Митчел Уилсон - Американские ученые и изобретатели
Гиббс показал, как высоко может взлететь американская наука. Был ли он всего лишь счастливой случайностью или предвестником того, что должно произойти в будущем? То, что в течение полувека этот вопрос остается без ответа, само по себе является грустным и наводящим на размышления ответом.
Альберт Майкельсон
Интеллект и изящество
«Судя по всему, — писала газета „Нью-Йорк Таймс“ весной 1879 года, — научный мир Америки украсится новым сияющим именем».
Имя ученого было Альберт Авраам Майкельсон. Это предсказание, сделанное, когда ему было двадцать семь лет, оказалось верным. Майкельсон стал первым американцем, удостоенным Нобелевской премии по физике.
Из всех противоречивых качеств Майкельсона главным было его изящество: изящество метода исследования, изящество интеллектуального анализа физических проблем, изящество описания и даже элегантная внешность. В 1894 году Майкельсон принимал в Чикаго группу ученых, приехавших на церемонию закладки лаборатории Райерсона в Чикагском университете. Вот как он в то время выглядел: «Его черные как смоль волосы, красивые карие глаза, безупречный костюм, элегантные и преисполненные достоинства манеры оставляли неизгладимое впечатление».
Его другим важным качеством была ошеломляющая честность относительно собственных и чужих целей. Однажды кто-то спросил у ассистентов Майкельсона, правильны ли некоторые критические отзывы, распространенные об ученом. Сотрудники ответили: «Спросите его самого. Он скажет вам правду». Человек последовал этому совету и вышел от Майкельсона в крайней растерянности: «Он и в самом деле сказал мне всю правду!»
Майкельсон часто улыбался, обладал большим личным обаянием и был край, не своеобразен. Он точно знал, чего хотел, и достигал своего. Ничто не отвлекало его от цели, независимо от того, кем или чем ему приходилось жертвовать. Он знал все, что только можно было знать в интересующих его областях, и честно признавал свое полное невежество во всем остальном. Он был щедр на похвалы, если что-то вызывало его восторг, и безжалостен в критике небрежной работы или претенциозных идей.
Для большинства близких друзей он был, «как море в летний день — безмятежным, безграничным, непостижимым». В то же время, несмотря на безмятежность, он был человеком сильных порывов и глубоких страстей.
Первый брак Майкельсона оказался несчастным и оставил в его душе такой след, что только через 40 лет он заставил себя просить через адвоката у бывшей жены прощения за те страдания, которые, быть может, он ей причинил.
Майкельсон родился в 1852 году в маленьком городке на германско-польской границе и в возрасте двух лет был привезен в Америку. Это случилось всего через пять лет после начала золотой лихорадки в Калифорнии. Поэтому семья Майкельсона отправилась через Панаму в Сан-Франциско. Сначала они поселились в горном городишке Мэрфиз Кэмп в округе Калаверас, прославленном Брет Гартом и Марком Твеном. Позже они переехали в Вирджиния-Сити (штат Невада). Отец Майкельсона открыл там галантерейный магазин.
Мальчика послали учиться в Сан-Франциско. Он жил в доме у директора средней школы, преподававшего естественные науки. Майкельсон полюбил научные приборы и зарабатывал три доллара в месяц, присматривая за оборудованием школьной лаборатории.
Он знал, что выберет научную карьеру. Мать хотела, чтобы он стал врачом, но отец предложил Аннаполис[22], и, таким образом, мальчугану с блестящими глазами нужно было держать экзамены, чтобы получить так называемое «назначение конгресса». Он сдавал экзамены вместе с другим юношей, имевшим большие политические связи, и потерпел неудачу.
Но Майкельсон так утвердился в желании стать мичманом, что, ни с кем не посоветовавшись, отправился в Вашингтон, чтобы повидать президента Гранта. Президент, имевший право распределить десять мест в Аннаполисе по своему усмотрению, уже все их роздал. Но помощник Гранта по военно-морским делам предложил юноше все-таки поехать в Аннаполис на случай, если кто-нибудь из десяти провалится на вступительных экзаменах. Три дня Майкельсон сидел в кабинете начальника училища, но никто из поступавших не провалился. Тогда Майкельсон объявил, что он снова поедет в Вашингтон для вторичной встречи с президентом, но Грант опередил его — было введено одно дополнительное место, словно специально для того, чтобы Майкельсон мог стать мичманом.
