ЧАСТЬ ВТОРАЯ В преддверии XX века 1895–1898
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
В преддверии XX века
1895–1898
Научные революции не знают восстаний. О них не возвещают праведные выстрелы. Профессора не прерывают лекций на полуслове. Студенты не бросаются на улицу. Министры не бегут из своих резиденций. На биржах не водворяется паника. Влюбленные не отменяют свиданий. Заведенным чередом продолжается жизнь. И кажется: все тот же век на дворе. И только где-то в тишине лабораторий становится слышен скрип колеса истории, скачком ускорившего свое вращение. И пока только там догадываются: «Нет, наступают новые времена!»
1
Так пришел тот осенний денек 1895 года, когда молодой человек с нездешним загаром одиноко шагал вдоль набережных Темзы, неся в саквояже свою лампу Аладдина — нечто существующее в единственном экземпляре и никому здесь не ведомое.
По Лондону той поры голсуорсовские Форсайты разъезжали еще в каретах с фонарями и в двухколесных хенсом-кебах с живописным кучером сзади. А менее преуспевающие подданные «маленькой дамы в сером» покачивались на скамьях громоздких омнибусов, запряженных ломовиками. Кстати, об этих лондонских омнибусах есть несколько полезных нам строк у Андре Моруа в его биографии Александра Флеминга. Молчаливый мальчик из шотландского захолустья впервые попал в столицу империи в том же 1895 году… «Алек и Роберт Флеминги забирались на империал и постигали язык незнакомого города, слушая ругань, которой кучера обменивались между собой и осыпали прохожих». В этой детали проглядывает эпоха: тут чувствуется дух Уэлера-старшего из «Пикквикского клуба». Еще жива была диккенсовская Англия!
Вчерашний день еще не стал воспоминанием. На вечерних улицах Лондона зажигались газовые светильники. Из окон падали на старые тротуары желтые отсветы керосиновых ламп. Паровая подземка уже сотрясала дома вдоль громыхающей трассы первозданного лондонского метрополитена. Но на Темзе, у бесконечных причалов, еще сплошной чередой вырисовывались в классическом тумане бередящие душу очертания парусников былых времен — торговой и военной готики Великобритании, владычицы морей, молящейся не богу, а силе.
Постигать язык незнакомого города бакалавру наук Резерфорду помогали не кучера столичных омнибусов. И не аптекарь, удивлявшийся, откуда у этого заморского атлета такая отчаянная невралгия головы да еще воспаление горла. И не слуга в маленькой гостинице, по первому зову спешивший в номер бедняги новозеландца. «Это у вас от перемены климата, сударь…»
Его переполняло ощущение других перемен. Ему не сиделось в номере. Ему не сиделось в Лондоне.
Едва переступив порог гостиницы и чувствуя еще, что пол ходит под ним, как палуба корабля, он пустился в расспросы о поездах на Кембридж и обрадовался, узнав, что туда ежедневно отправляются экспрессы. Не переодевшись с дороги, присел в номере к столу и написал короткое послание главе Кавендишевской лаборатории. Он уведомлял профессора Дж. Дж. Томсона, что стипендиат 1851 года от Новой Зеландии Эрнст Резерфорд прибыл в Англию и намерен работать именно в Кавендише. Вот его верительные грамоты — опубликованный текст университетской диссертации. Какие шаги надлежит ему предпринять?.. С невесть откуда взявшейся опытностью путешествующего бизнесмена он попросил слугу тотчас отправиться на почту. Но вернувшись, слуга уже не застал новозеландца в номере.
В этом лихорадочном ритме, лишенном разумных оснований, пролетел весь первый лондонский день Резерфорда. Так продолжалось бы и в последующие дни, наполненные ожиданием ответа из Кембриджа, если бы его не ударила невралгия. Она нанесла ему удар глубокой ночью. Осенняя заря застала его у окна, измученного бессонницей. Его снова потянуло на улицу. Но надо было хоть как-нибудь утишить боль, прежде чем выйти в город.
Он пускался бродить по Лондону всякий раз, как невралгия чуть затихала. Бродил наедине с собой, постигая язык немой окаменевшей истории и бессвязный гул несущейся мимо жизни. Его будоражил масштаб окружающего. С этим масштабом соразмерял он свое будущее. И не без удивления замечал, что в общем-то чувствует себя на лондонских улицах довольно уверенно.
Только однажды ощутил он нечто иное. В тот день он вышел из гостиницы скверно настроенный: слуга сказал, что как раз сегодня ответ из Кембриджа уже мог бы прийти, между тем письма на его имя не было. После полудня он зашел в какую-то таверну и громким своим, негнущимся голосом спросил кофе и сандвичей. За соседним столиком сидели двое. Он не прислушивался к их разговору. Но вдруг до него донеслось насмешливое: «Киви?» — «Киви, киви!» — подтвердил другой. Он быстро повернулся в их сторону, но они приняли безучастный вид.
На улице он повторял про себя: «Киви, киви». Милая новозеландская птица, большая, но не летающая. Всем известно, что нелетающая… Он на минуту пожалел, что ушел из таверны: может, то были соотечественники, узнавшие в нем новозеландца по произношению?! Нет, соотечественники не отпустили бы его без расспросов. Эти просто хотели показать ему, что он тут чужой.
От болезни ли, от одиночества или от слишком нетерпеливого ожидания ответа из Кембриджа вдруг в его ровно бьющемся сердце ожила робость — та внезапная неуверенность в себе, приступы которой уже так давно его не посещали. Точно Лондон вызвал его на экзамен, а он об этом забыл. И дабы не позволить громаде великого города испытать на нем свою недобрую власть, он повернул назад, к гостинице. Ни с кем не заговаривая, заперся в номере и не открывал слуге до тех пор, пока тот не догадался крикнуть:
— Вам письмо, сударь! Из Кембриджа!
