Но слишком разные они были – молодой гений и неоперившиеся и малознающие студиозусы. Он с радостью набрасывался на лекциях на любую трудность, встретившуюся на пути, а их приходилось ввязывать в преодоление ее чуть не силком. Соучастие студентов в его исследованиях, не говоря уже об их самостоятельных работах, оставалось несбыточной розовой мечтой.
Напрасно он вытаскивал для них из своих запасников свои самые «лакомые» задачки, «пропы». Его неизмеримо более тренированное воображение и острота ума выхватывали его из аудитории, и он несся уже где-то высоко и далеко, легкий и свободный, преодолевая одну грозу за другой, в то время как студенты, переглядываясь, видели лишь заикающегося, косноязычного, путающегося и близорукого лектора. Волны его идей рождали неизбежную интерференцию, и там, где гений видел их взаимодействие, неискушенный взгляд улавливал лишь темную полосу, отсутствие всякого света.
Но ужасней всего было, если он вдруг во время лекции начинал понимать свою отрешенность от аудитории – тогда он начинал смущаться, говорить парадоксами, делать хаотические путаные заявления, перемежающиеся блестками юмора, который не каждый мог оценить.
Студенты любили его, а он предпочел бы, чтобы они любили физику. Но добиться этого в Абердине ему так и не было суждено.
СТАТЬЯ «О ФАРАДЕЕВСКИХ ЛИНИЯХ СИЛЫ» (1855-1856)
И вот, наконец, после долгого плутания по редакциям и рецензентам появилась в 1857 году в «Трудах Кембриджского философского общества», в десятом томе за 1856 год, первая статья Джеймса Клерка Максвелла по электричеству, пятьдесят шесть страниц математики. Называлась она, разумеется, «О фарадеевских линиях силы» и была развитием доклада, который Джеймс сделал в декабре позапрошлого года перед Философским обществом в Кембридже.
По настроению эта статья, если у научной статьи может быть настроение, резко отличается от прежних. В ней ощутима сильная, отчетливая философская струя. Стремление объяснить, «как это делается?», перерастает уже частные формы. Как устроен мир? Из чего он состоит? Пуста ли пустота? Почему происходят притяжение и отталкивание?
«Фарадеевские линии» – это не просто интересная работа одаренного ученого, работающего над важной проблемой электричества и магнетизма. «Фарадеевские линии» – это работа крупного ученого-философа, знающего, что от решения проблемы зависят судьбы не только физики.
В этой первой работе по электричеству – уже вся его программа. Программа его исследований по электричеству на всю жизнь. Программа глубоко продуманная. Многие удивлялись потом, как у него, двадцатичетырехлетнего, могли в столь зрелом и законченном виде появиться такие глубокие идеи.
Реакция Вильяма Томсона и Стокса была сдержанной – видимо, они были заняты своими делами. Проявил интерес к статье Питер – да и тот занялся сейчас гамильтоновыми «кватернионами», бесконечно далекими, казалось тогда, от электричества.
Другие – те, кому Джеймс был известен лишь своими исследованиями по фотоупругости и оптике, пожимали плечами. Этот Максвелл так блестяще владеет математикой, так хорошо знаком с теориями, основанными на дальнодействии, – знай себе работай да выводи полезные формулы. А он все оригинальничает. Видимо, хочет понравиться бывшему переплетчику и лаборанту Фарадею! Списали все на его странности. И про статью забыли. Простили ему эту выходку.
Снова он стал для всех блестящим, тонко чувствующим молодым физиком. Метод фотоупругости. Эксперименты по цвету. Блестящее владение ньютоновскими методами. Прошло подозрение. Максвелл был своим. А то была шалость и баловство. Чего не бывает у молодых?
А Максвеллу не привыкать было к тому, что его считали странным и чудаком. Он давно уже не обижался на это. Еще со школьных времен. Еще с тех пор, когда его звали Дуралеем.
Не надеялся, вероятно, молодой абердинский профессор Клерк Максвелл, рассылая в марте 1857 года свою только что вышедшую статью «О фарадеевских силовых линиях» по списку всем крупным британским физикам, что получит ответ и даже ответную статью от самого Фарадея.
И тем не менее это было так.
