Страница:
Пророческие слова Ампера, выношенные в течение всего лишь одной недели, стали основой его электродинамики - науки, сводящей все магнитные явления к явлениям электрическим. Поражает уверенный тон Ампера; он высказывает мнение, что спирали и завитки должны вести себя как магниты. Это говорит о твердой уверенности Ампера в ожидаемом им результате, о том, что основные контуры его учения, сводящего магнетизм именно к круговым токам, были ему уже ясны.
На следующий день, 19 сентября, Ампер хотел было написать письмо сыну о всех тех догадках, которые мелькали в его мозгу, но отложил перо - нужно было как можно скорее проверить, будут ли завитки и спирали обнаруживать те же свойства, что и магниты. Однако слабые вольтовы столбы, имевшиеся в распоряжении Ампера, Френеля и Депреца, не давали желаемого эффекта. Заявления, сделанные Ампером, грозили остаться неподтвержденными или даже оказаться неверными. Уже завтра нужно было Амперу выступать с докладом, подтверждающим его теории, а результатов, которые нужны были Амперу, все не было. Окончательный опыт - взаимодействие двух токов как магнитов, убедительно говоривший бы о том, что притяжение и отталкивание объясняются только электрическими токами, а магнитные свойства являются лишь следствием протекающих токов, - не удавался.
Итак, было воскресенье 24 сентября. А в четыре следующего дня Ампер должен был подняться на трибуну. Завтрашний день представлялся совсем не в розовом свете, однако надежда все же оставалась - Ампер вспомнил, что для университета только что был изготовлен новый большой вольтов столб. Столб оказался на месте, однако начальство, поднятое на ноги в воскресный день по такому поводу, давать столб не желало, видимо, боясь, что вещь будет испорчена в процессе сомнительных экспериментов. Пришлось идти за мастерами, делавшими столб, и при университетском начальстве заказать еще один такой же, с тем, чтобы он мог быть возвращен университету по изготовлении. Только на таких началах Амперу удалось умыкнуть необходимый столб и доставить его в свою холостяцкую квартиру на Фоссе-де-Сен-Виктор.
Петербургский академик Франц Ульрих Теодор Эпинус едва не дошел до концепций электромагнетизма Ампера. Так, в своей речи "О сходстве электрической силы с магнитною", произнесенной в академии 7 сентября 1758 года, он прямо указывает, что "основные начала, порождающие магнитные явления, мало чем отличаются от начал, которыми следует объяснить те явления, которые относятся к телам, электрическим по природе". Тут же он указывает, что "электричество по разнообразию своих явлений должно быть гораздо богаче магнетизма" (эту "несимметричность" в уравнениях Максвелла можно легко заметить). Однако Эпинус работал еще до Гальвани, до Вольта, до открытия "гальвани-вольтовского" электричества. Поэтому выводы Эпинуса, естественно, не могли быть столь же глубоки и обоснованны, как выводы Ампера и его последователей, творивших на шестьдесят лет позже.
Новый столб был превосходен. Ток, струившийся по ожившим спиралькам, завиткам, легко превращал их в магниты, они притягивались одними концами, отталкивались другими - словом, вели себя неотличимо от кусков магнитного железняка или намагниченного железа - единственных магнитов, известных в то время.
Коронный опыт - две спирали, взаимодействующие друг с другом как магниты. В опыте ничто не могло обладать, как тогда называли, "магнитной жидкостью", а магнитное взаимодействие было налицо и объяснялось только протекавшим по спиралькам током.
Больше того - и два проводника, по которым тек электрический ток, притягивались и отталкивались как магниты.
Когда в четыре часа дня в понедельник Ампер поднимался на кафедру Академии, он уже мог доказать всем, что его взгляды, высказанные неделю назад, были правильны. Протоколист пишет, передавая слова Ампера:
"Я ...известил о новом факте притяжения и отталкивания двух электрических токов без участия какого-либо магнита, а также о факте, который я наблюдал со спиралеобразными проводниками. Я повторил опыты во время этого заседания".
Вечером Ампер засел за прерванное письмо к сыну: "Наконец, вчера получил у Дюлона большой столб-Опыты, проведенные мною (после этого) прошли с полным успехом, а сегодня в 4 часа я их повторил на заседании Академии. Не было сделано никаких возражений: вот новая теория магнита, сводящая все явления к явлениям гальванизма. Это совершенно не похоже на то, что я представлял себе до сих пор...".
Работа Ампера над своей теорией на том не окончилась. Он проводил все новые и новые эксперименты, каждую неделю докладывая их результаты Академии. Он выступал и 2, и 9, и 16, и 30 октября, затем несколько раз в ноябре и декабре. Потом он издал множество трудов, посвященных своим работам по электромагнетизму, в которых сформулировал немало ценных мыслей.
Однако оригинальность и смелость его электромагнитных серендипити падала с каждой неделей, с каждой новой статьей. Невозможно отделаться от мысли, да так это было и в действительности, что после двух недель 11 - 25 сентября в его представления не было добавлено уже ничего существенного.
Период "реакции" кончился, и мозг Ампера постепенно возвращался к своему извечному состоянию - радостные недели творческого счастья прошли, а Ампер опять опустился в пучину своих телесных и душевных страданий. Уже через четыре года мучимый стенокардией Ампер писал: "Я никогда не был таким несчастливым, как теперь, так удрученным невзгодами и настолько перегруженным и удрученным работой. У меня нет ни в чем утешения, и глядя без удовольствия на мой сад, где я проложил новые тропинки, я не представляю себе, что будет со мной!".
Так все вернулось на круги своя...
Эстафета, принятая Ампером, должна быть передана теперь достойному преемнику.
Он существовал, преемник. В нетерпении ожидая часа своего, он совершал открытия, проводил исследования, но все это было лишь подготовкой к выполнению главной жизненной задачи.
Он ждал сигнала о том, что час его наступил.
Он устал ждать, этот тридцатилетний великий труженик. Он устал ждать, Фарадей.
Самое великое открытие сэра Гемфри
Дворец за Темзой, в десяти милях от Лондона; к нему можно попасть на набитой битком электричке, идущей от вокзала Ватерлоо, или проще и приятнее пароходиком по реке.
