Флемингом Дженкином проводил работы по стандартизации электрических единиц, в частности – единицы сопротивления. Эти работы намечалось продолжить.
Спешно устанавливалась система для подачи горячей воды – один из последних даров герцога. Лаборатория готовилась к своему официальному открытию.
Уже назначен был архитектор, талантливый Фокетт из колледжа Иисуса, магистр искусств.
Уже был выделен участок земли за Корпус Кристи-колледжем – ниже и через улицу от Тринити-колледжа.
Уже поторапливал предполагаемый подрядчик, производитель работ мистер Лавдей.
Только несколько растерянный Максвелл не знал еще толком, что ему заказать, как распорядиться средствами, землей, трудом архитектора и строителя. Он не представлял еще в деталях своей будущей лаборатории.
Он едет в Глазго, к Томсону, смотрит, как выглядит его лаборатория, как там развернуты экспериментальные работы по электричеству, как студенты обучаются, экспериментируя, создавая устройства, нужные практике.
Он беседует со Стрэттом, который создает сам себе личную физическую лабораторию в бывшей отцовской конюшне.
И главное – он вспоминает отца, его строительство в Гленлейре, он вспоминает, как удивлялись поставщики и производители, когда им заказывались отцом обычные вещи, но настолько легкие, удобные и небольшие по размерам, что невольно наводили на мысли об оборудовании корабля, отправляющегося в кругосветное путешествие.
Здание лаборатории и ее оборудование, по мысли Максвелла, тоже должны были быть абсолютно продуманными.
Не было соперничества между архитектурой и целесообразностью – высокая целесообразность всего, что было запроектировано в здании, вызвала к жизни и архитектурную привлекательность.
Строительство лаборатории, проект которой был одобрен сенатом, началось.
Теперь встала задача как следует оснастить ее первоклассным оборудованием – лучшим, какое можно было купить или заказать. Денег оказалось недостаточно, и Максвеллу сначала пришлось отдать в лабораторию все свои личные приборы, а затем прикупать приборы за свой счет, соревнуясь в этом смысле с самим герцогом Девонширским.
Заказанные приборы поступали и расставлялись в светлые и просторные помещения. На почетные места вставали личные приборы Максвелла. Прибыли приборы, отданные лаборатории Британской ассоциацией, – специальное решение состоялось на Эдинбургском конгрессе. Это были довольно дорогие аппараты, на которых некогда сам Максвелл вместе с Бальфуром Стюартом и Флемингом Дженкином проводил работы по стандартизации электрических единиц, в частности – единицы сопротивления. Эти работы намечалось продолжить.
Спешно устанавливалась система для подачи горячей воды – один из последних даров герцога. Лаборатория готовилась к своему официальному открытию.
ЛЕКЦИОННЫЕ КУРСЫ В КЕМБРИДЖЕ
Нельзя сказать, что лекционная нагрузка кавендишского профессора была чрезмерной. Он должен был находиться при кафедре всего восемнадцать недель в году. Но она существовала, эта нагрузка, и Максвеллу предстояло ее нести. Максвелл не страшился лекционной работы, но всеми силами хотел бы избежать первой, инагурационной лекции, на которой, по положению, должны были присутствовать отцы университета.
Об инагурационной лекции полагалось дать объявление – и Максвелл вывесил его, однако так, что его лишь с малой вероятностью могли прочесть отцы университета, но могли прочесть студенты. Студенты, пробегая мимо объявления о лекции Максвелла, удивленно переглядывались: какой это Клерк Максвелл? Имя-то вроде и известное, произносится всеми с уважением. Может быть, он печатает статьи в научных журналах? Тогда другое дело – нормальным кембриджским студентам не до них, им не хватает времени для подготовки к экзаменам, в том числе к страшному математическому трайпосу, на котором, а это уже точно известно, этот Клерк Максвелл дает весьма коварные задачки.
Но предмет – экспериментальная физика – обещает быть интересным, и несколько студентов, дрожа в своих фланелевых курточках, пробегают под октябрьским дождиком, нет, не в роскошное помещение Сенат-хауса, как это надлежит быть, а в затрапезную аудиторию, где новый профессор будет читать самую важную, первую свою лекцию, в которой разъяснит свои взгляды на этот новый предмет, расскажет о том, что будет делаться в Кавендишской лаборатории после завершения строительства.
Собралось около десятка студентов. Никого из отцов университета не было. Максвелл поднялся на кафедру и после не слишком бурных приветствий приступил к своей лекции.
– Мы обсудим сегодня, – негромко сказал он, и все студенты сразу почувствовали и хрипоту его голоса, и его неистребимый шотландский акцент, – вопрос о значении эксперимента в физической теории. Кембриджский университет, – продолжал Максвелл, – в соответствии с законом своего развития, согласно которому он с большей или меньшей быстротой приспособляется к требованиям времени, недавно ввел курс экспериментальной физики.
Студенты заулыбались: им понравилась шпилька в адрес консервативных университетских властей.
– Курс этот, – продолжал Максвелл, – поддерживая способности к анализу, столь много времени культивировавшиеся в университете, требует также упражнения наших чувств в наблюдении и наших рук в общении с приборами. Привычных принадлежностей – пера, чернил и бумаги – будет теперь недостаточно, и нам потребуется большее пространство, чем пространство кафедры, и большая площадь, чем поверхность доски.