В конце марта 1857 года Джеймс, волнуясь, распечатал письмо с гербом Королевского института:
«Профессор М.Фарадей – профессору Д.К.Максвеллу.
Альбермарл-стрит, 25 марта 1857
Мой дорогой сэр, я получил Вашу статью и очень благодарен Вам за нее. Не хочу сказать, что благодарю Вас за то, что Вами сказано относительно «силовых линий», поскольку я знаю, что Вы сделали это в интересах философской правды; но Вы должны также предполагать, что эта работа не только приятна мне, но и дает мне стимул к дальнейшим размышлениям. Я поначалу испугался, увидев, какая мощная сила математики приложена к предмету, а затем удивился тому, насколько хорошо предмет ее выдержал...
Всегда истинно Ваш
М.Фарадей».
К письму была приложена статья Фарадея – и в ней, как и в письме, увидел Джеймс колебания великого, неуверенность мэтра и корифея в том, что мир, созданный им, верен, ибо понятие силовых линий, как казалось ему, было не общим для природы. Тяготение, например, как будто бы не укладывалось в рамки силовых пиний и, казалось, упрекало их автора в недостаточной предусмотрительности, приводя всегда к притяжению тел, в то время как силовые линии объясняли два эффекта – притяжение и отталкивание.
И в письме и в статье было много такого, о чем стоило подумать: и оброненная как будто вскользь фраза о «времени установления электротонического состояния», которое, «возможно, так же мало, как время прохождения света», и мысли о связи электрического и магнитного притяжения с притяжением гравитации.
Письмо Фарадея стало столь большим событием в спокойной жизни Максвелла, что вытеснило из обихода все другие, и даже через месяц казалось, что это произошло вчера. Он и не заметил, что к тому моменту, как он решился написать ответ, прошло полгода.
«Профессор Джеймс Клерк Максвелл – профессору Майклу Фарадею
129 Юнион-стрит
Абердин, 9 ноября 1857
Дорогой сэр... Этой весной Вы были настолько добры, что выслали мне копию последней статьи и спрашивали, что я о ней думаю...
Сейчас, насколько мне известно, Вы являетесь первым человеком, у которого возникла идея о том, что тела действуют друг на друга на расстоянии посредством обращения окружающей среды в состояние напряжения, идея, в которую действительно следует поверить. У нас были когда-то потоки крючочков, летающих вокруг магнитов, и даже картинки, на которых изображены окруженные ими магниты; но нет ничего более ясного, чем Ваше описание всех источников силы, поддерживающих состояние энергии во всем, что их окружает, состояние, усилением или ослаблением которого можно измерить проделанную в системе работу. Мне кажется, что Вы ясно видите, как силовые линии огибают препятствия, гонят всплески напряжения в проводниках, сворачивают вдоль определенных направлений в кристаллах и несут с собой везде все то же самое количество способности к притяжению, распределенной более разреженно или густо в зависимости от того, расширяются эти линии или сжимаются...
...Но когда мы встречаемся лицом к лицу с вопросом о гравитации: требует ли она времени? Полярна ли она чему-нибудь «за вселенной» или чему-нибудь еще? Имеет ли она какое-нибудь отношение к электричеству? Или она покоится на самых глубинных фундаментах материи, массы или инерции? – тогда мы ощущаем необходимость экспериментов – будут ли объектами их кометы или туманности, или лабораторные образцы, или даже дерзкие вызовы по отношению к истинности общепринятых мнений.
Я только попытался сейчас показать Вам, почему я не считаю гравитацию опасным объектом в смысле применения Ваших методов. Вполне возможно и на нее пролить свет, воплощая те же идеи, которые математически выражаются функциями Лапласа и сэра В.Р.Гамильтона в планетарной теории...
Искренне Ваш
Джеймс Клерк Максвелл».
Фарадей тут же ответил Максвеллу теплым письмом, в котором нетрудно почувствовать благодарность не балуемого пониманием стареющего человека, мудреца, нашедшего на склоне лет родственную душу, сток душевных и научных излияний.
«Профессор Фарадей – проф. Максвеллу
Альбермарл-стрит
Лондон, 13 ноября 1857
...Ваше письмо для меня – это первый обмен мнениями о проблеме с человеком Вашего образа мышления. Оно очень полезно для меня, и я буду снова и снова перечитывать его и размышлять над ним...
