Вторник. Седьмое мая: Рассказ об одном изобретении

Молодой острый ум, сверкающий лезвием математического анализа, огранивает и оттачивает первоначальную глыбу новой теории в кристально чистую форму. Максвелл сумел взглянуть на природу явлений тем же взором, что и Фарадей. Он шел за ним. Но он ничего себе не присваивал. От него не надо было ничего защищать — «закрепить за собой». С первой же своей работы и до своего знаменитого «Трактата по электричеству и магнетизму», во всех своих докладах и сообщениях Джемс Максвелл неизменно повторял:

«Мои методы в основном подсказаны рассуждениями, которые имеются в исследованиях Фарадея».

«Моей специальной целью будет дать вам возможность самим стать на точку зрения Фарадея».

«Идея Фарадея… Метод Фарадея…» — отдавал он полную дань тому, за кем он шел.

Но Максвелл владел и своим собственным орудием научного познания. «Целью точной науки является сведение проблем, поставленных явлениями природы, к определению величин путем оперирования числами», — писал он в первой же своей юношеской работе. И всю жизнь следовал этому собственному строгому предписанию. Числа! Математические формулы! — были его главным оружием.

Он сумел переложить основные понятия Фарадея на язык математики, на знаки, на числа. И найти между ними математические зависимости. Таким образом, загадочные электромагнитные свойства, перед которыми многие из ученых стояли в растерянности, легли вдруг на бумагу в виде ряда уравнений.

«Дифференциальные уравнения в частных производных» — так это называется на языке математики. Их было всего четыре уравнения, которые вывел Максвелл, но они открыли новые горизонты науки. На основе этих четырех уравнений Максвелл возвел стройное здание своей теории — теории электромагнитного поля.

Все отдельные факты и наблюдения, которые были накоплены за экспериментальным столом Фарадея, получили точное объяснение и математический ключ к их владению. Очень метко было впоследствии сказано:

«Теория Максвелла — это система уравнений Максвелла».

Казалось бы, ряды сухих, мертвых значков. Разве им сравниться с живой силой наглядных физических представлений, где играют заряды и токи, скорости и силовые линии!.. Но тому, кто способен слышать язык математики, ряды этих значков, интегралов и дифференциалов открывают очень многое. Недаром один из величайших ученых говорил с восторгом:

«Нельзя изучать эту чудесную теорию без того, чтобы порой не возникало ощущение, что математическим формулам присуща самостоятельная жизнь и собственный разум, что они умнее нас, умнее даже открывшего их, что они дают больше, чем в них было ранее вложено».

Так и оказалось. Уравнения, которые Максвелл сам же вывел, сказали ему значительно больше, чем он от них ожидал. Уравнения показали ему, что в природе должны существовать при известных условиях электромагнитные волны. Невидимые волны, как будто никак не ощутимые; но все же волны. Вычисления говорили также о том, что такие волны должны распространяться в пространстве, «от точки к точке», как еще предполагал Фарадей, и что бегут они с определенной, конечной скоростью. А дальше Максвелл вычислил, что их скорость должна быть близка или равна скорости света. Гениальные догадки, зародившиеся в фарадеевских исследованиях, нашли себе столь же гениальное математическое подтверждение.

Из этой музыки символических знаков у Максвелла сложился последний и самый внушительный аккорд его теории. Свет и электричество имеют одинаковую природу. Свет порождается колебаниями той же среды, которая вызывает электрические и магнитные явления. «Свет является электромагнитным возмущением, распространяющимся через поле в соответствии с электромагнитными законами», — делает Максвелл главный вывод из своих вычислений. Новая теория приобретает законченную форму. Электромагнитная теория света.

Но то, что было ясно для Максвелла, открывалось еще далеко не всем. Не всем были доступны его формулы. И далеко не всех они убеждали, даже тех, кто смог проникнуть в их смысл. В самом деле, ведь это были только голые вычисления, не имеющие пока никаких реальных, ощутимых подтверждений. Как признать, например, эти странные электромагнитные волны, как поверить в их реальность, когда их никто еще не улавливал, не получал и когда они существуют только на бумаге в максвелловских значках?

Ученый мир не спешил с признанием повой теории. И многие искали, как бы ее опровергнуть, а не как ее подтвердить. Теория оставалась пока лишь очень изящной тонкой новинкой, но вовсе ни для кого не обязательной.

Лишь кое-где, на отдельных островках науки, пробивались с трудом, медленно семена новой теории. Редкие физики имели мужество одолевать ее математический частокол. И постараться увидеть за ней скрытые горизонты. Как одинокие рыцари, сражались за нее на кафедрах некоторых университетов первые последователи и поклонники.