Дэвид Боданис - E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира
На старых товарищей Фарадея по мастерской это могло произвести сильное впечатление, однако новое его положение было вовсе не тем идеалом, к которому он стремился. Временами Дэви обращался с ним как дружелюбный наставник, временами же, — Фарадей писал об этом друзьям, — впадал в раздражение и отталкивал его. И это особенно огорчало Фарадея, ибо в науку он пришел благодаря доброму участию Дэви, его словам о том, что, если человек достаточно искусен и способен видеть то, что было доселе скрыто, он может связать весь наш опыт в единое целое.
Дэви понадобилось несколько лет, чтобы проникнуться к Фарадею окончательной симпатией, и как раз в эту пору молодого ученого попросили разобраться в удивительном открытии, сделанном в Дании. До того времени все знали, что между электричеством и магнетизмом нет и не может быть никакой связи. Электричество было чем-то таким шипящим и потрескивающим, исходящим из батарей. Магнетизм — невидимой силой совсем иного рода, притягивавшей стрелки навигаторских компасов или заставлявшей куски железа липнуть к магнитному железняку. Никакого отношения к батареям и электрическим контурам магнетизм не имел. И тем не менее, некий копенгагенский лектор обнаружил ныне, что если пропустить по проводу электрический ток, стрелка лежащего поверх провода компаса слегка сдвинется в сторону.
Объяснить это явление никому не удавалось. Как может сила скрытого в металле электричества выскочить наружу и повернуть стрелку магнитного компаса? И вот, когда к Фарадею, которому шел уже третий десяток лет, обратились с просьбой — попробовать выяснить, как это происходит, в письмах его немедленно зазвучали гораздо более веселые нотки.
Он начал ухаживать за девушкой («Вы знаете меня хорошо или даже лучше, чем я сам, — писал он ей. — Знаете мои прежние предубеждения, нынешние мысли — знаете мои слабости, мое тщеславие, весь мой ум»), и девушке его ухаживание понравилось: в середине 1821 года, когда Фарадею уже исполнилось двадцать девять лет, они вступили в брак. Он стал официальным членом церкви, к которой многие годы принадлежали его родные. То была мирная, буквалистская секта, именовавшаяся «зандеманианцами» — по имени Роберта Зандемана, который перевез ее в Англию. И самое главное, у Фарадея появилась возможность произвести впечатление на сэра Гемфри Дэви: отплатить ему за изначальную веру в малообразованного молодого переплетчика и пробиться, наконец, сквозь необъяснимые барьеры, которые Дэви воздвиг между ними.
Как это ни странно, ограниченность формального образования Фарадея сильно сыграла ему на руку. Такое случается не часто, потому что, когда некая научная проблема достигает достаточно высокого уровня разработки, отсутствие образования не позволяет людям со стороны даже подступиться к ней. Двери закрываются, статьи становятся непонятными. Однако в те ранние дни понимания сути энергии все было иначе. Большинству студентов, будущих ученых, втолковывали, что любое сложное движение раскладывается на сочетание толчков и притяжений, которые распространяются по прямым линиям. Поэтому для них были лишь естественными попытки отыскать какие-то направленные по прямой притяжения между магнитами и электричеством. Однако этот подход не показывал, каким образом электрическая сила воздействует, пронизывая пространство, на магнетизм.
А поскольку Фарадею мысли о прямых линиях никто не внушал, он обратился, как к источнику вдохновения, к Библии. Зандеманианцы веровали в совсем иную геометрическую фигуру: в круг. Люди святы, говорили они, и каждый из нас имеет обязательства перед другими, на святости нашей природы и основанные. Я помогу тебе, ты поможешь еще кому-то и так оно будет продолжаться, пока не замкнется круг. И этот круг — понятие вовсе не отвлеченное. Фарадей в течение многих лет проводил значительную часть своего свободного времени либо в церкви, рассуждая об этих круговых отношениях, либо в работе, посвященной благотворительности и взаимопомощи.
К исследованиям взаимосвязи электричества и магнетизма он приступил в конце лета 1821 года — за двадцать лет до того, как родился изобретатель телефона Александер Грэхем Белл; за пятьдесят до рождения Эйнштейна. Фарадей вертикально установил на столе магнит. Вера, в которой он был воспитан, внушала ему мысль о вихре завивающихся вокруг магнита незримых круговых линий. Если он прав, свободно подвешенный проводник будет втянут в эти таинственные круги, как лодчонка в водоворот. Фарадей подключил проводник к батарее.
