Резерфорд

Да и весь облик физики изменился.

Самый дух физического мышления стал иным.

Во времена Кавендиша еще только разрушалась натурфилософская вера в существование независимых флюидов, источаемых и поглощаемых телами: были флюиды разноименных электричеств, флюид магнетизма, флюид огня — флогистон, флюид тепла — теплород…

Во времена Максвелла идея единства природы уже становилась из философски-гадательной предметно-научной. Программу поисков этого единства завещал еще Фарадей:

…Как быстро растут наши знания о молекулярных силах, с какой яркостью каждое исследование выявляет их важность и делает изучение их привлекательным. Еще немного лет назад магнетизм был для нас темной силой, действующей на очень немногие тела; теперь же мы знаем, что он действует на все тела и находится в самой тесной связи с электричеством, теплотой, химическим действием, со светом, кристаллизацией, а через последнюю — с силами сцепления. При таком положении вещей мы чувствуем живую потребность продолжать наши работы, воодушевляемые надеждой привести магнетизм в связь даже с тяготением.

(Почти эйнштейновская программа поисков единой теории поля! Не правда ли?)

Стал иным и стиль лабораторных изысканий.

Максвелл был и поражен и пленен отважной изобретательностью Генри Кавендиша, когда установил, что для определения силы тока тот пользовался собственным телом как гальванометром. О величине тока Кавендиш научился судить по относительной силе удара, который сотрясал его, когда он замыкал собою электрическую цепь. Рассказ об этом вызывал удивление у всех. Самоотверженные посетители лаборатории просили Максвелла проверить, могут ли и они служить хорошими гальванометрами. Он с улыбкой подвергал их этому испытанию.

А вокруг поблескивали полированным деревом, металлом и стеклом отличные приборы для электрических измерений, и среди них — разные системы впервые придуманного Ампером в 1820 году измерителя силы тока. Хронология таких изобретений обычно не привлекает внимания. Ее не знают даже физики. И современникам Максвелла уже казалось, что эти приборы «были всегда».

Но нет, всегда их не было! Между эпохой Кавендиша и эпохой Кавендишевской лаборатории как рубеж, разделяющий несхожие времена, пролегла широкая полоса промышленной революции. В эти десятилетия родился и зашагал по земле век пара и электричества. Не так уж важно, было ли естествознание его отцом, матерью или только повивальной бабкой. Нет нужды точно соразмерять роль естественных наук с ролью исторических факторов, участвовавших в рождении этого века. Но разве не очевидно, что именно тогда физика впервые заявила о себе как реально ощутимая сила истории? А разбуженные ею возможности технического прогресса стали менять ее собственный облик.

…Физики пробудили мечтательность инженеров: «Нельзя ли электрическим телеграфом соединить Европу с Америкой?» Деловые люди спросили: «А что для этого нужно?» Инженеры ответили: «От вас деньги, от физиков теория!» И проблема вернулась к тем, кто вызвал ее к жизни. Оттого-то в 50-х годах молодой Вильям Томсон начал изучать распространение электрических импульсов вдоль проводов. Но ему понадобилась теория электрических колебаний. Ее не было. Он стал ее разрабатывать. Так появилась в 1853 году его знаменитая формула для периода колебаний в электрическом контуре. Трансатлантический кабель начал регулярно работать через пятнадцать лет. А еще через двадцать пять — юный новозеландец, возмечтавший уже о беспроволочном телеграфе, пользовался формулой лорда Кельвина, не догадываясь, что она плод не только чистого познания, но и законное дитя «обратной связи» между физикой и историей!

Сама Кавендишевская лаборатория была порождением этой обратной связи: великодушие седьмого герцога Девонширского было, кроме всего прочего, замотивировано потребностями времени.

Исполнив до конца благочестивый долг кавендишевского профессора, Максвелл в 1879 году издал неопубликованные работы гениального молчальника. Они вышли под названием — «Электрические исследования достопочтенного Генри Кавендиша». Это звучало возвышенно и старомодно. У молодой лаборатории как бы появился свой вдохновляющий эпос.