Сначала посетителю открывается панорама цветущих террас, подстриженных куполами кустов, живописных лужаек, фонтанов, затем - красных кирпичных стен, увитых вьюнком и жимолостью. Постепенно из зелени появляется сам дворец средневековый замок с множеством башен, башенок, арок, вимпергов, эркеров, странным образом гармонично сочетающихся со вполне современными окнами. Дворец и его службы состоят из множества построек, флигелей, причудливо соединенных между собой.
Один из флигелей, увитый зеленью до крыши, - место паломничества. Здесь провел девять последних лет жизни гениальный Майкл Фарадей, великий физик, член Лондонского королевского общества, академик Санкт-Петербургской, Флорентийской, Парижской и других славных академий.
Дворец Хэмптон-Корт построен в XVI веке кардиналом Волсеем и оставлен им для короля Генриха VIII; в XVII веке дворец был перестроен для Вильяма III известным архитектором Кристофером Реном (прославившимся строительством лондонского собора святого Павла, дружбой с Ньютоном и песенкой, которую про него распевают:
Как-то Сэр Кристофер Рен
Пошел откушать кое-с-кем.
Он сказал: коль спросят скоро
Я на строительстве собора).
Еще позже, во времена долгого царствования королевы Виктории, флигели дворца были превращены в "дома благосклонности и благорасположения", где наиболее заслуженные люди Англии могли получить бесплатные квартиры (сейчас там в основном живут теле- и кинозвезды). Нельзя сказать, что щедрость была чрезмерной - королева дворец не любила, ей был больше по душе старый Виндзор, да и слава у Хэмптон-Корта была неважная - считалось, что по нему бродят привидения - две жены Генриха VIII и няня Эдуарда VI, которые здесь когда-то умерли насильственной смертью.
Для Фарадея, оклад которого ни в коей мере не был соизмерим с его заслугами (Фарадей подрабатывал, будучи "смотрителем маяков" и судебным экспертом по качеству промышленных товаров), предложение бесплатной квартиры было как нельзя более кстати, и он, скрепя сердце, принял его, хотя ранее отказался от предоставления ему королевой дворянского звания и предложенной в недостаточно корректной форме пенсии - 300 фунтов стерлингов в год.
Итак, кабинет Фарадея в Хэмптон-Корте.
Его кресло, придвинутое к окну, из окна видны аккуратно подстриженные зеленые клумбы, ручей. Пустынно и холодно. Апрельское солнце не отогрело еще кирпичных красных стен.
Низкие, несущиеся к океану облака, мелкий, возникающий время от времени дождь помогают преодолеть в воображении один век и представить себе Фарадея, живущего здесь, сидящего перед этим самым окном, в этом самом кресле, ступающего по этому же каменному с пробивающейся травой двору, спешащего от такого же вот скучного дождичка...
В последние, "хэмптонкортские", годы силы его слабели. Он не мог уже выполнять прежние работы я постепенно отказывался от всего того, что мешало ему делать главное - заниматься наукой. Сначала он отказывается от лекций.
"...Настало время уйти из-за потери памяти и усталости мозга. Причины:
1. Колебания и неопределенность в доказательствах, на которых лектор должен настаивать.
2. Неспособность извлечь из памяти ранее накопленные сокровища знаний.
3. Тускнеют и забываются прежние представления о своих правах, чувство собственного достоинства и самоуважения.
4. Сильная потребность поступать справедливо по отношению к другим и неспособность сделать это.
Удалиться".
Майкл Фарадей.
Со временем он отказался даже от писем друзьям: "Снова и снова рву я свои письма, потому что пишу ерунду. Я не могу уже плавно писать и проводить линии. Смогу ли я преодолеть этот беспорядок? Не знаю.
Больше писать не буду. Моя любовь с Вами".
Он умер в своем рабочем кресле, в последний раз глядя из окна кабинета на осеннюю зелень и детей, играющих у ручья. Это случилось 25 августа 1867 года...
Фарадей родился 22 сентября 1791 года. Обычно пишут, что Фарадей родился в провинциальной деревушке, называвшейся "Ньюингтонские полигоны". Взгляд так устоялся, что многие биографы не замечают, что "Ньюингтонские полигоны" сейчас находятся "на расстоянии броска камнем от вокзала Ватерлоо, который мы считаем расположенным почти в сердце Лондона".
Он рано узнал нужду. В девять лет, когда цены на продукты резко подскочили, каравай хлеба был ему недельной нормой пищи. Он видел вокруг разных, но больше совсем простых людей:
Варильщиц пива, женщин-пекарей,
И шерстобитчиц видел, и ткачих,
Портных и пошлин сборщиков на рынках,
И медников, и множество других.
Английский поэт XVII в., Легленд
Отец его был кузнецом, мать - горничной. Образование Фарадея? Оно "было самым заурядным и включало в себя начальные навыки чтения, письма и арифметики, полученные в обычной дневной школе. Свободное время я проводил дома и на улице".
Ему повезло. В известной мере только случайностью можно объяснить то, что двенадцатилетний Майкл попал на работу в книжный магазин, а не, скажем, в кузницу к своему отцу, где он мог разве что научиться отменно подковывать лошадей.
Но Фарадею везет - он работает рассыльным, а затем подмастерьем переплетчика в книжном магазине Жоржа Рибо. Он имеет возможность держать в руках тысячи книг, и не только держать, но и читать. Там, в переплетной, познакомился Фарадей с книгами, навсегда поразившими его воображение и изменившими его судьбу: "Британской энциклопедией", "Беседами о химии" сочинением мадам Марсэ (верность всех опытов собственноручно проверена юным Фарадеем) и "Письмами о разных физических и философических материях, писанных к некоторой немецкой принцессе" русского академика Леонарда Эйлера, возникшими в большей мере под впечатлением долгой и плодотворной переписки автора с Ломоносовым.
Последняя книга оставила особенно глубокий след: Эйлер, как и Ломоносов, считал, что все явления в своей основе едины и взаимосвязаны. Мы увидим потом, как подобная точка зрения помогла Фарадею сделать свои великие открытия.
Фарадей тратил много денег на постановку опытов, описывавшихся в "Энциклопедии". Чувство глубокой симпатии вызывает место из его письма к приятелю: "Первая построенная мною батарея состояла из несметного числа пар пластин!!! из семи пар. Каждая пластина - непомерной величины!!! с полупенсовик. Я, милостивый государь, сам, собственноручно, вырезал эти пластины...".