Есть одна вещь, о которой я хотел бы Вас спросить. Когда математик, занятый исследованием физических действий и их результатов, приходит к своим заключениям, не могут ли они быть выражены общепонятным языком так же полно, ясно и определенно, как и посредством математических формул?
Я думаю, что это так и должно быть, потому что я всегда обнаруживал, что Вы могли донести до меня абсолютно ясную идею Ваших выводов, которые даже без понимания шагов Вашего математического процесса дают мне результаты не выше и не ниже правды, причем настолько ясные в своей основе, что я могу над ними думать и с ними работать».
НОВОЕ УВЛЕЧЕНИЕ – САТУРН
Когда Джеймс приступил к занятиям в Абердине, у него в голове уже созрел новый «проп», новая задачка, которую пока никто не мог решить, новое явление, которое подлежало объяснению. Это были Сатурновы кольца. Определить их физическую природу, определить за миллионы километров, без каких бы то ни было приборов, пользуясь только бумагой и пером, – это была задача, созданная как будто специально для него. Вот где будут использованы, наконец, и опробованы теории вращения, проверявшиеся на динамическом волчке! Вот куда приводила его теперь странная и, казалось, незакономерная цепочка, начавшаяся «дьяволом на двух палочках»! К самому Сатурну!
С той июльской теплой ночи 1610 года, когда Галилей впервые направил свою трубу на Сатурн, многие любовались через телескоп этим чудом вселенной. Сатурн был действительно самым удивительным объектом на небе.
У планеты были уши! Два отростка непонятного происхождения вырастали с боков планеты, причем эти отростки жили, дышали, изменялись по величине – и не было объяснения такому странному явлению. Может быть, это два больших спутника Сатурна? И иногда эти живые отростки Сатурна исчезали – и не было ли это подтверждением мифа о жестокости коварного старика – Времени?
Гюйгенс, пользуясь более совершенным инструментом, утверждал в 1659 году, что Сатурн окружен кольцом, напоминающим нимб серафимов, – и долго не смолкали восторженные клики служителей боговых, видевших в этом если не прямое подтверждение желанного, то полунамек, достаточно откровенный!
Затем выяснилось, что одним кольцом дело не ограничивается.
– Не кольцо, а два, одно внутри другого! – это Кассини в 1675 году.
В 1850 году внутри светлого внутреннего кольца обнаружена темная полоска, и эта темная полоска оказалась прозрачной – через нее можно было видеть поверхность планеты.
Сравнением своих наблюдений с наблюдениями Гюйгенса и Гершеля петербургский астроном Струве заключил, что конфигурация колец изменчива, а ширина их возрастает с удалением от планеты.
Вот что было известно в условии конкурса на соискание премии Адамса. Требовалось определить: из чего состоят кольца Сатурна? Твердые они, жидкие или газообразные? Гершель поддерживал гипотезу сплошного твердого кольца, Лаплас доказывал, что кольца – твердые, но очень узкие. А безвестный Томас Райт из Дурхама, не приводя доказательств, когда-то утверждал, что кольцо Сатурна состоит из множества спутников, не связанных между собой.
Такая проблема не могла не увлечь Джеймса. Он работал с самого начала быстро и уверенно. Быстро был готов первый вариант – изящное эссе.
«Когда мы действительно видим, что гигантская арка вертится над экватором планеты без какой-либо видимой с ней связи, наш мозг не может оставаться в бездействии. Мы не можем просто принять, что это так и есть, и описать этот факт как один из фактов, наблюдаемых в природе, не предполагающий и не требующий объяснения. Мы или должны объяснить ее движение на принципах механики, или принять, что в условиях Сатурна может существовать движение, регулируемое законами, которые мы не в состоянии объяснить».
За каждым словом этой фразы – убежденность в конечной познаваемости мира, в том, что не существует в нашей вселенной предметов и явлений, недоступных для человеческого понимания. Нет, не в страхе божьем лежало у Джеймса Клерка Максвелла начало мудрости!
Начало работы над кольцами Сатурна относится к гленлейрскому, предабердинскому лету. Первое упоминание об этой работе в письме к другу – Р.Б.Литчфильду:
«Джеймс Клерк. Максвелл – Р.В.Литчфильду
Гленлейр, 4 июля 1856
...Я посвящаю часть своего времени кольцам Сатурна, которые оказались крепким орешком, но довольно занятным, особенно в случае движения жидкого кольца».