Проф. Дж. Дж. Томсон
6 Скруп-Террас
Кембридж
24 сентября 1895
…Я буду очень рад, если вы начнете работать в Кавендишевской лаборатории, и окажу вам любую помощь, какую смогу… У нас учреждена теперь ученая степень за научные искания, и тот, кто проработает в лаборатории два года и сделает оригинальное исследование, которое получит одобрение экзаменаторов, будет этой степени удостоен… Если бы вы смогли выкроить время и приехать в Кембридж на пару часов, я был бы рад обсудить с вами все эти вопросы: столь многое зависит от требований и намерений ученого, что личная беседа может дать гораздо больше, чем даже длительная переписка… Я чрезвычайно обязан вам за вашу статью и питаю надежду, что скоро буду иметь счастливую возможность ее изучить…
«Если бы вы смогли выкроить время»! Боль, стянувшая левую половину лица, помешала Резерфорду рассмеяться. Господи, как превратно нам рисуются на расстоянии чужие дела, чужое умонастроение, чужая озабоченность!
Профессор предлагал на выбор удобные для свидания дни. И вдобавок еще предупреждал, что если эти дни не совсем подходят его коллеге, то он готов обсудить другие возможности… Словом, Томсон писал так, точно рассматривал его как совершенно равноправную Высокую Договаривающуюся Сторону…
Брошенное раскрытым на стареньком столе, это томсоновское письмо стало единственным светлым пятном в пропахшей лекарствами полутьме его лондонского пристанища. Не считать же наволочек, полотенец, повязок, потемневших от серных мазей…
Он долго вышагивал в номере предстоящую беседу: сочинял за Томсона вопросы и давал на них прекрасные ответы. И все возвращался к фразе кавендишевского профессора о «требованиях и намерениях ученого», от которых «столь многое зависит».
Намерения? Они были очевидны.
А требования? Он не знал, что ответить. Господи, какие у него могут быть требования! Но раз уж он Высокая Сторона, то должен сформулировать какие-то требования. «Никаких экзаменов!» — скажет он старику Томсону. И он все-таки попробовал рассмеяться.
…Могло ли прийти ему в голову, что через четверть века он и старик Дж. Дж. в самом деле предстанут друг перед другом как Высокие Договаривающиеся Стороны и в психологической атмосфере, вовсе уже не столь простой, будут заключать между собой письменное соглашение, дабы ясно очертить взаимные требования и точно разграничить сферы влияния в Кавендише! Но для этого должна была пройти четверть века. А тогда, в 1895 году, старик приручил его еще до первого рукопожатия.
Резерфорд подумал, что везет ему на добрых людей… И не надо будет предъявлять письма Биккертона! Все устраивалось само собой и как нельзя лучше. Возбужденье прогнало невралгию. Он чувствовал, что она еще не отступилась совсем. Но черт с ней — ждать и беречься было выше его сил! Всю ночь и утро он рос в собственных глазах. «Я чрезвычайно обязан вам за вашу статью…» — повторял он без конца.
Экспресс перенес его в Кембридж за час с четвертью. У вокзала он тотчас вскочил в кеб, Повелительно бросил кучеру: «Кавендиш!» Тот повиновался не переспрашивая. Молодой пассажир был самоуверен и нетерпелив, а в осеннем Кембридже стояла пора little-go — вступительных экзаменов для новичков и возле любого из семнадцати тогдашних кембриджских колледжей можно было встретить шумных юнцов. Кебмен доставил пассажира на Кавендиш-авеню, где никакой Кавендишевской лаборатории не было. И уехал восвояси, не зная, что нечаянно наказал молодого чужестранца за излишнюю самонадеянность.
Впрочем, Резерфорду, вероятно, не стоило досадовать на эту ошибку. К лаборатории он должен был теперь добираться пешком, и необходимость спрашивать дорогу умерила его довольство собой. Он появился перед Томсоном таким, каким был в действительности: естественным, свободным от юношеской восторженности, которая в отношениях младшего со старшим так легко превращается в искательность.
И он покорил своего будущего шефа сразу — с первой минуты. Впоследствии Томсон любил повторять, что оценил Резерфорда тотчас, едва тот появился в Кембридже. И это была правда.
Может быть, хорошо, что Томсон не успел заранее изучить его диссертацию. Короткий разговор о регламенте кембриджской жизни и правах молодого стипендиата сменился долгой беседой двух исследователей. И старший со все возрастающим интересом следил за рассказом младшего, разворачивая в своем живом воображении картину не знающей преград беспроволочной связи на любых расстояниях. Это поразит не только ученый мир!.. Старшему приходилось самому строить воздушные замки, потому что младший говорил лишь о сделанном — о неоспоримых результатах. Впрочем, это нравилось Томсону. Это был признак дельности новозеландца.
Но еще больше Томсону нравилось другое: юноша не спрашивал, чем бы ему посоветовал заниматься профессор. Этот Резерфорд не сомневался в своем праве продолжать в стенах Кавендиша начатое в Крайстчерче. Он не собирался становиться подмастерьем у мастера. Сам переполненный идеями и планами, кавендишевский профессор высоко ценил в учениках именно эту самостоятельность научных устремлений. Резерфорд не догадывался, что таким образом молчаливо сформулировал свое главное требование к шефу: «Позвольте мне делать в науке то, что я хочу!» И уж того менее догадывался он, что это-то требование и хотел услышать от него «старик Дж Дж.».
Англичанину понравилось в рассказе новозеландца и то, что простота его физической идеи выступала явственно, и то, что о своих экспериментальных находках говорил он не без торжества. Равно блестящий теоретик и экспериментатор, один из последних универсалов этого рода, Томсон сам знавал радость лабораторного изобретательства. Правда, по многочисленным свидетельствам, руки у него были отнюдь не золотые, и он во всем полагался на своего верного ассистента. Но руками ассистента руководила его, томсоновская, мысль. И он понимал: если молодой физик с видимым удовольствием подчеркивает, как ловко ему удалось обмануть природу, значит он годится для тонкого исследовательского ремесла.