Но книги были не самым главным сокровищем лавки месье Рибо, беглого француза. Лавку посещало большое число образованных людей того времени, а завсегдатаи, естественно, не могли не приметить в лавке молодого (тем временем Фарадею уже исполнилось девятнадцать) переплетчика, жадно любившего книги. Один из покупателей, мистер Дэнс, член Королевского института в Лондоне, как-то поинтересовался тем, что читает переплетчик, и с удивлением узнал, что тот увлеченно поглощал последний номер серьезного научного журнала "Химическое обозрение".
Дэнс был тронут столь незаурядной тягой к знаниям, и внезапно спросил Майкла, не хочет ли тот прослушать цикл лекций друга Дэнса, сэра Гэмфри Дэви.
Лекции решили судьбу Майкла. Логическая безупречность доказательств, изящные и эффектные опыты Дэви покорили его.
Майкл Фарадей, двадцати одного года, решил посвятить себя науке. Эта страсть, надо особо подчеркнуть, не имела ни малейших меркантильных аспектов; хозяин лавки, где он работал, хотя и не прочь был время от времени покуражиться над ним, в остальное время был очень к нему расположен и даже обещал по бездетности оставить ему, как помощнику, наследство, по тем временам немалое.
Но как войти в вожделенный мир науки? Майкл пишет письмо о своем решении и желании самому президенту Лондонского королевского общества сэру Джозефу Бэнксу. Письмо осталось без ответа.
"Когда я был подмастерьем, мне посчастливилось прослушать четыре последние лекции сэра Г. Дэви... Я сделал краткие записи этих лекций, а затем переписал их целиком, снабдив такими рисунками, какие сумел сделать. Желание заниматься научной работой, хотя бы и самой примитивной, побудило меня, новичка, не знакомого со светскими правилами, написать по душевной простоте сэру Джозефу Бэнксу, в то время президенту Лондонского королевского общества. Вполне естественно было затем узнать у привратника, что моя просьба оставлена без ответа".
Через несколько месяцев по совету Дэнса Фарадей повторяет тот же эксперимент с письмом, но на сей раз отправляет его сэру Гэмфри Дэви, который сам вышел из средних слоев. Он присовокупляет к письму конспект лекций Дэви, разумеется, отлично переплетенный.
Ответ пришел через 5 дней - большой конверт с золотыми буквами на нем: "Королевский институт Великобритании".
Вот как сам Фарадей пишет об этом:
"Воодушевляемый м-ром Дэнсом (который был членом Королевского института и достал мне билеты на лекции Дэви), я написал сэру Гэмфри Дэви, послав в качестве доказательства серьезности моих намерений сделанные мною записи его последних четырех лекций. Ответ пришел немедленно, доброжелательный и благоприятный".
Ответ был обнадеживающим, доброжелательным, но в общем, скорее отрицательным - возможности принять Фарадея на работу не было - не было вакансии.
Однако Фарадею снова повезло, на этот раз за счет бедного сэра Гэмфри. Во время одного из опытов в лаборатории произошел взрыв и осколки разорвавшейся колбы попали Дэви в глаза; в результате сэр Гэмфри не мог ни читать, ни писать, поэтому-то сэр Гэмфри, вспомнив про старательного переплетчика, решил взять его к себе до выздоровления секретарем, а заодно и поближе познакомиться с ним.
"Везение" продолжалось всего несколько дней - глаза Дэви постепенно зажили, и Дэви с сожалением расстался с понравившимся ему своими глубокими знаниями и старательностью юношей.
Расстался всего на несколько недель - в лаборатории Дэви освободилась должность лаборанта. Протокол Королевского института от 1 марта 1813 года сухо сообщает: "Сэр Гемфри Дэви имеет честь информировать директоров, что нашел человека, которого желательно назначить на должность... Его имя - Майкл Фарадей... Его данные кажутся хорошими, его характер активный и бодрый, а образ действий разумный. Решено: Майкл Фарадей займет место, ранее занимавшееся мистером Пейном, на тех же условиях".
Франция и Англия в то время находились в состоянии войны. Тем не менее в 1813 году англичанин сэр Гэмфри Дэви вместе с молодой красавицей женой, со своим подающим надежды лаборантом и помощником англичанином Майклом Фарадеем отправляется путешествовать и отдохнуть прямехонько... во Францию, так сказать, в "логово врага". Как заметил наш современник английский физик Д. Мак-Дональд, "если бы две страны воевали между собой сейчас, то, вероятно, из всех людей, которым каждая из сторон разрешила бы свободно путешествовать по своей территории, ученые оказались бы последними".
Из такого частного примера можно сделать чрезвычайно важный вывод - в те времена наука не вошла еще органично в жизнь государств. Наука фактически была прописана в то время в пресловутой "башне из слоновой кости", не числилась в производственном или военном активе.
Скоро возможности путешествовать по тем странам, с которыми идет война, придет конец, чему в большой степени будет способствовать не кто иной, как сам Фа-радей, его открытия.
А пока Фарадей вместе с сэром Гемфри и его молодой женой путешествуют по Франции, Италии, Германии, Бельгии. "Это утро - начало новой эпохи в моей жизни. До сих пор, насколько мне помнится, я не отъезжал от Лондона на расстояние больше двенадцати миль".
В Париже - знакомство с Ампером, Гей-Люссаком, Гумбольдтом. На глазах Фарадея Дэви делает в Париже одно из своих блестящих открытий - он признает в неизвестном веществе, переданном ему Ампером, новый химический элемент - йод.
Химик Дюма писал, что "Фарадей оставил о себе самые приятные, никогда не увядающие воспоминания, которых не мог бы вызвать его шеф. Мы восхищались Дэви, мы любили Фарадея".
В Генуе - опыты с электрическим скатом, Фарадей помогает Дэви. Задача опытов - выяснить, не вызывает ли электрический разряд ската разложения воды.
Во Флоренции - сжигание алмаза в атмосфере кислорода и окончательное доказательство единой природы алмаза и графита.