А в октябре того же года студент Джозеф Лармор — будущий известный теоретик — услышал в купе кембриджского поезда неожиданную весть о смертельном недуге, поразившем Максвелла. Лармор запомнил скорбный голос своего попутчика. Отнюдь не ученый-кембриджец, а простой сельский житель, тот сказал: «Максвелл уходит». И произнес это таким тоном, каким говорят о беде, касающейся всего мира.

По словам максвелловского ученика Артура Шустера (позже он был связан с Резерфордом добрыми отношениями), эта беда могла бы оказаться роковой для начавшегося процветания Кавендишевской лаборатории, если бы у Максвелла не нашлось достойного преемника. Разумеется, «еще одного Максвелла» не сыскала бы сама королева: исполины не теснятся в истории науки толпами. Но все были удовлетворены, когда вторым кавендишевским профессором согласился стать исследователь, чьи успехи и авторитет были тоже, несомненно, выдающимися: лорд Рэлей.

Подобно Кельвину-Томсону, некогда и он носил более демократическое имя — Джон Вильям Стрэтт. Однако Томсон превратился в лорда к старости, а Стрэтт — в молодые годы. Ему было тридцать, когда в 1873 году за научные заслуги его удостоили этого звания. С титулом третьего барона Рэлея он прожил почти полвека, и подлинная его фамилия вышла из обихода в научной среде. Она и вовсе забылась бы, если б не его сын — Р. Дж. Стрэтт, довольно известный физик уже резерфордовского поколения. Правда, и он стал с годами лордом Рэлеем — четвертым бароном, но известность его не шла ни в какое сравнение со славой отца.

Поле интересов Рэлея-старшего представляется сегодня необъятным. Акустика, оптика, механика, электричество, статистика… Даже химия! Но его современников тут ничто не удивляло.

То было время, когда большие физики занимались всей физикой. Они еще могли себе это позволить. Не была сверхобычной и почти равная плодотворность исканий Рэлея в разнообразных направлениях. Это отличало и Максвелла, и Гельмгольца, и Кельвина… Словом, едва ли не всех больших. На то они и слыли большими физиками!

Но в рэлеевских трудах было и другое: в них уже как бы притаилась неизбежность будущего ограничения интересов исследователя. Видимая необузданность этих интересов сдерживалась изнутри. Переходя из одной области физики в другую, Рэлей всюду обращал внимание прежде всего на волновые и колебательные процессы. Все равно какие — звуковые, механические, световые, невидимые электромагнитные… Сквозь разнообразие просвечивало единство. Он словно развенчивал собственный универсализм. И получалось так, что всю свою долгую жизнь он посвятил преимущественно одной области неведомого — физике колебаний и волн. Он, в сущности, оказался однолюбом. И эту его верность высоко оценила история физики XIX и начала XX столетия.

Однако, как это часто бывает, его имя приобрело широчайшую популярность по совсем другой причине. Вместе с Вильямом Рамзеем он открыл инертный газ аргон. Открытие было сенсационным. Всеобщий интерес к нему — заслуженным. Впервые обнаружилось существование химических элементов, не вступающих в химические реакции!

Впрочем, все это происходило уже в 1894 году — через десять лет после того, как Рэлей оставил кавендишевскую профессуру. (Он с самого начала согласился только на пятилетний срок директорства.)

Был он и вправду достойным преемником Максвелла. Но у каждого свой стиль. В течение пяти лет Рэлей тоже почти ежедневно приходил в лабораторию, однако часы его посещений были заранее регламентированы. Это не походило на максвелловские импровизации. И появлялся он в стенах Кавендиша по-другому. Однажды, правда, когда он уже покидал пост директора, это превратилось в настоящую церемонию. Торжественную и довольно старомодную. И тогда воочию стало видно, каким пиететом пользовалось его имя в Кембридже. Рэлей появился в алой мантии и отнюдь не в сопровождении собаки. Впереди выступали два университетских педеля-эсквайра. Они шли, опустив долу длинные серебряные жезлы. Подобной чести удостаивался только канцлер университета. Уже перед вице-канцлером педели намеренно задирали свои булавы как можно выше, дабы показать презрение к столь малому величию.