Понравился англичанину и склад характера новозеландца — по крайней мере по первому впечатлению: смотрит прямо в глаза, ценит смешное, серьезен без педантизма, откровенен и доверчив.
«С ним будет легко работать…» — думал Томсон.
Они разговаривали в кабинете-лаборатории шефа на первом этаже Кавендиша. За трехстворчатым окном мирно поблескивала полированной брусчаткой тихая улочка, освещенная сентябрьским солнцем. Она источала старинный покой. Только раз процокала по ней медлительная карета. Как-то коротко процокала и затихла. И Резерфорд понял, что по этой улочке, наверное, даже нет сквозного проезда. Покойно было и по эту сторону окна — в кабинете. Тут было бы даже слишком покойно, если бы постоянно не открывалась и не закрывалась дверь.
Входил и выходил сравнительно молодой еще человек в старом латаном пиджаке. Он то приносил, то уносил стеклянные и металлические детали для какой-то экспериментальной установки. Проходя мимо Резерфорда, каждый раз взглядывал на него молчаливо и внимательно. Томсон следил за его движениями, и беседа каждый раз прерывалась.
— Эверетт, старина, вы не могли бы принести все сразу?
— Нет, сэр Джозеф, не мог бы.
— Не называйте меня сэром Джозефом, Эбенизер. Вы можете ввести в заблуждение нашего молодого друга…
— Хорошо, сэр Джозеф.
Резерфорд рассмеялся.
— Лучший ассистент в Кембридже и лучший стеклодув в Англии! — сказал Томсон, когда Эверетт снова вышел.
«Здесь будет хорошо работать…» — подумал Резерфорд.
Они проговорили до ленча — второго завтрака. Томсон встал. Но ему не хотелось расставаться с новым знакомцем. Да, кроме того, надо было, конечно, представить юношу жене: без ее помощи новозеландцу вообще не устроиться как следует в Кембридже.
Едва они вышли на улицу из-под готической арки ворот Кавендиша, как тотчас оборвался разговор о делах. Резерфорд почувствовал за этим негласное правило. Общее ли для Кембриджа или только томсоновское, этого он решить не мог. Они молча шагали к дому на Скруп-Террас. Бакалавра немножко стесняло, что он заметно выше профессора. «Черт возьми, но отчего же я решил, будто он старик? — думал Резерфорд. — Да ему, наверное, нет еще и сорока! Не аберрация ли это из-за Вильяма Томсона — лорда Кельвина? Тот действительно чуть ли не ровесник самой королевы…» И вдруг он понял, почему никогда не видел в Новой Зеландии портретов Дж. Дж. и не встречал там его биографий: рано еще! Слишком молод и чего-то решающе-главного в своей жизни, очевидно, сделать еще не успел.
Неожиданно Томсон спросил:
— Вы в лаун-теннис играете?
— Слабо, — сказал Резерфорд.
— А в футбол?
— Лучше, — сказал Резерфорд.
— А в гольф?
— Не играю.
— А в ракетс?
— Нет.
— А в собаку и зайца?
— Тоже нет…
Томсон приостановился:
— Позвольте, как же вы живете там, в своих Антиподах?
— О, об этом я мог бы кое-что порассказать! — сказал Резерфорд. И ему мгновенно вспомнились походы с ружьем в окрестностях Пунгареху, охота на фазанов, ловля форели, туземные лодки в узких заливах Тавай-Пунаму…
— А вы боулс кидать умеете? — спросил Резерфорд.
— Не знаю. Может быть, умею, — ответил Томсон.
Через несколько дней Резерфорд писал Мэри:
3 окт. 1895…Я был в лаборатории и виделся с Томсоном, и мы вели долгий хороший разговор. Он очень приятен в беседе и вообще вовсе не представляет собою старомодное ископаемое. Что касается внешности, он среднего роста, темноволос и очень моложав. Весьма скверно побрит и носит довольно длинные волосы. У него худощавое продолговатое лицо, выразительная голова, от носа спускаются вниз две глубокие вертикальные складки… Он пригласил меня на ленч к себе на Скруп-Террас, где я увидел его жену — высокую шатенку с болезненным лицом, но очень приветливую и словоохотливую… Мне чрезвычайно понравились они оба — и м-р и м-сис. Она пыталась сделать все возможное, чтобы я чувствовал себя как дома, а он готов был говорить обо всем на свете, только не о делах… По возвращении в Лондон я заплатил за свое путешествие чудовищным приступом невралгии, и в течение последующих трех дней мне было крайне скверно… В понедельник стало лучше, я пошел к доктору, получил у него какой-то рецепт и, то ли благодаря природе, то ли благодаря медицине, во вторник почувствовал себя настолько хорошо, что поехал в Кембридж со всеми моими пожитками…
На этот раз он не спешил. Купил на вокзале среди прочего «Кембриджское обозрение» с подзаголовком «Журнал университетской жизни и мысли». Дважды повторил кебмену адрес вдовы-домохозяйки, у которой предстояло ему поселиться по рекомендации миссис Томсон. И, покачиваясь на неровностях старой брусчатки, покатил в свое будущее.
Еще в кебе он раскрыл книжицу «Кембриджский новичок». Нечаянно наткнулся на серьезнейшую заметку об «Обществе бараньей котлеты». Сначала решил, что это шуточная информация, но потом уразумел, что вовсе не шуточная. И даже понял, что не бывать ему, фермерскому сыну и новозеландцу, членом этого достойного общества, ибо его учредители и рядовые пожиратели бараньих котлет — молодые люди из старинных фамилий — не пускают в свой тесный круг первых встречных. Зато теперь-то уж не оставалось никаких сомнений, что он действительно в Англии — в старой доброй Англии — в самом средоточии ее упрямо деспотических традиций.