Здесь Дэви воспользовался уникальной по величине линзой, принадлежавшей великому герцогу Тосканскому. С ее помощью Дэви вместе с Фарадеем направляют лучи южного солнца на алмаз, лежащий в платиновой чашечке под стеклянным колоколом, заполненным кислородом. Фарадей вспоминает: "Сегодня мы выполнили великий эксперимент, заставив гореть алмаз, и, несомненно, то, что мы наблюдали, было исключительно интересным и красивым... Сэр Г. Дэви заметил внезапно, что алмаз явно горит. Когда алмаз убрали из фокуса линзы, он продолжал быстро сгорать. Сверкающий алмаз светился багровым светом, переходящим в пурпурный, и помещенный в темноту, горел еще около четырех минут".
В Академии Чименто Фарадей и Дэви с восхищением осматривают уникальные экспонаты - бумажный телескоп самого Галилея и магнитный камень, поднимающий 150 фунтов.
В Риме они наблюдают, но без особого доверия, за опытами Моричини, пытающегося намагнитить стальные иголки с помощью солнечных лучей и считающего, что это ему блестяще удается.
В Милане - следующая запись: "Пятница 17 июня 1814 г. Милан. Видел Вольта, который пришел к сэру Г. Дэви: он бодрый старик, на груди - красная ленточка, очень легок в разговоре"
В Женеве - знакомство с членом правительства республики, врачом и физиком Шарлем де-ля Ривом и его сыном Огюстом, которому было в то время всего тринадцать лет (через шесть лет Огюст, девятнадцатилетний профессор, покажет Араго, Марсе (мужу мадам Марсе), Пикте и другим известным лицам опыты Эрстеда, что повлечет за собой цепь великих событий).
Фарадей начинает бегло говорить по-французски и по-немецки.
Наконец, самое главное - во время путешествия Фарадей невольно вдыхает аромат несостоявшихся пока, но буквально реющих в воздухе великих открытий в электротехнике.
Трудно себе представить более великолепную школу для Фарадея, глубоко преданного науке, но все же пока еще дилетанта.
Принимая это во внимание, несколько удивляют сетования некоторых биографов Фарадея, подчеркивающих "несчастную судьбу" Майкла Фарадея, отправившегося "не по своей воле" в Европу в качестве "слуги" сэра Гэмфри, особо упирая на то, что Фарадей, мол, жестоко страдал, мучимый своенравной супругой Дэви. Тут надо твердо оговорить, что если и были конфликты между Фа-радеем и леди Джейн, то не последняя в них обычно одерживала верх.
"...Леди Дэви... любит показать свою власть, и я с самого начала обнаружил с ее стороны серьезные намерения подавить меня. Случайные ссоры между нами, в каждой из которых я оказывался победителем, происходили так часто, что я перестал обращать на них внимание. Ее авторитет ослабевал, и после каждой ссоры она вела себя мягче", - писал впоследствии Фарадей.
Кроме того, "растирание красок для великого художника" является, пожалуй, обязательной и лучшей школой для ученого, тем более, что для Фарадея это "растирание красок" вылилось в совместные исследования со всемирно известным ученым и знакомство с наиболее заметными проблемами и людьми науки того времени.
Обращать на этом фоне внимание на некоторые неудобства положения Фарадея как "слуги" Дэви не более, чем ханжество. Такие жалобы напоминают часто слышимые нами по телевизору жалобы наших кинозвезд, снимавшихся, скажем, в фильме из заводской жизни:
"Это было очень волнительно и немыслимо, невероятно тяжело... Пришлось, верите ли, научиться работать на станке, сходило с нас семь потов, приходилось вставать вместе с рабочими в шесть утра и обедать в рабочей столовке... Каждую сцену пришлось повторять по нескольку раз...".
А как же иначе, друзья?
Фарадей, видимо, прекрасно понимал это, поскольку писал в одном из своих писем из-за границы:
"Я мог бы высказать тысячу жалоб, но, размышляя обо всем трезво и объективно, я думаю, что мне вообще нет никакой нужды жаловаться на кого бы то ни было".
Фарадей вернулся из путешествия зрелым, самостоятельно мыслящим ученым. Как-то из Флоренции пришла посылка с образцами тосканского известняка герцогиня, во время поездки познакомившаяся с Дэви, просила сделать анализ минерала, видимо, на предмет оценки принадлежащих ей природных богатств.
Дэви, занятый в то время отработкой конструкции знаменитой безопасной шахтерской лампы, предложил выполнить достаточно тривиальную работу Фарадею.
Тот скоро окончил анализы, передал результаты Дэви и был несказанно удивлен, когда последний отдал материал в научный журнал в качестве оригинальной статьи. Первой научной статьи Майкла Фарадея.
До сих пор он, если так можно выразиться, "издал" только одно произведение. Десять лет назад восемнадцатилетний Фарадей взял пустую тетрадь и вывел на обложке:
"Философский сборник
разных статей, заметок, событий, приключений и т. д., относящихся до наук и искусств и собранных из газет, обозрений, журналов и других сочинений с целью содействовать развлечению, самообучению, а также подтверждению или разрушению теорий, распространенных в ученом мире. Составил Майкл Фарадей в 1809 - 1810 годах".
Через десять лет - первая настоящая статья, быть может, со стороны и менее интересная, но неизмеримо более глубокая. Уже в первой статье четко прослеживаются основные черты Фарадея-исследователя: глубина, редкое упорство в достижении цели, исчерпывающая полнота, спокойствие, свойственное лишь великим умам. Мы уже говорили об убежденности Фарадея во всеобщей связи явлений - убежденности, разделявшейся тогда далеко не всеми. Восхищает любовь Фарадея к порядку и полной определенности - он не признавал непроверенных фактов, а манера точно составлять отчеты неоднократно приводила в восторг директоров института. Диапазон его работ в то время довольно широк, но в основном это были исследования в области химии.
Перемена в тематике его занятий случилась в августе 1820 года - в это время по Европе рассылался Эрстедом его знаменитый мемуар: "О воздействии электрического конфликта на магнитную стрелку".
В августе Дэви получил по почте только что напечатанный в Англии мемуар три невесомые странички.
Через день Дэви и Фарадей повторили эксперимент Эрстеда и с восхищением убедились, что Эрстед прав - протекание тока в проводе немедленно вызывало отклонение размещенной поблизости магнитной стрелки.