Через год работа с Сатурном еще не окончена.
«Джеймс Клерк Максвелл – Льюису Кемпбеллу
Гленлейр, 7 августа 1857
...Мне посчастливилось обнаружить, что в моих сатурновских лабиринтах есть ошибка, но я еще не знаю, где она...»
«Джеймс Клерк Максвелл – Льюису Кемпбеллу, эскв.
Гленлейр, 28 августа 1857
Я веду осаду Сатурна, то и дело атакуя его. Мне удалось пробить несколько брешей в твердом кольце, а сейчас я плюхнулся в жидкое кольцо и нахожусь в окружении поистине удивительных символов. Когда я вынырну, я окажусь в кольце из тумана, из некой сумрачной среды, которая несколько напоминает состояние воздуха, скажем, во время осады Севастополя. Лес пушек, занимающих площадь 100 миль в одну сторону и 30000 миль – в другую, непрерывно изрыгает картечь, которая уже никогда не остановится и вращается по кругу радиусом 170000 миль...»
«Джеймс Клерк Максвелл – Г.Г.Друпу, эскв.
Юнион-стрит, 129
Абердин, 26 ноября 1857
Помимо моей регулярной работы, я очень занят Сатурном. Он полностью перекроен и перешит, но у меня еще с ним много возни, поскольку я стараюсь искупить грехи математиков и сделать проблему доступной для понимания...»
Несколькими днями раньше в письме Питеру Тэту, профессору.
«Абердин, 21 ноября 1857
Я все еще корплю над кольцами Сатурна. Я показал, что любое твердое кольцо должно быть ужасно изуродовано, если оно будет вращаться целиком, и отбросил такой вариант.
Жидкое кольцо должно или разлететься за счет неравенства центробежных сил, или рассыпаться на капли за счет продольных сил. Но капли, сформированные таким образом, могут составить кольцо спутников и будут лететь закономерно, сами по себе, если не будут слишком велики или слишком многочисленны для того, чтобы Сатурн мог ими управлять.
Я нашел условие для максимального числа спутников, которые Сатурн мог бы удержать в форме кольца, для определения того, как много может вращаться вокруг него спутников и как много должно быть сформировано ими коалиций друг с другом.
Сейчас я вожусь с двумя кольцами спутников, вращающихся с различными скоростями и оказывающих возмущение одно на другое...»
Работа над Сатурном не окончена и в декабре. Из письма к Льюису Кемпбеллу, только что получившему ранг священника и ставшему «его преподобием».
«Проф. Джеймс Клерк Максвелл – Его преподобию Льюису Кемпбеллу
Юнион-стрит, 129, Абердин
22 декабря 1857
...Я все еще в Сатурновых кольцах. Сейчас два кольца спутников возмущающе действуют одно на другое. Я придумал машину, которая иллюстрирует движение спутников в возмущенном кольце, и Рамадж уже делает ее в назидание чувствительным поклонникам моделей...»
Зима была суровой, а уже в феврале погода установилась мягкая, по-летнему теплая и солнечная. Когда случалось время, Максвелл гулял вдоль берега моря, среди черных скал Кинкардиншира. Здесь он нашел для себя уютное местечко, совершенно уединенное, с изуродованной морским ветром сосной, на ветках которой можно было хорошо поразмяться. А потом искупаться, спасибо необычно теплому февралю! А потом полежать на теплом песке, глядя на кружевные буруны волн.
Иногда он задерживался здесь до темноты и дожидался того момента, когда в небе загорались первые огоньки. Вот Марс и Меркурий... А вот и Сатурн, к которому устремлены сейчас его мысли... Максвелл чувствовал нежность и теплоту к этой удивительной безразличной планете, летящей где-то в мертвящем холоде пустоты за миллионы километров. Он был сейчас единственным человеком на Земле, который постиг ее тайну, разгадал ее силой математики.
Максвеллу было приятно здесь, на морском берегу, но почему так сладко тревожит его необычность этой теплой весны? Почему таким странным кажется ему расположение планет – никогда не видел он, чтобы Юпитер и Венера так приближались друг к другу? Нет ли тайного смысла в смешных предсказаниях чудаков астрологов?
