Владимир Карцев - Максвелл

• Название: Максвелл
• Автор: Владимир Карцев
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1976

Когда нескольких видных ученых попросили назвать, каковы, по их мнению, три величайших физика всех времен, мнения разделились, но ни один не забыл Максвелла.

И действительно, трудно переоценить значение работ этого поистине гениального человека, чьи исследования не только легли в основу современной радио- и телевизионной техники, но и стали краеугольным камнем современного понимания материи.

---

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.