Валентин Азерников - Неслучайные случайности
И что же? Пришлось Эрнесту на следующем заседании принести извинения своим товарищам за то, что он под видом научного доклада рассказывал явную белиберду. Мне бы очень хотелось увидеть выражение лиц сих молодых людей через двенадцать лет, когда они узнали, что их бывший однокашник экспериментально доказал ту бредовую идею, за которую когда-то перед ними извинялся.
Было бы неправильным, разумеется, утверждать, что Резерфорд уже тогда ясно осознавал, о чем говорил; скорее всего, то была фантазия молодого студента, но фантазия, основанная не на буйстве воображения или склонности к розыгрышам, а на какой-то необъяснимой интуиции.
Словом, поначалу Резерфорд явно скомпрометировал себя в глазах общественности, и если бы он не обратился затем к опытам, в которых показал себя искуснейшим экспериментатором, то неизвестно еще, завоевал ли бы он впоследствии столь почетное положение в университете и получил ли бы возможность после защиты диплома отправиться через океан на родину предков.
Произошел этот поворот вскоре после того, как студент Резерфорд прочел статью немецкого физика Генриха Герца об открытии электромагнитных волн.
Открытие Герца, взволновавшее всех физиков, произошло сравнительно недавно, в 1887 году, и сравнительно случайно. И это обстоятельство — кажущийся случайный его характер — дает мне повод ненадолго отвлечься от основной нити повествования и рассказать о том, как это произошло. Данная история имеет отношение не только к теме нашей книги, но и к самому Резерфорду, который весьма преуспел в практическом развитии достижений Герца, и если бы знаменитый Дж. Дж. Томсон не соблазнил в 1896 году своего юного ученика Резерфорда заняться лучами Рентгена, то неизвестно еще, каких высот достиг бы Эрнест в создании современной радиотехники. Во всяком случае, сам Томсон как-то признался, что успехи Резерфорда по радиотелеграфии «были так велики, что я с тех пор чувствовал себя виноватым в том, что убедил его посвятить себя новой области физики, возникшей после открытия рентгеновских лучей».
Но Томсону не пришлось бы сожалеть о содеянном, если бы Резерфорд еще студентом не прочел статью об открытии электромагнитного излучения, и тут мы снова возвращаемся к Генриху Герцу.
В тот год, когда Герц сделал свое главное открытие — у него есть и другие замечательные работы, — ему шел тридцатый год. До этого момента жизнь его складывалась, как он считал, не совсем удачно, хотя внешне все выглядело весьма благопристойно. Он был сыном преуспевающего адвоката из Гамбурга, родители его очень любили, и он их очень любил. С детства, как и Резерфорд, он обнаружил необычную склонность к математике, а также и к языкам. Кроме того, Генрих прекрасно рисовал, лепил, был искусен в работах по дереву и металлу, вообще имел, как говорят, золотые руки. Его увлечение классической литературой и искусством сказалось, кстати, позже в манере писать научные статьи; недаром их считают образцовыми по языку — они ясны и точны в научном аспекте и вместе с тем изысканны по форме.
Несмотря на явные способности, Генрих был чрезмерно скромен в их оценке, считал себя ни на что путное в науке не годным и решил поэтому после окончания средней школы идти учиться на инженера-строителя; почему-то ему казалось, что для этой профессии его таланта хватит. Но вскоре, к счастью, поняв, что заблуждается в своем призвании, решил заняться математикой и естественными науками.
В 1880 году Герц окончил университет с отличием и три года проработал в Физическом институте при университете под руководством такого выдающегося учителя, как Герман Гельмгольц.
В 1883 году Герца пригласили доцентом в университет города Киля. И вот здесь и начались его нравственные мучения. По долгу службы он должен был читать курс теоретической физики, но не чувствовал в себе склонности к теории. Его влекла экспериментаторская деятельность, но ею по долгу службы он заниматься не мог.
Внутренняя неуверенность сказалась на научной работе: за два года он выполнил и опубликовал всего несколько случайных теоретических работ.
Но, к счастью для него и для физики, случилось так, что освободилась вакансия ординарного профессора в Высшей технической школе в Карлсруэ, и Герц получил приглашение занять эту должность. И вот там наконец он почувствовал себя в своей тарелке — у него была собственная экспериментальная лаборатория. Правда, ему все же приходилось читать лекции и демонстрировать опыты, и он даже по старой боязни назвал их как-то «страхо-лекциями» и всегда боялся, что демонстрация какого-нибудь явления непременно сорвется и опозорит профессора.
Но когда он приходил в лабораторию, он был счастлив; здесь он мог позволить себе свободу творчества, здесь он занимался тем, что его в данный момент интересовало более всего.