Так начался первый кавендишевский период жизни и деятельности Эрнста Резерфорда — трехлетняя «кембриджская интерлюдия», как назвал эти годы один из его биографов.
2
Кавендишевская лаборатория была в ту пору едва ли не самым молодым научным учреждением Кембриджа. Год основания — 1869-й. Год формального открытия — 1874-й. Взяв среднее от этих дат, Резерфорд мог назвать ее своей ровесницей. А Кембридж привык отсчитывать время даже не десятилетиями. Веками!
…Тысячелетие великого пожара, когда древний Грентебридж был впервые сожжен датчанами.
…Шестисотлетний клуб колледжа Святого Петра — старейшего из кембриджских колледжей.
…Трехвековой юбилей первого футбольного матча между Тринити-колледжем и колледжем Святого Иоанна.
…Двести лет со дня вступления Ньютона на университетскую кафедру по математическим дисциплинам.
…Столетие самого молодого из колледжей.
И на этом мафусаиловом фоне — младенческий возраст лаборатории Кавендиша! Но Англия не была бы Англией, если бы история и традиции не нашли себе и здесь надежного пристанища. Многозначительно было уже само название молодой физической лаборатории. Оно имело двойное происхождение.
Канцлерами Кембриджского университета всегда бывали влиятельные лица с громкими именами. Они не руководили университетом. Они ему покровительствовали. Корпорация самоуправляющаяся и внешне независимая от государства, университет существовал только на собственные доходы и пожертвования меценатов.
Та кафедра, которую в последней трети XVII века прославил Ньютон, носит и сегодня название лукасианской. Ныне ее славу приумножает знаменитый Поль Дирак — один из создателей антиньютоновской квантовой механики микромира. И весьма вероятно, что лукасианский профессор Дирак получает свой оклад из того же фонда, из какого получал свои фунты и шиллинги лукасианский профессор Ньютон. Кафедра была основана три века назад на капитал, пожертвованный университету неким Генри Лукасом.
У Кавендишевской лаборатории была похожая биография.
Для истории науки в конце концов совершенно безразлично, по каким мотивам в 1869 году тогдашний канцлер университета седьмой герцог Девонширский решил помочь процветанию физических исследований в Кембридже. Существенно, что в этом ощущалась острая нужда.
Хотя немало великих физических открытий было сделано в Кембридже еще во времена Ньютона, но до 1869 года никто ничего не предпринимал, чтобы в университете появились физическая лаборатория и профессура по экспериментальной физике. Ньютон и Стоке проводили свои опыты в собственных апартаментах, со своими собственными приборами и на свои собственные средства.
Так писал впоследствии Дж. Дж. Томсон. Важно, что седьмой герцог Девонширский не только благословил создание новой лаборатории и кафедры по физике, но дал нужные для дела деньги. А родовое имя герцогов Девонширских было — Кавендиш.
Однако столь же верно, что новая лаборатория и новая кафедра получили название кавендишевских в честь Генри Кавендиша (1731–1810) — замечательного ученого и человека странных обыкновений. Обе версии, казалось бы, несовместимые, очень просто сливаются в одну: Генри Кавендиш принадлежал к тому же старинному роду, что и канцлер Кембриджского университета.
Второй сын герцога Чарльза Девонширского, Генри, не обладал наследственными правами на богатства отца. Он мог наследовать только отцовские склонности. Среди них было пристрастье к научным занятиям. Свободный от соблазнов будущей карьеры, замкнутый и робкий мальчик с очень раннего возраста весь отдался этим занятиям: физика и химия стали его пожизненной страстью. А так как природа наделила его несомненной гениальностью, он единственный сумел принести старому роду Кавендишей безотносительную славу. И конечно, память о нем сыграла свою роль в великодушном решении седьмого герцога Девоншира.
Память о Генри Кавендише то скрыто, то явно играла вдохновляющую роль и в жизни новой лаборатории.
Началось это с Максвелла.
После того как Вильям Томсон и Герман Гельмгольц — два крупнейших европейских авторитета в физике той поры — не смогли принять предложение переехать в Кембридж, на пост директора создаваемой лаборатории был приглашен сорокалетний, но уже достаточно знаменитый автор «непонятной» теории электромагнитного поля. Максвелл стал первым кавендишевским профессором. И произошло это в том самом 1871 году, когда на другом конце Земли родился будущий четвертый глава Кавендишевской лаборатории — Резерфорд.
Пока воздвигалось лабораторное здание с лекционным залом, спроектированным самим Максвеллом, он читал свои курсы где придется: один терм — в одном месте, другой — в другом… Он сравнивал себя с кукушкой, как вспоминал Томсон. Максвеллу приходилось выводить птенцов своей мысли в чужих гнездах: идеи теории теплоты он внушал студентам в химической лаборатории, теории электричества — в кабинете ботаники, теории магнетизма — в Новом музее. Однако птенцы выводились, а только это и было важно. Максвелл осветил своим величием первые годы существования новой кафедры.
Сам он в те годы экспериментальных исследований не вел. Но ежедневно совершал обход лаборатории — его мысль и знания нужны были всем. Обычно он появлялся в сопровождении своего дога, точно желая показать, что завернул сюда по пути — в час прогулки, и следовательно, в его посещении и указаниях не нужно усматривать ничего обязательного, служебного, директорского.
Это не было ни чудачеством, ни позой.
Я никогда не пробую отговаривать человека от попытки провести тот или другой эксперимент. Если он не найдет того, что ищет, он, может быть, откроет нечто иное.