И сразу же совершил величайшее открытие своего века.
Впоследствии, как уверяет апокрифическая история, — после всех его докладов, после того, как Фарадей стал членом «Королевского общества», — тогдашний премьер-министр спросил у него, какая от его открытия может быть польза, и Фарадей ответил:
— Ну как же, премьер-министр, настанет день и вы сможете облагать его налогом.
То, что открыл в своей подвальной лаборатории Фарадей, стало основой электрического двигателя. Вращающийся по кругу свободно свисающий проводник особо на этот двигатель не похож. Однако у Фарадея имелся всего лишь маленький магнит да и энергия в провод подавалась очень малая. Увеличьте ее и проводник будет все с тем же усердием описывать все те же круги, которые Фарадей навоображал в пустом на взгляд воздухе. В конце концов, вы сможете прицепить к такому проводу какой-нибудь тяжелый предмет и провод потащит его за собой — вот, собственно, так электродвигатель и устроен. И не важно, вращает ли он весящий не больше пера компьютерный диск или накачивает в реактивный двигатель тонны топлива.
Шурин Фарадея, Джордж Барнард, запомнил, каким тот был в миг открытия: «Когда провод начал вращаться, он вдруг вскричал: «Ты видишь, Джордж, видишь, видишь?…» Я никогда не забуду восторга на его лице и блеска в глазах!».
Глаза Фарадея блестели потому, что ему было лишь двадцать с небольшим лет, а он уже совершил великое открытие, которое, казалось, подтверждало истинность глубочайших идей его веры. Потрескивание электричества и безмолвная сила магнитного поля, — а теперь еще и быстрое кружение медного провода, — все они были связаны. С ростом количества электричества, наличный магнетизм убывает. Незримые вихри Фарадея представляли собой туннель, канал, по которому магнетизм может перетекать в электричество и наоборот. Полная концепция «энергии» пока еще сформулирована не была, однако открытие Фарадея, связавшее два разных вида энергии, приблизило ее создание.
То был наивысший взлет его жизни, — и именно тогда сэр Гемфри Дэви обвинил Фарадея в том, что идею тот украл у него.
Дэви начал рассказывать о том, как он лично обсуждал сей предмет с разными учеными, которые занимались исследованиями этого явления, — с людьми, получившими настоящее образование, — а Фарадей, надо полагать, просто подслушал их разговоры.
Россказни эти были лживыми, Фарадей пытался протестовать, просил — именем прежней дружбы — позволить ему объясниться, однако Дэви был непреклонен. Последовали намеки еще более грубые, пусть и высказывались они уже другими людьми, не самим Дэви: чего же еще и ожидать от столь молодого, лишенного основательного образования человека, низкого, к тому же, происхождения, как не попыток обманным путем выбиться из подмастерьев в люди? Прошло несколько месяцев и Дэви отступился, однако извинений он так и не принес и клевета осталась висеть в воздухе.
В своих заметках и личном дневнике Дэви часто писал о том, сколь важно помогать молодым людям. Беда состояла в том, что сам он попросту не мог подвигнуть себя на это. Вся эта история сводится к обычному противостоянию людей молодых и старых. Дэви был старше Фарадея всего-то лет на десять с небольшим. Однако Дэви нравилось, когда его изображали главой британской науки, а время, которое он проводил вне лаборатории, упиваясь вместе с своей весьма чувствительной к положению в свете женой хвалами лондонского высшего общества, лишь делало эти хвалы более лживыми. Он отнюдь не возглавлял новейшие исследования. Переписываясь с континентальными мыслителями, он сознавал, что получение письма от столь видного члена «Королевского института» должно производить на них внушительное впечатление, однако от предложения каких-либо свежих идей воздерживался.
Этого не замечал почти никто, но Фарадей замечал. Он походил на Дэви больше, чем кто-либо другой. Обоим пришлось начинать свой путь в науку со ступени, находившейся на уровень ниже, чем у их ученых современников. Фарадей не считал нужным просить за это прощения, а вот Дэви изо всех сил старался скрыть свое прошлое. И тихое присутствие рядом Фарадея, служило постоянным напоминанием о том, что пришлось пережить им обоим.
Фарадей никогда не сказал о Дэви ни одного дурного слова. Однако в течение нескольких лет после того, как были произнесены обвинения в плагиате, отзвуки которых долго еще носились в воздухе, он осмотрительно воздерживался от исследований, относившихся к переднему краю науки. И вернулся к работе лишь после смерти Дэви, последовавшей в 1829 году.