И знаменитый Дэви, и еще неопытный Фарадей с внезапной ясностью ощутили, как и все, видевшие опыт, что рушится стена между двумя дотоле никак, казалось, не связанными друг с другом силами природы - электричеством и магнетизмом. Стена начала рушиться, и обнаружились неведомые связи, повеяло свежим воздухом новых открытий.
На следующий день, 19 сентября, Ампер хотел было написать письмо сыну о всех тех догадках, которые мелькали в его мозгу, но отложил перо - нужно было как можно скорее проверить, будут ли завитки и спирали обнаруживать те же свойства, что и магниты. Однако слабые вольтовы столбы, имевшиеся в распоряжении Ампера, Френеля и Депреца, не давали желаемого эффекта. Заявления, сделанные Ампером, грозили остаться неподтвержденными или даже оказаться неверными. Уже завтра нужно было Амперу выступать с докладом, подтверждающим его теории, а результатов, которые нужны были Амперу, все не было. Окончательный опыт - взаимодействие двух токов как магнитов, убедительно говоривший бы о том, что притяжение и отталкивание объясняются только электрическими токами, а магнитные свойства являются лишь следствием протекающих токов, - не удавался.
Итак, было воскресенье 24 сентября. А в четыре следующего дня Ампер должен был подняться на трибуну. Завтрашний день представлялся совсем не в розовом свете, однако надежда все же оставалась - Ампер вспомнил, что для университета только что был изготовлен новый большой вольтов столб. Столб оказался на месте, однако начальство, поднятое на ноги в воскресный день по такому поводу, давать столб не желало, видимо, боясь, что вещь будет испорчена в процессе сомнительных экспериментов. Пришлось идти за мастерами, делавшими столб, и при университетском начальстве заказать еще один такой же, с тем, чтобы он мог быть возвращен университету по изготовлении. Только на таких началах Амперу удалось умыкнуть необходимый столб и доставить его в свою холостяцкую квартиру на Фоссе-де-Сен-Виктор.
Петербургский академик Франц Ульрих Теодор Эпинус едва не дошел до концепций электромагнетизма Ампера. Так, в своей речи "О сходстве электрической силы с магнитною", произнесенной в академии 7 сентября 1758 года, он прямо указывает, что "основные начала, порождающие магнитные явления, мало чем отличаются от начал, которыми следует объяснить те явления, которые относятся к телам, электрическим по природе". Тут же он указывает, что "электричество по разнообразию своих явлений должно быть гораздо богаче магнетизма" (эту "несимметричность" в уравнениях Максвелла можно легко заметить). Однако Эпинус работал еще до Гальвани, до Вольта, до открытия "гальвани-вольтовского" электричества. Поэтому выводы Эпинуса, естественно, не могли быть столь же глубоки и обоснованны, как выводы Ампера и его последователей, творивших на шестьдесят лет позже.
Новый столб был превосходен. Ток, струившийся по ожившим спиралькам, завиткам, легко превращал их в магниты, они притягивались одними концами, отталкивались другими - словом, вели себя неотличимо от кусков магнитного железняка или намагниченного железа - единственных магнитов, известных в то время.
Коронный опыт - две спирали, взаимодействующие друг с другом как магниты. В опыте ничто не могло обладать, как тогда называли, "магнитной жидкостью", а магнитное взаимодействие было налицо и объяснялось только протекавшим по спиралькам током.
Больше того - и два проводника, по которым тек электрический ток, притягивались и отталкивались как магниты.
Когда в четыре часа дня в понедельник Ампер поднимался на кафедру Академии, он уже мог доказать всем, что его взгляды, высказанные неделю назад, были правильны. Протоколист пишет, передавая слова Ампера:
"Я ...известил о новом факте притяжения и отталкивания двух электрических токов без участия какого-либо магнита, а также о факте, который я наблюдал со спиралеобразными проводниками. Я повторил опыты во время этого заседания".
Вечером Ампер засел за прерванное письмо к сыну: "Наконец, вчера получил у Дюлона большой столб-Опыты, проведенные мною (после этого) прошли с полным успехом, а сегодня в 4 часа я их повторил на заседании Академии. Не было сделано никаких возражений: вот новая теория магнита, сводящая все явления к явлениям гальванизма. Это совершенно не похоже на то, что я представлял себе до сих пор...".
Работа Ампера над своей теорией на том не окончилась. Он проводил все новые и новые эксперименты, каждую неделю докладывая их результаты Академии. Он выступал и 2, и 9, и 16, и 30 октября, затем несколько раз в ноябре и декабре. Потом он издал множество трудов, посвященных своим работам по электромагнетизму, в которых сформулировал немало ценных мыслей.
Однако оригинальность и смелость его электромагнитных серендипити падала с каждой неделей, с каждой новой статьей. Невозможно отделаться от мысли, да так это было и в действительности, что после двух недель 11 - 25 сентября в его представления не было добавлено уже ничего существенного.
Период "реакции" кончился, и мозг Ампера постепенно возвращался к своему извечному состоянию - радостные недели творческого счастья прошли, а Ампер опять опустился в пучину своих телесных и душевных страданий. Уже через четыре года мучимый стенокардией Ампер писал: "Я никогда не был таким несчастливым, как теперь, так удрученным невзгодами и настолько перегруженным и удрученным работой. У меня нет ни в чем утешения, и глядя без удовольствия на мой сад, где я проложил новые тропинки, я не представляю себе, что будет со мной!".
Так все вернулось на круги своя...
Эстафета, принятая Ампером, должна быть передана теперь достойному преемнику.
Он существовал, преемник. В нетерпении ожидая часа своего, он совершал открытия, проводил исследования, но все это было лишь подготовкой к выполнению главной жизненной задачи.
Он ждал сигнала о том, что час его наступил.
Он устал ждать, этот тридцатилетний великий труженик. Он устал ждать, Фарадей.
Самое великое открытие сэра Гемфри
Дворец за Темзой, в десяти милях от Лондона; к нему можно попасть на набитой битком электричке, идущей от вокзала Ватерлоо, или проще и приятнее пароходиком по реке.
Сначала посетителю открывается панорама цветущих террас, подстриженных куполами кустов, живописных лужаек, фонтанов, затем - красных кирпичных стен, увитых вьюнком и жимолостью. Постепенно из зелени появляется сам дворец средневековый замок с множеством башен, башенок, арок, вимпергов, эркеров, странным образом гармонично сочетающихся со вполне современными окнами. Дворец и его службы состоят из множества построек, флигелей, причудливо соединенных между собой.