Так говорил Максвелл. Эти слова запомнились. Они приобрели в Кавендишевской лаборатории силу заповеди. Терпимость и оптимизм отличали всех ее руководителей.
В Кембридже Максвелл завершил главный труд своей жизни, блистательной и недолгой. В 1873 году вышел его «Трактат по электричеству и магнетизму». Ему было тогда сорок два. И, точно предчувствуя, что жить осталось считанные годы, он вскоре после выхода «Трактата» с головой ушел в работу, успешное выполнение которой почитал «долгом благочестия для кавендишевского профессора». А может быть, напротив: человек светлых умонастроений, чью веселость и добрый нрав отмечали многие, он вовсе не предчувствовал, как мало ему отпущено времени, и потому расточительно отдал целые годы архивному труду, хоть и благородному, но все-таки странному для ученого-мыслителя такого ранга: он принялся за неопубликованное наследие Генри Кавендиша, добровольно сделавшись текстологом, редактором и даже переписчиком чужих неразборчивых рукописей.
В каждой лаборатории накапливается с годами свой фольклор. Новичок знакомится с ним по мере того, как делается своим среди ветеранов. В изустных рассказах, чаще всего немножко анекдотических или похожих на притчи, оживают выразительные образы ушедших. Даже когда этим рассказам недостает точности документа, в них есть нечто большее — достоверность молвы, отражающей отношение современников к тем, кого уже нет. Молодой Резерфорд скоро узнал весь максвелловский фольклор.
…Свое профессорство Максвелл начал с нарушения традиции: прочел первую лекцию до формального объявления о том, что он приступает к чтению курса теории теплоты. Между тем, по давнему обычаю, первую лекцию нового профессора должны были освятить своим присутствием «отцы университета». Они, конечно, исполнили эту обязанность, но только после соблюдения всех формальностей. Другими словами, они явились на очередную лекцию, как на первую, заняли места перед кафедрой и приготовились слушать. Что было делать Максвеллу? В сущности, ему молча дали понять, что он должен начать курс сначала. Как же это он, некогда окончивший Тринити-колледж, позволил себе забыть, что в Кембридже нарушать традиции нельзя?.. Прекрасно! «С блеском в глазах», как гласило предание, он стал обстоятельно растолковывать разницу между шкалой Цельсия и шкалой Фаренгейта. Это было равносильно тому, как если бы профессор математики начал читать университетский курс с таблицы умножения. Студенты улыбались. «Отцы университета» вынуждены были покорно внимать.
В максвелловском фольклоре отразилась и его работа над научным наследием Генри Кавендиша.
Последний отдал почти сорок лет своей одинокой и маниакально сосредоточенной жизни исследованию электрических явлений. Но результаты и методы этих исследований оставались неизвестными: Кембриджская библиотека хранила двадцать пачек неразобранных рукописей Кавендиша. Между тем было сказано о нем: «Руки мастера, руководимые гениальной головой». Его архив мог таить самые неожиданные откровения.
Это было тем более вероятно, что и человеком он был неожиданным. Любой лабораторный фольклор — максвелловский, рэлеевский, томсоновский, а впоследствии и резерфордовский — начинал казаться пресной обыденностью, едва среди кавендишевцев заходила речь о самом Кавендише.
…Конюшни отца послужили ему первым пристанищем для опасных экспериментов с электричеством. Но потом он превратил в лабораторию большую часть громадного родительского дома. Лишенный прав на отцовские богатства, он вдруг получил огромное состояние от своего дяди. Однако ни мотом, ни дельцом он не стал. Ему было тогда уже за сорок, образ жизни и привычки его давно сформировались, а менять их он не умел. Изменился только бюджет его физической лаборатории в старом герцогском доме. Теперь он мог позволить себе самые дорогостоящие опыты. И его занятия наукой сделались еще углубленней. В похвальном слове Кавендишу французский физик Жан Био сказал так: «Он был самым богатым из ученых и, вероятно, самым ученым из богачей».
Очень выразительно говаривал о нем Дж. Дж. Томсон: «Он всегда делал то, что делал прежде». В течение всей своей жизни он выходил на прогулку в одно и то же время дня. Решив свести к нулю вероятность встречи с кем-нибудь из знакомых лондонцев, он усвоил обыкновение ходить только посредине мостовой. Уклоняться от лошадиных морд было легче, чем от человеческого пустословия. Отшельник и молчальник, он и со своим домоправителем никогда не вступал в разговоры, предпочитая объясняться посредством коротких записок. Было ведомо, что он женоненавистник, и женская прислуга в клефэмском доме Кавендишей не рисковала попадаться ему на глаза: за этим следовал отказ от места. Раз в году, в один и тот же день и час, к нему приходил портной. Молча снимал мерку и исчезал. Никаких вопросов о материале и фасоне нового платья: костюм должен был быть копией прежнего с необходимой поправкой на естественное изменение параметров хозяина. Так был уничтожен еще один повод для вздорных раздумий и отвлекающей болтовни.
Когда ему было двадцать девять лет, он удостоился избрания в члены Королевского общества. Через десять лет случай или дела привели его на обед в академический клуб. Эти обеды происходили по четвергам и начинались в пять часов вечера. С того дня и до конца жизни, на протяжении сорока лет, каждый четверг ровно в пять он приходил на обед Королевского общества. 1774 год начинался с четверга и кончался пятницей. Поэтому в 1774 году Генри Кавендиш отобедал с коллегами не пятьдесят два раза, как обычно, а пятьдесят три. Но лишь немногие из завсегдатаев клуба знали, как звучит его голос. Он заговаривал только тогда, когда мог сообщить им нечто из ряда вон выходящее. За сорок лет его шляпа ни разу не переменила своего места на полке в клубном гардеробе.
Он был воплощенной сосредоточенностью. И это сделало его в глазах современников неисправимым чудаком. Но это же сделало его исследователем крупнейшего масштаба.