А интересовали его более всего быстрые электрические колебания. То, что удавалось тогда получить даже при самых невероятных ухищрениях, не было достаточно быстрым, и никто даже не знал, можно ли вообще достичь, скажем, ста миллионов колебаний в секунду — той частоты, что сегодня используется в каждом радиопередатчике. И вот здесь Герцу и пришел на помощь случай.
У него на столе стоял виток проволоки, имевший маленький искровой промежуток. Разряжая лейденскую банку, Герц вызывал в нем проскок искры и тем самым получал желанные электрические колебания. Как-то раз рядом с этим контуром случайно был оставлен второй виток, никак с ним не связанный. И вот, разряжая лейденскую банку через один виток. Герц вдруг с изумлением увидел, что искры проскакивают и на втором контуре. Вначале Герц посчитал это каким-то случайным явлением, но вскоре, повторив его не один раз и на разных проводниках, он понял, что открыл электрические волны. Тогда он еще не понял, правда, что только что держал в руках первый передатчик электрических колебаний и первый их приемник и что через некоторое время из его открытия вырастет целая огромная область техники — радиотехника, а потом и телевидение.
Но Герц оказался внимательным, настойчивым и проницательным исследователем и вскоре смог понять, что к чему. Он сумел определить длину образующейся волны и ее скорость в воздухе; он обнаружил, что настройка передатчика и приемника улучшает прием; он открыл факт затухания колебаний — то есть он заложил фундамент современной радиотехники.
После этого, всего за год с небольшим, он опубликовал еще две работы, относящиеся к этой же области, а вслед за ними и четвертую статью, которая произвела большое впечатление на многих, и в том числе на Резерфорда. В ней Герц существенно видоизменил опыт, приблизив условия приема электромагнитных волн к практическим требованиям еще не родившейся области техники: ученый поставил приемник и передатчик в разных концах конференц-зала института на расстоянии 15 метров один от другого, и передатчик, стоящий у одной стены, посылал волны в зал, а приемник, стоящий у другой стены, обитой предварительно листами цинка, которому отводилась роль зеркала, принимал эти волны. И по усилению и ослаблению приема в разных местах зала Герц ясно доказал, что электромагнитные колебания имеют волновую природу.
Словом, из случайного наблюдения Генрих Герц вывел целую новую главу физики, которая послужила отправной точкой многих других великих открытий.
Вот эту-то последнюю статью и прочел Резерфорд на заре своей юности, и она увлекла его открывающимися перспективами; к тому же, Эрнест, подобно самому Герцу, предпочитал такие области науки, где можно что-то делать собственными руками.
Он занялся изучением свойств волн Герца — так называли вначале электромагнитные волны. Работал он в студенческой лаборатории, помещавшейся в холодном сарае с цементным полом, ее величали из-за этого пещерой. Тем не менее суровые условия работы не охлаждали энтузиазма, с которым Эрнест взялся за дело: он решил сконструировать беспроволочный телеграф. Его, правда, смущало, что он не знал, как обнаружить приходящую волну. После некоторых исследований, для которых он сам сконструировал приемник, Эрнест обнаружил, что о присутствии волн можно судить по размагничиванию железа. Он вставлял в колебательный контур пучок железных проволок, рядом помещал магнитную иглу, и, когда контур принимал волны и в нем возбуждались высокочастотные колебания, магнитная стрелка отклонялась.
Это было первое открытие двадцатитрехлетнего Резерфорда, и, конечно, он опубликовал его, и, конечно, в маленьком университете оно произвело весьма большое впечатление, и ему даже простили ошибки молодости — фантазии насчет строения атома.
Но, несмотря на то что работа была выполнена студентом, многие физики и инженеры, и среди них Александр Попов и Гульельмо Маркони, отнеслись к ней вполне серьезно и даже использовали ее в своих открытиях в области радио.
Для самого же Резерфорда эти исследования непосредственного значения не имели по причинам, нам уже известным, и Дж. Дж. Томсон даже раскаялся в этом, но косвенная польза от них была несомненная: о Резерфорде узнали сначала в Новой Зеландии, а потом и в Англии. Первое событие имело последствием диплом с отличием и место учителя физики в средней школе, второе принесло ему «Стипендию 1851 года». Это самая крупная стипендия, какую только может получить в Англии молодой ученый; она была учреждена из части доходов от Всемирной выставки 1851 года, происходившей в Лондоне. Присуждали их наиболее талантливым выпускникам провинциальных университетов, чтобы дать им возможность два-три года постажироваться в лучших лабораториях Англии.