Один из флигелей, увитый зеленью до крыши, - место паломничества. Здесь провел девять последних лет жизни гениальный Майкл Фарадей, великий физик, член Лондонского королевского общества, академик Санкт-Петербургской, Флорентийской, Парижской и других славных академий.
Дворец Хэмптон-Корт построен в XVI веке кардиналом Волсеем и оставлен им для короля Генриха VIII; в XVII веке дворец был перестроен для Вильяма III известным архитектором Кристофером Реном (прославившимся строительством лондонского собора святого Павла, дружбой с Ньютоном и песенкой, которую про него распевают:
Как-то Сэр Кристофер Рен
Пошел откушать кое-с-кем.
Он сказал: коль спросят скоро
Я на строительстве собора).
Еще позже, во времена долгого царствования королевы Виктории, флигели дворца были превращены в "дома благосклонности и благорасположения", где наиболее заслуженные люди Англии могли получить бесплатные квартиры (сейчас там в основном живут теле- и кинозвезды). Нельзя сказать, что щедрость была чрезмерной - королева дворец не любила, ей был больше по душе старый Виндзор, да и слава у Хэмптон-Корта была неважная - считалось, что по нему бродят привидения - две жены Генриха VIII и няня Эдуарда VI, которые здесь когда-то умерли насильственной смертью.
Для Фарадея, оклад которого ни в коей мере не был соизмерим с его заслугами (Фарадей подрабатывал, будучи "смотрителем маяков" и судебным экспертом по качеству промышленных товаров), предложение бесплатной квартиры было как нельзя более кстати, и он, скрепя сердце, принял его, хотя ранее отказался от предоставления ему королевой дворянского звания и предложенной в недостаточно корректной форме пенсии - 300 фунтов стерлингов в год.
Итак, кабинет Фарадея в Хэмптон-Корте.
Его кресло, придвинутое к окну, из окна видны аккуратно подстриженные зеленые клумбы, ручей. Пустынно и холодно. Апрельское солнце не отогрело еще кирпичных красных стен.
Низкие, несущиеся к океану облака, мелкий, возникающий время от времени дождь помогают преодолеть в воображении один век и представить себе Фарадея, живущего здесь, сидящего перед этим самым окном, в этом самом кресле, ступающего по этому же каменному с пробивающейся травой двору, спешащего от такого же вот скучного дождичка...
В последние, "хэмптонкортские", годы силы его слабели. Он не мог уже выполнять прежние работы я постепенно отказывался от всего того, что мешало ему делать главное - заниматься наукой. Сначала он отказывается от лекций.
"...Настало время уйти из-за потери памяти и усталости мозга. Причины:
1. Колебания и неопределенность в доказательствах, на которых лектор должен настаивать.
2. Неспособность извлечь из памяти ранее накопленные сокровища знаний.
3. Тускнеют и забываются прежние представления о своих правах, чувство собственного достоинства и самоуважения.
4. Сильная потребность поступать справедливо по отношению к другим и неспособность сделать это.
Удалиться".
Майкл Фарадей.
Со временем он отказался даже от писем друзьям: "Снова и снова рву я свои письма, потому что пишу ерунду. Я не могу уже плавно писать и проводить линии. Смогу ли я преодолеть этот беспорядок? Не знаю.
Больше писать не буду. Моя любовь с Вами".
Он умер в своем рабочем кресле, в последний раз глядя из окна кабинета на осеннюю зелень и детей, играющих у ручья. Это случилось 25 августа 1867 года...
Фарадей родился 22 сентября 1791 года. Обычно пишут, что Фарадей родился в провинциальной деревушке, называвшейся "Ньюингтонские полигоны". Взгляд так устоялся, что многие биографы не замечают, что "Ньюингтонские полигоны" сейчас находятся "на расстоянии броска камнем от вокзала Ватерлоо, который мы считаем расположенным почти в сердце Лондона".
Он рано узнал нужду. В девять лет, когда цены на продукты резко подскочили, каравай хлеба был ему недельной нормой пищи. Он видел вокруг разных, но больше совсем простых людей:
Варильщиц пива, женщин-пекарей,
И шерстобитчиц видел, и ткачих,
Портных и пошлин сборщиков на рынках,
И медников, и множество других.
Английский поэт XVII в., Легленд
Отец его был кузнецом, мать - горничной. Образование Фарадея? Оно "было самым заурядным и включало в себя начальные навыки чтения, письма и арифметики, полученные в обычной дневной школе. Свободное время я проводил дома и на улице".
Ему повезло. В известной мере только случайностью можно объяснить то, что двенадцатилетний Майкл попал на работу в книжный магазин, а не, скажем, в кузницу к своему отцу, где он мог разве что научиться отменно подковывать лошадей.
Но Фарадею везет - он работает рассыльным, а затем подмастерьем переплетчика в книжном магазине Жоржа Рибо. Он имеет возможность держать в руках тысячи книг, и не только держать, но и читать. Там, в переплетной, познакомился Фарадей с книгами, навсегда поразившими его воображение и изменившими его судьбу: "Британской энциклопедией", "Беседами о химии" сочинением мадам Марсэ (верность всех опытов собственноручно проверена юным Фарадеем) и "Письмами о разных физических и философических материях, писанных к некоторой немецкой принцессе" русского академика Леонарда Эйлера, возникшими в большей мере под впечатлением долгой и плодотворной переписки автора с Ломоносовым.
Последняя книга оставила особенно глубокий след: Эйлер, как и Ломоносов, считал, что все явления в своей основе едины и взаимосвязаны. Мы увидим потом, как подобная точка зрения помогла Фарадею сделать свои великие открытия.
Фарадей тратил много денег на постановку опытов, описывавшихся в "Энциклопедии". Чувство глубокой симпатии вызывает место из его письма к приятелю: "Первая построенная мною батарея состояла из несметного числа пар пластин!!! из семи пар. Каждая пластина - непомерной величины!!! с полупенсовик. Я, милостивый государь, сам, собственноручно, вырезал эти пластины...".