Архивные труды Максвелла были щедро вознаграждены: иные из теоретических и экспериментальных достижений Генри Кавендиша выглядели почти неправдоподобно — настолько опередил он свое время. Максвелл решил повторить весь путь его математических и лабораторных исканий. Он переписал от руки манускрипты Кавендиша и заново провел его опыты!
Выяснилось: за двенадцать лет до Шарля Кулона лондонский отшельник установил с высокой степенью точности кулоновский закон взаимодействия электрических зарядов. Выяснилось: за шестьдесят пять лет до Фарадея он открыл влияние среды на течение электрических процессов, в ней совершающихся. И для разных сред экспериментально определил численную величину, характеризующую это влияние: диэлектрическую постоянную. Так, задолго до Фарадея он пришел к отрицанию actio in distans — «действия на расстоянии» — действия через пустоту.
Разумеется, ни Кулон, ни Фарадей не подозревали, что у них был предшественник. Однако не менее замечательно другое: в обширном наследии Генри Кавендиша не нашлось физических истин, которые ко времени Максвелла уже не стали бы достоянием науки. Природе некуда укрыться от зоркости ученых. А время не проходит даром. И к 70-м годам XIX века, когда создавалась Кавендишевская лаборатория, все, что сумел сам Кавендиш выведать у природы, сделалось лишь малой частью накопленных физикой сведений о законах электричества и магнетизма.
Да и весь облик физики изменился.
Самый дух физического мышления стал иным.
Во времена Кавендиша еще только разрушалась натурфилософская вера в существование независимых флюидов, источаемых и поглощаемых телами: были флюиды разноименных электричеств, флюид магнетизма, флюид огня — флогистон, флюид тепла — теплород…
Во времена Максвелла идея единства природы уже становилась из философски-гадательной предметно-научной. Программу поисков этого единства завещал еще Фарадей:
…Как быстро растут наши знания о молекулярных силах, с какой яркостью каждое исследование выявляет их важность и делает изучение их привлекательным. Еще немного лет назад магнетизм был для нас темной силой, действующей на очень немногие тела; теперь же мы знаем, что он действует на все тела и находится в самой тесной связи с электричеством, теплотой, химическим действием, со светом, кристаллизацией, а через последнюю — с силами сцепления. При таком положении вещей мы чувствуем живую потребность продолжать наши работы, воодушевляемые надеждой привести магнетизм в связь даже с тяготением.
(Почти эйнштейновская программа поисков единой теории поля! Не правда ли?)
Стал иным и стиль лабораторных изысканий.
Максвелл был и поражен и пленен отважной изобретательностью Генри Кавендиша, когда установил, что для определения силы тока тот пользовался собственным телом как гальванометром. О величине тока Кавендиш научился судить по относительной силе удара, который сотрясал его, когда он замыкал собою электрическую цепь. Рассказ об этом вызывал удивление у всех. Самоотверженные посетители лаборатории просили Максвелла проверить, могут ли и они служить хорошими гальванометрами. Он с улыбкой подвергал их этому испытанию.
А вокруг поблескивали полированным деревом, металлом и стеклом отличные приборы для электрических измерений, и среди них — разные системы впервые придуманного Ампером в 1820 году измерителя силы тока. Хронология таких изобретений обычно не привлекает внимания. Ее не знают даже физики. И современникам Максвелла уже казалось, что эти приборы «были всегда».
Но нет, всегда их не было! Между эпохой Кавендиша и эпохой Кавендишевской лаборатории как рубеж, разделяющий несхожие времена, пролегла широкая полоса промышленной революции. В эти десятилетия родился и зашагал по земле век пара и электричества. Не так уж важно, было ли естествознание его отцом, матерью или только повивальной бабкой. Нет нужды точно соразмерять роль естественных наук с ролью исторических факторов, участвовавших в рождении этого века. Но разве не очевидно, что именно тогда физика впервые заявила о себе как реально ощутимая сила истории? А разбуженные ею возможности технического прогресса стали менять ее собственный облик.
…Физики пробудили мечтательность инженеров: «Нельзя ли электрическим телеграфом соединить Европу с Америкой?» Деловые люди спросили: «А что для этого нужно?» Инженеры ответили: «От вас деньги, от физиков теория!» И проблема вернулась к тем, кто вызвал ее к жизни. Оттого-то в 50-х годах молодой Вильям Томсон начал изучать распространение электрических импульсов вдоль проводов. Но ему понадобилась теория электрических колебаний. Ее не было. Он стал ее разрабатывать. Так появилась в 1853 году его знаменитая формула для периода колебаний в электрическом контуре. Трансатлантический кабель начал регулярно работать через пятнадцать лет. А еще через двадцать пять — юный новозеландец, возмечтавший уже о беспроволочном телеграфе, пользовался формулой лорда Кельвина, не догадываясь, что она плод не только чистого познания, но и законное дитя «обратной связи» между физикой и историей!
Сама Кавендишевская лаборатория была порождением этой обратной связи: великодушие седьмого герцога Девонширского было, кроме всего прочего, замотивировано потребностями времени.
Исполнив до конца благочестивый долг кавендишевского профессора, Максвелл в 1879 году издал неопубликованные работы гениального молчальника. Они вышли под названием — «Электрические исследования достопочтенного Генри Кавендиша». Это звучало возвышенно и старомодно. У молодой лаборатории как бы появился свой вдохновляющий эпос.
А в октябре того же года студент Джозеф Лармор — будущий известный теоретик — услышал в купе кембриджского поезда неожиданную весть о смертельном недуге, поразившем Максвелла. Лармор запомнил скорбный голос своего попутчика. Отнюдь не ученый-кембриджец, а простой сельский житель, тот сказал: «Максвелл уходит». И произнес это таким тоном, каким говорят о беде, касающейся всего мира.