Таинственно мерцало звездное небо над головой молодого профессора.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
Напрасно он вытаскивал для них из своих запасников свои самые «лакомые» задачки, «пропы». Его неизмеримо более тренированное воображение и острота ума выхватывали его из аудитории, и он несся уже где-то высоко и далеко, легкий и свободный, преодолевая одну грозу за другой, в то время как студенты, переглядываясь, видели лишь заикающегося, косноязычного, путающегося и близорукого лектора. Волны его идей рождали неизбежную интерференцию, и там, где гений видел их взаимодействие, неискушенный взгляд улавливал лишь темную полосу, отсутствие всякого света.
Но ужасней всего было, если он вдруг во время лекции начинал понимать свою отрешенность от аудитории – тогда он начинал смущаться, говорить парадоксами, делать хаотические путаные заявления, перемежающиеся блестками юмора, который не каждый мог оценить.
Студенты любили его, а он предпочел бы, чтобы они любили физику. Но добиться этого в Абердине ему так и не было суждено.
СТАТЬЯ «О ФАРАДЕЕВСКИХ ЛИНИЯХ СИЛЫ» (1855-1856)
И вот, наконец, после долгого плутания по редакциям и рецензентам появилась в 1857 году в «Трудах Кембриджского философского общества», в десятом томе за 1856 год, первая статья Джеймса Клерка Максвелла по электричеству, пятьдесят шесть страниц математики. Называлась она, разумеется, «О фарадеевских линиях силы» и была развитием доклада, который Джеймс сделал в декабре позапрошлого года перед Философским обществом в Кембридже.
По настроению эта статья, если у научной статьи может быть настроение, резко отличается от прежних. В ней ощутима сильная, отчетливая философская струя. Стремление объяснить, «как это делается?», перерастает уже частные формы. Как устроен мир? Из чего он состоит? Пуста ли пустота? Почему происходят притяжение и отталкивание?
«Фарадеевские линии» – это не просто интересная работа одаренного ученого, работающего над важной проблемой электричества и магнетизма. «Фарадеевские линии» – это работа крупного ученого-философа, знающего, что от решения проблемы зависят судьбы не только физики.
В этой первой работе по электричеству – уже вся его программа. Программа его исследований по электричеству на всю жизнь. Программа глубоко продуманная. Многие удивлялись потом, как у него, двадцатичетырехлетнего, могли в столь зрелом и законченном виде появиться такие глубокие идеи.
Реакция Вильяма Томсона и Стокса была сдержанной – видимо, они были заняты своими делами. Проявил интерес к статье Питер – да и тот занялся сейчас гамильтоновыми «кватернионами», бесконечно далекими, казалось тогда, от электричества.
Другие – те, кому Джеймс был известен лишь своими исследованиями по фотоупругости и оптике, пожимали плечами. Этот Максвелл так блестяще владеет математикой, так хорошо знаком с теориями, основанными на дальнодействии, – знай себе работай да выводи полезные формулы. А он все оригинальничает. Видимо, хочет понравиться бывшему переплетчику и лаборанту Фарадею! Списали все на его странности. И про статью забыли. Простили ему эту выходку.
Снова он стал для всех блестящим, тонко чувствующим молодым физиком. Метод фотоупругости. Эксперименты по цвету. Блестящее владение ньютоновскими методами. Прошло подозрение. Максвелл был своим. А то была шалость и баловство. Чего не бывает у молодых?
А Максвеллу не привыкать было к тому, что его считали странным и чудаком. Он давно уже не обижался на это. Еще со школьных времен. Еще с тех пор, когда его звали Дуралеем.
Не надеялся, вероятно, молодой абердинский профессор Клерк Максвелл, рассылая в марте 1857 года свою только что вышедшую статью «О фарадеевских силовых линиях» по списку всем крупным британским физикам, что получит ответ и даже ответную статью от самого Фарадея.
И тем не менее это было так.
В конце марта 1857 года Джеймс, волнуясь, распечатал письмо с гербом Королевского института:
«Профессор М.Фарадей – профессору Д.К.Максвеллу.
