С давних пор центром развития естественнонаучного знания в Великобритании был Кембридж. В Оксфорде тоже проводились научные исследования, но по традиции там развивалась литература, поэзия и гуманитарные дисциплины. В Кембриджском университете получили плодотворное развитие такие науки, как математика, физика, астрономия, медицина. История науки в Кембридже – это большой и серьезный предмет. Не претендуя на всесторонне его освещение, мы попытаемся отметить только главные направления, по которым развивалась научная и теоретическая мысль. Это послужит как бы историческим фоном для выяснения жизненных судеб людей, которые с этими направлениями были связаны.
Хорошо известно, что с давних пор Кембридж был центром изучения физики. Правда, средневековая наука, преподаваемая в университете, основывалась главным образом на физике Аристотеля и на мифологизированной теории мироздания. Но накопление научного опыта привело к серьезным изменениям в системе научного исследования и преподавания.
Настоящая революция в физике связана с именем Исаака Ньютона, который написал все свои основные сочинения, будучи феллоу Тринити-колледжа. Здесь он производил анализ орбитальных движений планет, указывая на эллиптический характер планетарных орбит, здесь он сформулировал свой закон всемирного тяготения.
Но с Кембриджем связана не только история физики, но и ее самые современные научные открытия. Именно Кембридж оказался центром экспериментальной физики, где произошли великие открытия, революционизировавшие современную мировую науку и технологию. Здесь, в университетской лаборатории Кавендиш, были сделаны величайшие открытия в области атомной физики.
«Лаборатория Кавендиша, – пишет Джеффри Хьюдж, – это, очевидно, самое известное научное учреждение в мире. Возникнув в XIX веке на базе факультета физики Кембриджского университета, она приобрела в XX веке международную репутацию как лучшее место для преподавания и исследования в области физики. За последние сто лет здесь произведены самые новейшие научные работы, включая открытие электрона (1897), протона (1920), нейтрона (1932), изотопов в световых элементах (1919), искусственное расщепление атома (1932), выяснение структуры ДНК (1953) и открытие пульсаров (1967). С учреждения Нобелевской премии в 1901 году около двадцати физиков, работавших в лаборатории Кавендиша, стали ее лауреатами. Среди них – Д. Д. Томсон в 1906 году, Эрнст Резерфорд в 1908, У. Брегг в 1915, Ф. Астон в 1922, Джеймс Чедвик в 1935, И. Апплетон в 1947, П. Блескетт в 1948, Крик и Уотсон в 1962, Хевиш и Райл в 1974, Петр Капица в 1978. Действительно, престиж и слава лаборатории Кавендиша позволяет назвать ее “рассадником гениев”. Лаборатория Кавендиша занимает особое место как в истории физики, так и в развитии науки в Кембридже»[21]
.Лаборатория Кавендиша была основана в 1871 году для того, чтобы университет мог проводить экспериментальные исследования и обучение в области физики. Как раз в этом году парламент обсуждал вопрос о реформировании университета, чтобы он мог выдерживать конкуренцию в области науки с Францией и Германией. Для этого проекта деньги на строительство новой лаборатории дал канцлер университета, землевладелец и промышленник Уильям Кавендиш, граф Девонширский. С 1871 лаборатория реконструировалась, снабжалась научной аппаратурой. Но уже в 1874 году новая лаборатория, получившая имя Кавендиша, открыла двери перед студентами и преподавателями.
Первым директором лаборатории был Джеймс Клерк Максвелл, который занимался проблемами электромагнетизма. Он разработал программу работы лаборатории, связанную с определением электрических стандартов. После смерти Максвелла в 1879 году его место занял лорд Рали (Rayleigh). Продолжая исследования электрических стандартов, он открыл в лаборатории новые направления, связанные с оптикой, спектографией и гравитацией.
Рали ушел на пенсию в 1884 году, и на посту директора лаборатории его заменил 28-летний физик Джозеф Джеймс Томсон. Время показало, что университет сделал правильный выбор, поставив во главе лаборатории молодого ученого. Томсон положил начало научным открытиям в лаборатории, и традиции, заложенные им, получили дальнейшее успешное развитие.
Томсон получил образование к Манчестере, но в 1876 году получил место преподавателя математики в Тринити-колледже. Здесь он остался на всю дальнейшую жизнь. В 1884 году он получил степень профессора и стал заниматься экспериментальными работами в лаборатории Кавендиша, которую он возглавил в 1885 году. 30 апреля 1897 года 40-летний профессор объявил об открытии частицы атома, которую он назвал «корпускулой» и которая сегодня известна как электрон. Он продемонстрировал, что в лучах катода возникает световое излучение, которое в 1000 раз превосходит свечение одного атома. Томсон приходил к выводу, что атомы содержат более мелкие частицы – «корпускулы». Это открытие принесло Томсону в 1906 году Нобелевскую премию.