Когда мы сможем использовать при обучении науке не только сосредоточенное внимание студента и его знакомство с символическими обозначениями, но и зоркость его глаз, остроту слуха, тонкость осязания и ловкость его пальцев, мы сразу же распространим наше влияние на целую группу людей, не любящих холодных абстракций. Более того, раскрывая сразу все ворота познания, мы обеспечим ассоциирование научных доктрин с теми элементарными ощущениями, которые образуют смутный фон всех наших мыслей и придают блеск и рельефность идеям, которые, будучи представлены в чисто абстрактной форме, могут совершенно исчезнуть из памяти...
...Стали записывать...
– Характер современных экспериментов, – продолжал Максвелл, – то, что они заключаются главным об разом в измерениях, настолько бросается в глаза, что распространилось мнение о том, что через несколько лет все основные физические постоянные будут с достаточной точностью определены и единственным оставшимся для ученых занятием будет достижение при дальнейших измерениях следующих десятичных знаков.
Если таково действительное положение вещей, то наша лаборатория станет, быть может, знаменита своей добросовестной работой и совершенством экспериментального мастерства; но она в этом случае будет не на месте в университете и должна быть скорее отнесена к ряду знаменитых мастерских нашей страны, где подобное умение направлено на более полезные цели...
Возможно, что в некоторых областях великие естествоиспытатели прошлого действительно завладели почти всем ценным и оставленные ими крохи подбираются скорее из-за своей таинственной непонятности, нежели ради истинной, присущей им ценности. Но история науки показывает, что даже в течение этой фазы развития наука подготавливает материалы для подчинения областей, которые остались бы неизвестными, если бы наука довольствовалась грубыми методами своих ранних пионеров. Я мог бы привести примеры из любой отрасли науки, показывающие, как работа над тщательными измерениями была вознаграждена открытиями новых областей исследования и развитием новых научных идей...
Об инагурационной лекции полагалось дать объявление – и Максвелл вывесил его, однако так, что его лишь с малой вероятностью могли прочесть отцы университета, но могли прочесть студенты. Студенты, пробегая мимо объявления о лекции Максвелла, удивленно переглядывались: какой это Клерк Максвелл? Имя-то вроде и известное, произносится всеми с уважением. Может быть, он печатает статьи в научных журналах? Тогда другое дело – нормальным кембриджским студентам не до них, им не хватает времени для подготовки к экзаменам, в том числе к страшному математическому трайпосу, на котором, а это уже точно известно, этот Клерк Максвелл дает весьма коварные задачки.
Но предмет – экспериментальная физика – обещает быть интересным, и несколько студентов, дрожа в своих фланелевых курточках, пробегают под октябрьским дождиком, нет, не в роскошное помещение Сенат-хауса, как это надлежит быть, а в затрапезную аудиторию, где новый профессор будет читать самую важную, первую свою лекцию, в которой разъяснит свои взгляды на этот новый предмет, расскажет о том, что будет делаться в Кавендишской лаборатории после завершения строительства.
Собралось около десятка студентов. Никого из отцов университета не было. Максвелл поднялся на кафедру и после не слишком бурных приветствий приступил к своей лекции.
– Мы обсудим сегодня, – негромко сказал он, и все студенты сразу почувствовали и хрипоту его голоса, и его неистребимый шотландский акцент, – вопрос о значении эксперимента в физической теории. Кембриджский университет, – продолжал Максвелл, – в соответствии с законом своего развития, согласно которому он с большей или меньшей быстротой приспособляется к требованиям времени, недавно ввел курс экспериментальной физики.
Студенты заулыбались: им понравилась шпилька в адрес консервативных университетских властей.
– Курс этот, – продолжал Максвелл, – поддерживая способности к анализу, столь много времени культивировавшиеся в университете, требует также упражнения наших чувств в наблюдении и наших рук в общении с приборами. Привычных принадлежностей – пера, чернил и бумаги – будет теперь недостаточно, и нам потребуется большее пространство, чем пространство кафедры, и большая площадь, чем поверхность доски.
Когда мы сможем использовать при обучении науке не только сосредоточенное внимание студента и его знакомство с символическими обозначениями, но и зоркость его глаз, остроту слуха, тонкость осязания и ловкость его пальцев, мы сразу же распространим наше влияние на целую группу людей, не любящих холодных абстракций. Более того, раскрывая сразу все ворота познания, мы обеспечим ассоциирование научных доктрин с теми элементарными ощущениями, которые образуют смутный фон всех наших мыслей и придают блеск и рельефность идеям, которые, будучи представлены в чисто абстрактной форме, могут совершенно исчезнуть из памяти...
...Стали записывать...
– Характер современных экспериментов, – продолжал Максвелл, – то, что они заключаются главным об разом в измерениях, настолько бросается в глаза, что распространилось мнение о том, что через несколько лет все основные физические постоянные будут с достаточной точностью определены и единственным оставшимся для ученых занятием будет достижение при дальнейших измерениях следующих десятичных знаков.
Если таково действительное положение вещей, то наша лаборатория станет, быть может, знаменита своей добросовестной работой и совершенством экспериментального мастерства; но она в этом случае будет не на месте в университете и должна быть скорее отнесена к ряду знаменитых мастерских нашей страны, где подобное умение направлено на более полезные цели...
Возможно, что в некоторых областях великие естествоиспытатели прошлого действительно завладели почти всем ценным и оставленные ими крохи подбираются скорее из-за своей таинственной непонятности, нежели ради истинной, присущей им ценности. Но история науки показывает, что даже в течение этой фазы развития наука подготавливает материалы для подчинения областей, которые остались бы неизвестными, если бы наука довольствовалась грубыми методами своих ранних пионеров. Я мог бы привести примеры из любой отрасли науки, показывающие, как работа над тщательными измерениями была вознаграждена открытиями новых областей исследования и развитием новых научных идей...