По словам максвелловского ученика Артура Шустера (позже он был связан с Резерфордом добрыми отношениями), эта беда могла бы оказаться роковой для начавшегося процветания Кавендишевской лаборатории, если бы у Максвелла не нашлось достойного преемника. Разумеется, «еще одного Максвелла» не сыскала бы сама королева: исполины не теснятся в истории науки толпами. Но все были удовлетворены, когда вторым кавендишевским профессором согласился стать исследователь, чьи успехи и авторитет были тоже, несомненно, выдающимися: лорд Рэлей.
Подобно Кельвину-Томсону, некогда и он носил более демократическое имя — Джон Вильям Стрэтт. Однако Томсон превратился в лорда к старости, а Стрэтт — в молодые годы. Ему было тридцать, когда в 1873 году за научные заслуги его удостоили этого звания. С титулом третьего барона Рэлея он прожил почти полвека, и подлинная его фамилия вышла из обихода в научной среде. Она и вовсе забылась бы, если б не его сын — Р. Дж. Стрэтт, довольно известный физик уже резерфордовского поколения. Правда, и он стал с годами лордом Рэлеем — четвертым бароном, но известность его не шла ни в какое сравнение со славой отца.
Поле интересов Рэлея-старшего представляется сегодня необъятным. Акустика, оптика, механика, электричество, статистика… Даже химия! Но его современников тут ничто не удивляло.
То было время, когда большие физики занимались всей физикой. Они еще могли себе это позволить. Не была сверхобычной и почти равная плодотворность исканий Рэлея в разнообразных направлениях. Это отличало и Максвелла, и Гельмгольца, и Кельвина… Словом, едва ли не всех больших. На то они и слыли большими физиками!
Но в рэлеевских трудах было и другое: в них уже как бы притаилась неизбежность будущего ограничения интересов исследователя. Видимая необузданность этих интересов сдерживалась изнутри. Переходя из одной области физики в другую, Рэлей всюду обращал внимание прежде всего на волновые и колебательные процессы. Все равно какие — звуковые, механические, световые, невидимые электромагнитные… Сквозь разнообразие просвечивало единство. Он словно развенчивал собственный универсализм. И получалось так, что всю свою долгую жизнь он посвятил преимущественно одной области неведомого — физике колебаний и волн. Он, в сущности, оказался однолюбом. И эту его верность высоко оценила история физики XIX и начала XX столетия.
Однако, как это часто бывает, его имя приобрело широчайшую популярность по совсем другой причине. Вместе с Вильямом Рамзеем он открыл инертный газ аргон. Открытие было сенсационным. Всеобщий интерес к нему — заслуженным. Впервые обнаружилось существование химических элементов, не вступающих в химические реакции!
Впрочем, все это происходило уже в 1894 году — через десять лет после того, как Рэлей оставил кавендишевскую профессуру. (Он с самого начала согласился только на пятилетний срок директорства.)
Был он и вправду достойным преемником Максвелла. Но у каждого свой стиль. В течение пяти лет Рэлей тоже почти ежедневно приходил в лабораторию, однако часы его посещений были заранее регламентированы. Это не походило на максвелловские импровизации. И появлялся он в стенах Кавендиша по-другому. Однажды, правда, когда он уже покидал пост директора, это превратилось в настоящую церемонию. Торжественную и довольно старомодную. И тогда воочию стало видно, каким пиететом пользовалось его имя в Кембридже. Рэлей появился в алой мантии и отнюдь не в сопровождении собаки. Впереди выступали два университетских педеля-эсквайра. Они шли, опустив долу длинные серебряные жезлы. Подобной чести удостаивался только канцлер университета. Уже перед вице-канцлером педели намеренно задирали свои булавы как можно выше, дабы показать презрение к столь малому величию.
Педели чуяли правду. Вслед за Максвеллом Рэлей завещал кавендишевцам великолепные традиции экспериментаторской одержимости, неунывающего долготерпения и веселой предприимчивости.
В рэлеевском фольклоре, между прочим, есть рассказ о том, как он решил проверить некоторые особенности «чувства цвета» у разных людей.
Смешение красного и зеленого в определенной пропорции может вызывать ощущение желтого. Одинакова ли эта пропорция для любой пары глаз? С помощью картона, сургуча, стеклянных линз и призмы Рэлей соорудил нужный аппарат. Эта простота изобретательности стала традиционной для кавендишевцев: с годами их лаборатория заслужила даже лестно-шутливое прозвище — «Веревочно-сургучная»… В своем опыте Рэлей принял за контрольный эталон желтого натриевое пламя. Проверяли зрение всех желающих. И оказалось, что у большинства ощущение желтого цвета появляется при одном и том же соотношении зеленого и красного. Но встретились и аномалии: трем братьям Бальфурам зеленого понадобилось необычно много. Очевидно, это была наследственная черта. Вместе с тем Артур Шустер выяснил, что у Максвелла нужная пропорция была сдвинута в красную сторону. И у Дж. Дж. Томсона — тоже! Немедленно напрашивался вывод нового физического закона: этот «красный сдвиг» — видовой признак кавендишевских профессоров… Но, к огорчению теоретиков, у Рэлея и Резерфорда все было в норме.
…Оставляя в 1884 году кавендишевскую профессуру, Рэлей сам назвал своего преемника. Его выбор одобрили Кельвин, Габриэл Стокс и сравнительно молодой еще сын Чарльза Дарвина — кембриджский профессор математики и астрономии Джордж Говард Дарвин. Но это мнение разделяли не все. Когда о выборе Рэлея узнал один американский физик, проходивший выучку в Кавендишевской лаборатории, он тотчас собрал свои пожитки и отплыл на родину. «Бессмысленно работать под началом профессора, который всего на два года старше тебя». А один кембриджский тьютор (воспитатель-наставник) высказал мрачное обобщение: «…критические времена наступают в университете, если профессорами делаются просто мальчики!»