Военно-морская обсерватория в Аннаполисе, где Майкельсон впервые измерил скорость света.После окончания академии в 1873 году младший лейтенант Майкельсон был назначен преподавателем физики и химии. Во время преподавательской работы в Аннаполисе он поставил эксперимент, принесший ему мировую известность: измерил скорость света с точностью, не виданной ранее, пользуясь приборами, обошедшимися немногим дороже десяти долларов.
На следующий год он женился на Маргарет М. Хэминуей и вскоре после этого отправился изучать оптику во Францию. Там он сделал первые чертежи прибора, с помощью которого впоследствии получил результаты, приведшие к созданию Эйнштейном теории относительности.
В 1870-е годы полагали, что уже все физические законы природы открыты и описаны. Физикам будущего ничего не оставалось, кроме дальнейшего уточнения измерений. Майкельсон принял на веру тезис лорда Келвина о «маловероятности будущих открытий в результате каких-либо исследований, кроме вычислений, связанных с шестым знаком десятичных дробей».
Однако именно с помощью таких измерений Майкельсон доказал, что существовавшие теории материи не соответствуют истине. Ответы на все коренные вопросы были неверны.
В 1892 году Майкельсон в числе других выдающихся американских ученых был приглашен в недавно открытый Чикагский университет руководить научной работой аспирантов. Слава Майкельсона привлекла множество аспирантов, но он обнаружил, что по натуре он — одинокий волк. Он ни с кем не мог делить ни своей работы, ни своего времени. Только после того, как он взял себе в ассистенты Роберта Милликена, началась широкая исследовательская работа аспирантов. Милликен приехал в Чикаго в 1905 году. В письме, написанном в то время, он рассказывал о том, как однажды Майкельсон позвал его и сказал:
«Если вы как-нибудь сумеете справиться со всеми делами, связанными с диссертациями, то я не стану больше отвлекаться и терять свое время. Всякий раз, когда я отдаю аспирантам какую-нибудь проблему, они либо все портят, потому что не могут работать так, как мне хотелось бы, а прогнать их и делать все самому нельзя; либо, наоборот, добиваются неплохих результатов и тут же начинают считать проблему своей, в то время как она моя. А ведь дело-то в том, что знать, какая проблема достойна наступления, гораздо важнее просто добросовестной работы над любой проблемой. Так что я предпочитаю не иметь больше дела с диссертациями. Я найму себе ассистента, буду ему платить помесячно. Этот человек не станет думать, что я ему должен нечто большее, чем ежемесячный чек. Если вы займетесь аспирантами и поступите с ними, как сочтете нужным, я буду вашим должником навеки».
С тех пор Майкельсон отдавал все свое время только ’ исследовательской работе и лишь иногда читал лекции студентам. Он не участвовал в руководстве факультетом, не ходил на собрания преподавателей и работал в лаборатории со своими личными помощниками, выполняя ежедневно очень насыщенную программу. Ровно в четыре работа кончалась, и Майкельсон отправлялся в клуб «Четырехугольник» поиграть в теннис или на биллиарде. Физически он был развит прекрасно. Говорили, что гораздо почетнее проиграть ему, нежели выиграть у другого соперника. Он хорошо играл на скрипке и рисовал, тонко чувствуя цвет.
Вероятно, лучше всего о нем можно судить по той теме, которую он выбрал для первого исследования, ибо немногие начинания столь же отчаянны и смелы по замыслу, как попытка измерить скорость света. В течение тысячелетий люди думали, что свет распространяется мгновенно. Задолго до появления концепции фотосинтеза свет, был синонимом жизни, и символом света было солнце. Майкельсон обладал смелостью Прометея.
Скорость света
Только в XVII веке попытка измерить скорость света увенчалась успехом. Молодой датчанин Ремер заметил, что тень одной из лун Юпитера периодически появлялась на поверхности планеты на 16 минут 36 секунд раньше, чем при наблюдении в другое время года. Ремер решил, что причиной разницы во времени является то обстоятельство, что один раз в году Земля находится на кратчайшем расстоянии от Юпитера, а через шесть месяцев — в максимальном удалении. Ремер полагал, что разница в несколько минут равна времени, в течение которого свет пересекает земную орбиту. Разделив это расстояние на 16 минут 36 секунд, он получил 186 тысяч миль в секунду.
