Резерфорд

Педели чуяли правду. Вслед за Максвеллом Рэлей завещал кавендишевцам великолепные традиции экспериментаторской одержимости, неунывающего долготерпения и веселой предприимчивости.

В рэлеевском фольклоре, между прочим, есть рассказ о том, как он решил проверить некоторые особенности «чувства цвета» у разных людей.

Смешение красного и зеленого в определенной пропорции может вызывать ощущение желтого. Одинакова ли эта пропорция для любой пары глаз? С помощью картона, сургуча, стеклянных линз и призмы Рэлей соорудил нужный аппарат. Эта простота изобретательности стала традиционной для кавендишевцев: с годами их лаборатория заслужила даже лестно-шутливое прозвище — «Веревочно-сургучная»… В своем опыте Рэлей принял за контрольный эталон желтого натриевое пламя. Проверяли зрение всех желающих. И оказалось, что у большинства ощущение желтого цвета появляется при одном и том же соотношении зеленого и красного. Но встретились и аномалии: трем братьям Бальфурам зеленого понадобилось необычно много. Очевидно, это была наследственная черта. Вместе с тем Артур Шустер выяснил, что у Максвелла нужная пропорция была сдвинута в красную сторону. И у Дж. Дж. Томсона — тоже! Немедленно напрашивался вывод нового физического закона: этот «красный сдвиг» — видовой признак кавендишевских профессоров… Но, к огорчению теоретиков, у Рэлея и Резерфорда все было в норме.

…Оставляя в 1884 году кавендишевскую профессуру, Рэлей сам назвал своего преемника. Его выбор одобрили Кельвин, Габриэл Стокс и сравнительно молодой еще сын Чарльза Дарвина — кембриджский профессор математики и астрономии Джордж Говард Дарвин. Но это мнение разделяли не все. Когда о выборе Рэлея узнал один американский физик, проходивший выучку в Кавендишевской лаборатории, он тотчас собрал свои пожитки и отплыл на родину. «Бессмысленно работать под началом профессора, который всего на два года старше тебя». А один кембриджский тьютор (воспитатель-наставник) высказал мрачное обобщение: «…критические времена наступают в университете, если профессорами делаются просто мальчики!»

«Просто мальчику» было двадцать восемь лет. Через полвека в своих «Воспоминаниях и размышлениях» Дж. Дж. Томсон признался, что избрание кавендишевским профессором явилось для него ошеломляющей неожиданностью. «Я чувствовал себя, как рыбак, который со слишком легким снаряжением вытащил рыбу слишком тяжелую, чтобы доставить ее к берегу».

Однако Рэлей был уверен в успехе и этого — психологического — своего эксперимента.

У начинающего исследователя была короткая, но убедительная научная биография. Да нет, он уже не был начинающим! И однажды уже имел случай вызвать недовольство окружающих своими слишком ранними притязаниями. Сын небогатого издателя, он рос в окружении книг и развивался быстрее сверстников. Четырнадцатилетним подростком он поступил в Манчестерский университет. Не принять его не могли. Но правителям университета прецедент показался опасным: «Скоро студентов будут привозить к нам в детских колясках». И дабы уберечься от такой катастрофы, они повысили для поступающих возрастной ценз.

Необычно рано началась и его жизнь в науке. К девятнадцати годам он уже имел работу, опубликованную в «Трудах Королевского общества». Между тем пора студенчества была для него вовсе не безмятежной. Он рано лишился отца. И его постоянной заботой стало завоевание всяческих стипендий. К счастью, в английской системе образования они играли действительно стимулирующую роль: необходимы были реальные успехи, иначе стипендия доставалась другому. Конечно, это не спасало от несправедливостей и ошибок, когда делался выбор между достойными кандидатами. Как и Резерфорд, Дж. Дж. испытал это однажды на себе: вступительной стипендии в Тринити-колледже он не получил. Но для внутреннего роста студента всего существенней было стремление оказаться в числе достойных выбора. Как и Резерфорд, молодой Дж. Дж. лепил свою судьбу собственными руками.