Альбермарл-стрит, 25 марта 1857
Мой дорогой сэр, я получил Вашу статью и очень благодарен Вам за нее. Не хочу сказать, что благодарю Вас за то, что Вами сказано относительно «силовых линий», поскольку я знаю, что Вы сделали это в интересах философской правды; но Вы должны также предполагать, что эта работа не только приятна мне, но и дает мне стимул к дальнейшим размышлениям. Я поначалу испугался, увидев, какая мощная сила математики приложена к предмету, а затем удивился тому, насколько хорошо предмет ее выдержал...
Всегда истинно Ваш
М.Фарадей».
К письму была приложена статья Фарадея – и в ней, как и в письме, увидел Джеймс колебания великого, неуверенность мэтра и корифея в том, что мир, созданный им, верен, ибо понятие силовых линий, как казалось ему, было не общим для природы. Тяготение, например, как будто бы не укладывалось в рамки силовых пиний и, казалось, упрекало их автора в недостаточной предусмотрительности, приводя всегда к притяжению тел, в то время как силовые линии объясняли два эффекта – притяжение и отталкивание.
И в письме и в статье было много такого, о чем стоило подумать: и оброненная как будто вскользь фраза о «времени установления электротонического состояния», которое, «возможно, так же мало, как время прохождения света», и мысли о связи электрического и магнитного притяжения с притяжением гравитации.
Письмо Фарадея стало столь большим событием в спокойной жизни Максвелла, что вытеснило из обихода все другие, и даже через месяц казалось, что это произошло вчера. Он и не заметил, что к тому моменту, как он решился написать ответ, прошло полгода.
«Профессор Джеймс Клерк Максвелл – профессору Майклу Фарадею
129 Юнион-стрит
Абердин, 9 ноября 1857
Дорогой сэр... Этой весной Вы были настолько добры, что выслали мне копию последней статьи и спрашивали, что я о ней думаю...
Сейчас, насколько мне известно, Вы являетесь первым человеком, у которого возникла идея о том, что тела действуют друг на друга на расстоянии посредством обращения окружающей среды в состояние напряжения, идея, в которую действительно следует поверить. У нас были когда-то потоки крючочков, летающих вокруг магнитов, и даже картинки, на которых изображены окруженные ими магниты; но нет ничего более ясного, чем Ваше описание всех источников силы, поддерживающих состояние энергии во всем, что их окружает, состояние, усилением или ослаблением которого можно измерить проделанную в системе работу. Мне кажется, что Вы ясно видите, как силовые линии огибают препятствия, гонят всплески напряжения в проводниках, сворачивают вдоль определенных направлений в кристаллах и несут с собой везде все то же самое количество способности к притяжению, распределенной более разреженно или густо в зависимости от того, расширяются эти линии или сжимаются...
...Но когда мы встречаемся лицом к лицу с вопросом о гравитации: требует ли она времени? Полярна ли она чему-нибудь «за вселенной» или чему-нибудь еще? Имеет ли она какое-нибудь отношение к электричеству? Или она покоится на самых глубинных фундаментах материи, массы или инерции? – тогда мы ощущаем необходимость экспериментов – будут ли объектами их кометы или туманности, или лабораторные образцы, или даже дерзкие вызовы по отношению к истинности общепринятых мнений.
Я только попытался сейчас показать Вам, почему я не считаю гравитацию опасным объектом в смысле применения Ваших методов. Вполне возможно и на нее пролить свет, воплощая те же идеи, которые математически выражаются функциями Лапласа и сэра В.Р.Гамильтона в планетарной теории...
Искренне Ваш
Джеймс Клерк Максвелл».
Фарадей тут же ответил Максвеллу теплым письмом, в котором нетрудно почувствовать благодарность не балуемого пониманием стареющего человека, мудреца, нашедшего на склоне лет родственную душу, сток душевных и научных излияний.
«Профессор Фарадей – проф. Максвеллу
Альбермарл-стрит
Лондон, 13 ноября 1857
...Ваше письмо для меня – это первый обмен мнениями о проблеме с человеком Вашего образа мышления. Оно очень полезно для меня, и я буду снова и снова перечитывать его и размышлять над ним...
Есть одна вещь, о которой я хотел бы Вас спросить. Когда математик, занятый исследованием физических действий и их результатов, приходит к своим заключениям, не могут ли они быть выражены общепонятным языком так же полно, ясно и определенно, как и посредством математических формул?