Но книги были не самым главным сокровищем лавки месье Рибо, беглого француза. Лавку посещало большое число образованных людей того времени, а завсегдатаи, естественно, не могли не приметить в лавке молодого (тем временем Фарадею уже исполнилось девятнадцать) переплетчика, жадно любившего книги. Один из покупателей, мистер Дэнс, член Королевского института в Лондоне, как-то поинтересовался тем, что читает переплетчик, и с удивлением узнал, что тот увлеченно поглощал последний номер серьезного научного журнала "Химическое обозрение".
Дэнс был тронут столь незаурядной тягой к знаниям, и внезапно спросил Майкла, не хочет ли тот прослушать цикл лекций друга Дэнса, сэра Гэмфри Дэви.
Лекции решили судьбу Майкла. Логическая безупречность доказательств, изящные и эффектные опыты Дэви покорили его.
Майкл Фарадей, двадцати одного года, решил посвятить себя науке. Эта страсть, надо особо подчеркнуть, не имела ни малейших меркантильных аспектов; хозяин лавки, где он работал, хотя и не прочь был время от времени покуражиться над ним, в остальное время был очень к нему расположен и даже обещал по бездетности оставить ему, как помощнику, наследство, по тем временам немалое.
Но как войти в вожделенный мир науки? Майкл пишет письмо о своем решении и желании самому президенту Лондонского королевского общества сэру Джозефу Бэнксу. Письмо осталось без ответа.
"Когда я был подмастерьем, мне посчастливилось прослушать четыре последние лекции сэра Г. Дэви... Я сделал краткие записи этих лекций, а затем переписал их целиком, снабдив такими рисунками, какие сумел сделать. Желание заниматься научной работой, хотя бы и самой примитивной, побудило меня, новичка, не знакомого со светскими правилами, написать по душевной простоте сэру Джозефу Бэнксу, в то время президенту Лондонского королевского общества. Вполне естественно было затем узнать у привратника, что моя просьба оставлена без ответа".
Через несколько месяцев по совету Дэнса Фарадей повторяет тот же эксперимент с письмом, но на сей раз отправляет его сэру Гэмфри Дэви, который сам вышел из средних слоев. Он присовокупляет к письму конспект лекций Дэви, разумеется, отлично переплетенный.
Ответ пришел через 5 дней - большой конверт с золотыми буквами на нем: "Королевский институт Великобритании".
Вот как сам Фарадей пишет об этом:
"Воодушевляемый м-ром Дэнсом (который был членом Королевского института и достал мне билеты на лекции Дэви), я написал сэру Гэмфри Дэви, послав в качестве доказательства серьезности моих намерений сделанные мною записи его последних четырех лекций. Ответ пришел немедленно, доброжелательный и благоприятный".
Ответ был обнадеживающим, доброжелательным, но в общем, скорее отрицательным - возможности принять Фарадея на работу не было - не было вакансии.
Однако Фарадею снова повезло, на этот раз за счет бедного сэра Гэмфри. Во время одного из опытов в лаборатории произошел взрыв и осколки разорвавшейся колбы попали Дэви в глаза; в результате сэр Гэмфри не мог ни читать, ни писать, поэтому-то сэр Гэмфри, вспомнив про старательного переплетчика, решил взять его к себе до выздоровления секретарем, а заодно и поближе познакомиться с ним.
"Везение" продолжалось всего несколько дней - глаза Дэви постепенно зажили, и Дэви с сожалением расстался с понравившимся ему своими глубокими знаниями и старательностью юношей.
Расстался всего на несколько недель - в лаборатории Дэви освободилась должность лаборанта. Протокол Королевского института от 1 марта 1813 года сухо сообщает: "Сэр Гемфри Дэви имеет честь информировать директоров, что нашел человека, которого желательно назначить на должность... Его имя - Майкл Фарадей... Его данные кажутся хорошими, его характер активный и бодрый, а образ действий разумный. Решено: Майкл Фарадей займет место, ранее занимавшееся мистером Пейном, на тех же условиях".
Франция и Англия в то время находились в состоянии войны. Тем не менее в 1813 году англичанин сэр Гэмфри Дэви вместе с молодой красавицей женой, со своим подающим надежды лаборантом и помощником англичанином Майклом Фарадеем отправляется путешествовать и отдохнуть прямехонько... во Францию, так сказать, в "логово врага". Как заметил наш современник английский физик Д. Мак-Дональд, "если бы две страны воевали между собой сейчас, то, вероятно, из всех людей, которым каждая из сторон разрешила бы свободно путешествовать по своей территории, ученые оказались бы последними".
Из такого частного примера можно сделать чрезвычайно важный вывод - в те времена наука не вошла еще органично в жизнь государств. Наука фактически была прописана в то время в пресловутой "башне из слоновой кости", не числилась в производственном или военном активе.
Скоро возможности путешествовать по тем странам, с которыми идет война, придет конец, чему в большой степени будет способствовать не кто иной, как сам Фа-радей, его открытия.
А пока Фарадей вместе с сэром Гемфри и его молодой женой путешествуют по Франции, Италии, Германии, Бельгии. "Это утро - начало новой эпохи в моей жизни. До сих пор, насколько мне помнится, я не отъезжал от Лондона на расстояние больше двенадцати миль".
В Париже - знакомство с Ампером, Гей-Люссаком, Гумбольдтом. На глазах Фарадея Дэви делает в Париже одно из своих блестящих открытий - он признает в неизвестном веществе, переданном ему Ампером, новый химический элемент - йод.
Химик Дюма писал, что "Фарадей оставил о себе самые приятные, никогда не увядающие воспоминания, которых не мог бы вызвать его шеф. Мы восхищались Дэви, мы любили Фарадея".
В Генуе - опыты с электрическим скатом, Фарадей помогает Дэви. Задача опытов - выяснить, не вызывает ли электрический разряд ската разложения воды.
Во Флоренции - сжигание алмаза в атмосфере кислорода и окончательное доказательство единой природы алмаза и графита.
Здесь Дэви воспользовался уникальной по величине линзой, принадлежавшей великому герцогу Тосканскому. С ее помощью Дэви вместе с Фарадеем направляют лучи южного солнца на алмаз, лежащий в платиновой чашечке под стеклянным колоколом, заполненным кислородом. Фарадей вспоминает: "Сегодня мы выполнили великий эксперимент, заставив гореть алмаз, и, несомненно, то, что мы наблюдали, было исключительно интересным и красивым... Сэр Г. Дэви заметил внезапно, что алмаз явно горит. Когда алмаз убрали из фокуса линзы, он продолжал быстро сгорать. Сверкающий алмаз светился багровым светом, переходящим в пурпурный, и помещенный в темноту, горел еще около четырех минут".