Он появился в лаборатории в 1880 году вскоре после торжественного посвящения в «бакалавры с отличием». Для этого нужно было сдать грозно-знаменитый кембриджский трайпос — многосложный экзамен. Странное его название напоминало о временах средневековья. В XV столетии церемония происходила в главной церкви Кембриджа. Восседая на трайпосе — треножнике — под гулкими сводами Св. Марии, один из давно окончивших бакалавров вел диспут с прозелитом. Экзаменующему — его называли мистером Трайпосом — была дана «привилегия юмора». Он пользовался ею без стеснения. И спор легко превращался в издевательство над посвящаемым в бакалавры. А заодно — и над университетскими авторитетами. Это второе обстоятельство заставило в XVIII веке диспуты отменить. Но тень мистера Трайпоса осталась. И трепет перед труднейшим испытанием сохранился… Дж. Дж. выдержал экзамен бестрепетно и блестяще.

Рэлей обратил на него внимание сразу. Молодой Томсон был плодовит и неутомим. Полон идей и очень проницателен. Первая же его кавендишевская работа удостоилась научной премии имени астронома Адамса. Она трактовала о вихревом движении. Из нее следовала полная несостоятельность бытовавшего тогда гадательного представления об атомах как вихрях в эфире.

Дж. Дж. Томсон словно расчищал строительную площадку для собственной будущей модели атома — модели более обоснованной, но тоже еще гадательной, которой суждено было исчезнуть, в свой черед, под натиском Эрнста Резерфорда.

А другая работа молодого Томсона была из тех, какие сполна оцениваются не столько коллегами исследователя, сколько историками — теми, кто, по гегелевскому выражению, «предсказывает назад». Среди предшественников теории относительности всегда называют имена Лоренца, Фицджеральда, Пуанкаре. Реже вспоминают Дж. Дж. Томсона. А он заслужил право прочно стоять в этом ряду. Его работа 1881 года о массе движущегося электрического заряда заключала в себе предвосхищение закона эквивалентности энергии и массы — одного из главных следствий теории Эйнштейна.

В сущности, Томсоном руководила глубокая фарадеевская идея единства природы. Но он увидел новый, уже вполне эйнштейновский ракурс этой идеи: энергия должна обладать всеобщей мерой материальности — массой. Из простых соображений он подсчитал, как выразился Оливер Лодж, «дополнительную массу, даруемую телу электрическим зарядом». Или — массу, принадлежащую энергии электромагнитного поля движущегося заряда…

Словом, у Рэлея были веские основания верить в безошибочность своего выбора. Среди кавендишевцев всегда было много хороших физиков. Но из их когорты рэлеевской поры никто, кроме Томсона, не стал со временем ученым мирового масштаба. Доддс, Харт, Олкокк, Ньюолл, Глэйзбрук, Шоу, Серл, Фицпатрик, Мак-Конелл, Флеминг, Мидлтон… — эти имена уже ничего нам не говорят. А в Кембридже 80-х годов они звучали достаточно громко.

О томсоновском правлении прекрасно сказал Оливер Лодж:

Насколько меньше знал бы мир, если б Кавендишевской лаборатории не существовало на свете; но насколько уменьшилась бы слава даже этой прославленной лаборатории, если бы сэр Дж. Дж. Томсон не был одним из ее директоров!

А директорствовал он тридцать пять лет бессменно — до 1919 года. И, пожалуй, всего важнее, что он всегда был озабочен научными исканиями своих подопечных. Их будущим. Их судьбой. Он создавал школу. Он делал открытия в физике и открывал физиков. Его равно увлекало и то и другое. И равно прельщали удачи ученого и удачи учителя. Ему мало было Англии — ему хотелось, чтобы Кавендишевская школа стала мировой.

Обстоятельства этому способствовали. Тут действовала все та же «обратная связь» между наукой и историей.

Век пара и электричества взрослел. Ни для одной области жизни это не проходило бесследно. Промышленный прогресс… Всемирные притязания Англии… Научное соревнование с Германией и Францией… Относительная провинциальность тогдашней России и тогдашней Америки… Едва ли нужно точнее сужать исторические обстоятельства, породившие в Кембридже середины 90-х годов одно существенное нововведение.