«Просто мальчику» было двадцать восемь лет. Через полвека в своих «Воспоминаниях и размышлениях» Дж. Дж. Томсон признался, что избрание кавендишевским профессором явилось для него ошеломляющей неожиданностью. «Я чувствовал себя, как рыбак, который со слишком легким снаряжением вытащил рыбу слишком тяжелую, чтобы доставить ее к берегу».
Однако Рэлей был уверен в успехе и этого — психологического — своего эксперимента.
У начинающего исследователя была короткая, но убедительная научная биография. Да нет, он уже не был начинающим! И однажды уже имел случай вызвать недовольство окружающих своими слишком ранними притязаниями. Сын небогатого издателя, он рос в окружении книг и развивался быстрее сверстников. Четырнадцатилетним подростком он поступил в Манчестерский университет. Не принять его не могли. Но правителям университета прецедент показался опасным: «Скоро студентов будут привозить к нам в детских колясках». И дабы уберечься от такой катастрофы, они повысили для поступающих возрастной ценз.
Необычно рано началась и его жизнь в науке. К девятнадцати годам он уже имел работу, опубликованную в «Трудах Королевского общества». Между тем пора студенчества была для него вовсе не безмятежной. Он рано лишился отца. И его постоянной заботой стало завоевание всяческих стипендий. К счастью, в английской системе образования они играли действительно стимулирующую роль: необходимы были реальные успехи, иначе стипендия доставалась другому. Конечно, это не спасало от несправедливостей и ошибок, когда делался выбор между достойными кандидатами. Как и Резерфорд, Дж. Дж. испытал это однажды на себе: вступительной стипендии в Тринити-колледже он не получил. Но для внутреннего роста студента всего существенней было стремление оказаться в числе достойных выбора. Как и Резерфорд, молодой Дж. Дж. лепил свою судьбу собственными руками.
Он появился в лаборатории в 1880 году вскоре после торжественного посвящения в «бакалавры с отличием». Для этого нужно было сдать грозно-знаменитый кембриджский трайпос — многосложный экзамен. Странное его название напоминало о временах средневековья. В XV столетии церемония происходила в главной церкви Кембриджа. Восседая на трайпосе — треножнике — под гулкими сводами Св. Марии, один из давно окончивших бакалавров вел диспут с прозелитом. Экзаменующему — его называли мистером Трайпосом — была дана «привилегия юмора». Он пользовался ею без стеснения. И спор легко превращался в издевательство над посвящаемым в бакалавры. А заодно — и над университетскими авторитетами. Это второе обстоятельство заставило в XVIII веке диспуты отменить. Но тень мистера Трайпоса осталась. И трепет перед труднейшим испытанием сохранился… Дж. Дж. выдержал экзамен бестрепетно и блестяще.
Рэлей обратил на него внимание сразу. Молодой Томсон был плодовит и неутомим. Полон идей и очень проницателен. Первая же его кавендишевская работа удостоилась научной премии имени астронома Адамса. Она трактовала о вихревом движении. Из нее следовала полная несостоятельность бытовавшего тогда гадательного представления об атомах как вихрях в эфире.
Дж. Дж. Томсон словно расчищал строительную площадку для собственной будущей модели атома — модели более обоснованной, но тоже еще гадательной, которой суждено было исчезнуть, в свой черед, под натиском Эрнста Резерфорда.
А другая работа молодого Томсона была из тех, какие сполна оцениваются не столько коллегами исследователя, сколько историками — теми, кто, по гегелевскому выражению, «предсказывает назад». Среди предшественников теории относительности всегда называют имена Лоренца, Фицджеральда, Пуанкаре. Реже вспоминают Дж. Дж. Томсона. А он заслужил право прочно стоять в этом ряду. Его работа 1881 года о массе движущегося электрического заряда заключала в себе предвосхищение закона эквивалентности энергии и массы — одного из главных следствий теории Эйнштейна.
В сущности, Томсоном руководила глубокая фарадеевская идея единства природы. Но он увидел новый, уже вполне эйнштейновский ракурс этой идеи: энергия должна обладать всеобщей мерой материальности — массой. Из простых соображений он подсчитал, как выразился Оливер Лодж, «дополнительную массу, даруемую телу электрическим зарядом». Или — массу, принадлежащую энергии электромагнитного поля движущегося заряда…
Словом, у Рэлея были веские основания верить в безошибочность своего выбора. Среди кавендишевцев всегда было много хороших физиков. Но из их когорты рэлеевской поры никто, кроме Томсона, не стал со временем ученым мирового масштаба. Доддс, Харт, Олкокк, Ньюолл, Глэйзбрук, Шоу, Серл, Фицпатрик, Мак-Конелл, Флеминг, Мидлтон… — эти имена уже ничего нам не говорят. А в Кембридже 80-х годов они звучали достаточно громко.
О томсоновском правлении прекрасно сказал Оливер Лодж:
Насколько меньше знал бы мир, если б Кавендишевской лаборатории не существовало на свете; но насколько уменьшилась бы слава даже этой прославленной лаборатории, если бы сэр Дж. Дж. Томсон не был одним из ее директоров!
А директорствовал он тридцать пять лет бессменно — до 1919 года. И, пожалуй, всего важнее, что он всегда был озабочен научными исканиями своих подопечных. Их будущим. Их судьбой. Он создавал школу. Он делал открытия в физике и открывал физиков. Его равно увлекало и то и другое. И равно прельщали удачи ученого и удачи учителя. Ему мало было Англии — ему хотелось, чтобы Кавендишевская школа стала мировой.
Обстоятельства этому способствовали. Тут действовала все та же «обратная связь» между наукой и историей.