Я думаю, что это так и должно быть, потому что я всегда обнаруживал, что Вы могли донести до меня абсолютно ясную идею Ваших выводов, которые даже без понимания шагов Вашего математического процесса дают мне результаты не выше и не ниже правды, причем настолько ясные в своей основе, что я могу над ними думать и с ними работать».
НОВОЕ УВЛЕЧЕНИЕ – САТУРН
Когда Джеймс приступил к занятиям в Абердине, у него в голове уже созрел новый «проп», новая задачка, которую пока никто не мог решить, новое явление, которое подлежало объяснению. Это были Сатурновы кольца. Определить их физическую природу, определить за миллионы километров, без каких бы то ни было приборов, пользуясь только бумагой и пером, – это была задача, созданная как будто специально для него. Вот где будут использованы, наконец, и опробованы теории вращения, проверявшиеся на динамическом волчке! Вот куда приводила его теперь странная и, казалось, незакономерная цепочка, начавшаяся «дьяволом на двух палочках»! К самому Сатурну!
С той июльской теплой ночи 1610 года, когда Галилей впервые направил свою трубу на Сатурн, многие любовались через телескоп этим чудом вселенной. Сатурн был действительно самым удивительным объектом на небе.
У планеты были уши! Два отростка непонятного происхождения вырастали с боков планеты, причем эти отростки жили, дышали, изменялись по величине – и не было объяснения такому странному явлению. Может быть, это два больших спутника Сатурна? И иногда эти живые отростки Сатурна исчезали – и не было ли это подтверждением мифа о жестокости коварного старика – Времени?
Гюйгенс, пользуясь более совершенным инструментом, утверждал в 1659 году, что Сатурн окружен кольцом, напоминающим нимб серафимов, – и долго не смолкали восторженные клики служителей боговых, видевших в этом если не прямое подтверждение желанного, то полунамек, достаточно откровенный!
Затем выяснилось, что одним кольцом дело не ограничивается.
– Не кольцо, а два, одно внутри другого! – это Кассини в 1675 году.
В 1850 году внутри светлого внутреннего кольца обнаружена темная полоска, и эта темная полоска оказалась прозрачной – через нее можно было видеть поверхность планеты.
Сравнением своих наблюдений с наблюдениями Гюйгенса и Гершеля петербургский астроном Струве заключил, что конфигурация колец изменчива, а ширина их возрастает с удалением от планеты.
Вот что было известно в условии конкурса на соискание премии Адамса. Требовалось определить: из чего состоят кольца Сатурна? Твердые они, жидкие или газообразные? Гершель поддерживал гипотезу сплошного твердого кольца, Лаплас доказывал, что кольца – твердые, но очень узкие. А безвестный Томас Райт из Дурхама, не приводя доказательств, когда-то утверждал, что кольцо Сатурна состоит из множества спутников, не связанных между собой.
Такая проблема не могла не увлечь Джеймса. Он работал с самого начала быстро и уверенно. Быстро был готов первый вариант – изящное эссе.
«Когда мы действительно видим, что гигантская арка вертится над экватором планеты без какой-либо видимой с ней связи, наш мозг не может оставаться в бездействии. Мы не можем просто принять, что это так и есть, и описать этот факт как один из фактов, наблюдаемых в природе, не предполагающий и не требующий объяснения. Мы или должны объяснить ее движение на принципах механики, или принять, что в условиях Сатурна может существовать движение, регулируемое законами, которые мы не в состоянии объяснить».
За каждым словом этой фразы – убежденность в конечной познаваемости мира, в том, что не существует в нашей вселенной предметов и явлений, недоступных для человеческого понимания. Нет, не в страхе божьем лежало у Джеймса Клерка Максвелла начало мудрости!
Начало работы над кольцами Сатурна относится к гленлейрскому, предабердинскому лету. Первое упоминание об этой работе в письме к другу – Р.Б.Литчфильду:
«Джеймс Клерк. Максвелл – Р.В.Литчфильду
Гленлейр, 4 июля 1856
...Я посвящаю часть своего времени кольцам Сатурна, которые оказались крепким орешком, но довольно занятным, особенно в случае движения жидкого кольца».