В Академии Чименто Фарадей и Дэви с восхищением осматривают уникальные экспонаты - бумажный телескоп самого Галилея и магнитный камень, поднимающий 150 фунтов.
В Риме они наблюдают, но без особого доверия, за опытами Моричини, пытающегося намагнитить стальные иголки с помощью солнечных лучей и считающего, что это ему блестяще удается.
В Милане - следующая запись: "Пятница 17 июня 1814 г. Милан. Видел Вольта, который пришел к сэру Г. Дэви: он бодрый старик, на груди - красная ленточка, очень легок в разговоре"
В Женеве - знакомство с членом правительства республики, врачом и физиком Шарлем де-ля Ривом и его сыном Огюстом, которому было в то время всего тринадцать лет (через шесть лет Огюст, девятнадцатилетний профессор, покажет Араго, Марсе (мужу мадам Марсе), Пикте и другим известным лицам опыты Эрстеда, что повлечет за собой цепь великих событий).
Фарадей начинает бегло говорить по-французски и по-немецки.
Наконец, самое главное - во время путешествия Фарадей невольно вдыхает аромат несостоявшихся пока, но буквально реющих в воздухе великих открытий в электротехнике.
Трудно себе представить более великолепную школу для Фарадея, глубоко преданного науке, но все же пока еще дилетанта.
Принимая это во внимание, несколько удивляют сетования некоторых биографов Фарадея, подчеркивающих "несчастную судьбу" Майкла Фарадея, отправившегося "не по своей воле" в Европу в качестве "слуги" сэра Гэмфри, особо упирая на то, что Фарадей, мол, жестоко страдал, мучимый своенравной супругой Дэви. Тут надо твердо оговорить, что если и были конфликты между Фа-радеем и леди Джейн, то не последняя в них обычно одерживала верх.
"...Леди Дэви... любит показать свою власть, и я с самого начала обнаружил с ее стороны серьезные намерения подавить меня. Случайные ссоры между нами, в каждой из которых я оказывался победителем, происходили так часто, что я перестал обращать на них внимание. Ее авторитет ослабевал, и после каждой ссоры она вела себя мягче", - писал впоследствии Фарадей.
Кроме того, "растирание красок для великого художника" является, пожалуй, обязательной и лучшей школой для ученого, тем более, что для Фарадея это "растирание красок" вылилось в совместные исследования со всемирно известным ученым и знакомство с наиболее заметными проблемами и людьми науки того времени.
Обращать на этом фоне внимание на некоторые неудобства положения Фарадея как "слуги" Дэви не более, чем ханжество. Такие жалобы напоминают часто слышимые нами по телевизору жалобы наших кинозвезд, снимавшихся, скажем, в фильме из заводской жизни:
"Это было очень волнительно и немыслимо, невероятно тяжело... Пришлось, верите ли, научиться работать на станке, сходило с нас семь потов, приходилось вставать вместе с рабочими в шесть утра и обедать в рабочей столовке... Каждую сцену пришлось повторять по нескольку раз...".
А как же иначе, друзья?
Фарадей, видимо, прекрасно понимал это, поскольку писал в одном из своих писем из-за границы:
"Я мог бы высказать тысячу жалоб, но, размышляя обо всем трезво и объективно, я думаю, что мне вообще нет никакой нужды жаловаться на кого бы то ни было".
Фарадей вернулся из путешествия зрелым, самостоятельно мыслящим ученым. Как-то из Флоренции пришла посылка с образцами тосканского известняка герцогиня, во время поездки познакомившаяся с Дэви, просила сделать анализ минерала, видимо, на предмет оценки принадлежащих ей природных богатств.
Дэви, занятый в то время отработкой конструкции знаменитой безопасной шахтерской лампы, предложил выполнить достаточно тривиальную работу Фарадею.
Тот скоро окончил анализы, передал результаты Дэви и был несказанно удивлен, когда последний отдал материал в научный журнал в качестве оригинальной статьи. Первой научной статьи Майкла Фарадея.
До сих пор он, если так можно выразиться, "издал" только одно произведение. Десять лет назад восемнадцатилетний Фарадей взял пустую тетрадь и вывел на обложке:
"Философский сборник
разных статей, заметок, событий, приключений и т. д., относящихся до наук и искусств и собранных из газет, обозрений, журналов и других сочинений с целью содействовать развлечению, самообучению, а также подтверждению или разрушению теорий, распространенных в ученом мире. Составил Майкл Фарадей в 1809 - 1810 годах".
Через десять лет - первая настоящая статья, быть может, со стороны и менее интересная, но неизмеримо более глубокая. Уже в первой статье четко прослеживаются основные черты Фарадея-исследователя: глубина, редкое упорство в достижении цели, исчерпывающая полнота, спокойствие, свойственное лишь великим умам. Мы уже говорили об убежденности Фарадея во всеобщей связи явлений - убежденности, разделявшейся тогда далеко не всеми. Восхищает любовь Фарадея к порядку и полной определенности - он не признавал непроверенных фактов, а манера точно составлять отчеты неоднократно приводила в восторг директоров института. Диапазон его работ в то время довольно широк, но в основном это были исследования в области химии.
Перемена в тематике его занятий случилась в августе 1820 года - в это время по Европе рассылался Эрстедом его знаменитый мемуар: "О воздействии электрического конфликта на магнитную стрелку".
В августе Дэви получил по почте только что напечатанный в Англии мемуар три невесомые странички.
Через день Дэви и Фарадей повторили эксперимент Эрстеда и с восхищением убедились, что Эрстед прав - протекание тока в проводе немедленно вызывало отклонение размещенной поблизости магнитной стрелки.
И знаменитый Дэви, и еще неопытный Фарадей с внезапной ясностью ощутили, как и все, видевшие опыт, что рушится стена между двумя дотоле никак, казалось, не связанными друг с другом силами природы - электричеством и магнетизмом. Стена начала рушиться, и обнаружились неведомые связи, повеяло свежим воздухом новых открытий.