Через год работа с Сатурном еще не окончена.
«Джеймс Клерк Максвелл – Льюису Кемпбеллу
Гленлейр, 7 августа 1857
...Мне посчастливилось обнаружить, что в моих сатурновских лабиринтах есть ошибка, но я еще не знаю, где она...»
«Джеймс Клерк Максвелл – Льюису Кемпбеллу, эскв.
Гленлейр, 28 августа 1857
Я веду осаду Сатурна, то и дело атакуя его. Мне удалось пробить несколько брешей в твердом кольце, а сейчас я плюхнулся в жидкое кольцо и нахожусь в окружении поистине удивительных символов. Когда я вынырну, я окажусь в кольце из тумана, из некой сумрачной среды, которая несколько напоминает состояние воздуха, скажем, во время осады Севастополя. Лес пушек, занимающих площадь 100 миль в одну сторону и 30000 миль – в другую, непрерывно изрыгает картечь, которая уже никогда не остановится и вращается по кругу радиусом 170000 миль...»
«Джеймс Клерк Максвелл – Г.Г.Друпу, эскв.
Юнион-стрит, 129
Абердин, 26 ноября 1857
Помимо моей регулярной работы, я очень занят Сатурном. Он полностью перекроен и перешит, но у меня еще с ним много возни, поскольку я стараюсь искупить грехи математиков и сделать проблему доступной для понимания...»
Несколькими днями раньше в письме Питеру Тэту, профессору.
«Абердин, 21 ноября 1857
Я все еще корплю над кольцами Сатурна. Я показал, что любое твердое кольцо должно быть ужасно изуродовано, если оно будет вращаться целиком, и отбросил такой вариант.
Жидкое кольцо должно или разлететься за счет неравенства центробежных сил, или рассыпаться на капли за счет продольных сил. Но капли, сформированные таким образом, могут составить кольцо спутников и будут лететь закономерно, сами по себе, если не будут слишком велики или слишком многочисленны для того, чтобы Сатурн мог ими управлять.
Я нашел условие для максимального числа спутников, которые Сатурн мог бы удержать в форме кольца, для определения того, как много может вращаться вокруг него спутников и как много должно быть сформировано ими коалиций друг с другом.
Сейчас я вожусь с двумя кольцами спутников, вращающихся с различными скоростями и оказывающих возмущение одно на другое...»
Работа над Сатурном не окончена и в декабре. Из письма к Льюису Кемпбеллу, только что получившему ранг священника и ставшему «его преподобием».
«Проф. Джеймс Клерк Максвелл – Его преподобию Льюису Кемпбеллу
Юнион-стрит, 129, Абердин
22 декабря 1857
...Я все еще в Сатурновых кольцах. Сейчас два кольца спутников возмущающе действуют одно на другое. Я придумал машину, которая иллюстрирует движение спутников в возмущенном кольце, и Рамадж уже делает ее в назидание чувствительным поклонникам моделей...»
Зима была суровой, а уже в феврале погода установилась мягкая, по-летнему теплая и солнечная. Когда случалось время, Максвелл гулял вдоль берега моря, среди черных скал Кинкардиншира. Здесь он нашел для себя уютное местечко, совершенно уединенное, с изуродованной морским ветром сосной, на ветках которой можно было хорошо поразмяться. А потом искупаться, спасибо необычно теплому февралю! А потом полежать на теплом песке, глядя на кружевные буруны волн.
Иногда он задерживался здесь до темноты и дожидался того момента, когда в небе загорались первые огоньки. Вот Марс и Меркурий... А вот и Сатурн, к которому устремлены сейчас его мысли... Максвелл чувствовал нежность и теплоту к этой удивительной безразличной планете, летящей где-то в мертвящем холоде пустоты за миллионы километров. Он был сейчас единственным человеком на Земле, который постиг ее тайну, разгадал ее силой математики.
Максвеллу было приятно здесь, на морском берегу, но почему так сладко тревожит его необычность этой теплой весны? Почему таким странным кажется ему расположение планет – никогда не видел он, чтобы Юпитер и Венера так приближались друг к другу? Нет ли тайного смысла в смешных предсказаниях чудаков астрологов?
Таинственно мерцало звездное небо над головой молодого профессора.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38