Неслучайные случайности

Азерников В.

Но, к счастью, в академии были и друзья Ампера, знавшие цену его способностям и его нелюбовь вести публичные споры. И один из них, человек весьма остроумный, сказал спорщикам следующее: «Я сейчас легко докажу вам, что вы заблуждаетесь в самой посылке. Вот вам два ключа, которые я при вас вынимаю из кармана, два обычных железных ключа. Действуют они порознь на магнитную стрелку? — Он поднес их по очереди к компасу. — Действуют. Теперь я складываю эти ключи вместе. Что они, отталкиваются или притягиваются? Что же вы молчите? Докажите, что они взаимодействуют друг с другом, раз оба действуют на стрелку, — и победа за вами, моему другу придется признать, что он неправ. Не можете? Ну, тогда признайте, что неправы вы».

Пришлось признать.

Я рассказал лишь о некоторых треволнениях Ампера в связи с его открытием. Они, конечно, не удивят никого: новое часто встречает поначалу противодействие. Но у Ампера были заботы и поважнее. Он задумал подвести под свои эксперименты математическую базу.

Меж

тем и другие ученые занялись разработкой открытия Эрстеда, и 25 сентября, после выступления Ампера, слово взял Франсуа Араго и рассказал, что ему, так же как и его ученому товарищу, удалось обнаружить нечто новое. «Когда я соединил длинной медной проволокой два полюса вольтова столба, — сказал Араго, — и опустил потом ее в железные опилки, то она притянула их, как если бы была настоящим магнитом. Когда ток размыкался, опилки опадали. Таким образом, — с гордостью закончил Араго, — мне удалось даже намагнитить швейную иглу».

Присутствовавший тут же Ампер заметил, что намагничивание металлических предметов можно усилить еще более, если взять провод в виде спирали, как это делал он, и вставить иглу внутрь.

Вы понимаете, что предложил сделать ничего не подозревавший Ампер? Электромагнит! Но, поглощенный спорами из-за своего открытия, расстроенный ими, он даже не оценил того, что сказал. И, к сожалению, никто из присутствующих также не понял его замечания, даже Араго, которому уж, как говорится, и карты в руки. Причем Ампер и Араго даже поговорили о том, что, чем больше колец в спирали, тем сильнее должно быть намагничивание; оба согласились с этим и… преспокойно прошли мимо изобретения электромагнита. А эта честь досталась английскому преподавателю физики Вильяму Стерджону, который в 1825 году наконец-то догадался сделать то, что уже давно было сделано и только ждало человека, который сумел бы найти этому невезучему изобретению практическое применение. Зато когда в Лондоне был продемонстрирован первый электромагнит, поднимавший груз весом более трех килограммов и отпускавший его, как только электрическая цепь размыкалась, все ученые — даже великие — изумлялись, как дети, новому чуду. Им бы в пору изумиться, как это они почти пять лет спокойно работали с соленоидом Ампера, не понимая, что держат в руках.

Доклад Араго о намагничивании, доклады Ампера, продолжавшиеся еще несколько недель, работы других ученых, пока молчавших или говоривших туманными намеками, держали академию в состоянии постоянного напряжения — что еще будет? Кто еще из ученых мужей, сейчас вроде бы спокойно слушающих докладчика, ошарашит на следующем заседании каким-нибудь новым открытием?

Эти ожидания не были напрасными. 30 октября член академии Жан Био, тот самый, что председательствовал в комиссии, проверявшей открытие Вольты, и профессор физики Феликс Савар доложили о том, что им удалось вывести математический закон, описывающий опыт Эрстеда. Изящным экспериментом, в котором исключалось действие на стрелку магнитного поля Земли, они доказали, что ток действует на магнит перпендикулярно кратчайшему расстоянию между проволокой и стрелкой, а сила взаимодействия обратно пропорциональна этому расстоянию.

Первая формула, появившаяся наконец среди общих слов, подводившая под качественные наблюдения количественную основу, подстегнула Ампера. В конце концов, он математик более, чем физик, и кому, как не ему, попытаться вывести формулу к собственному закону.

Математическая разработка теории электродинамики заняла немало времени. Формулу в самом общем виде, по существу эскиз к своей конечной знаменитой формуле, Ампер сообщил на заседании академии 10 июня 1822 года. А в полном виде, в том, в котором мы пользуемся ею и сейчас, формула была опубликована в 1823 году в специальном сочинении. С тех пор, вот уже сто пятьдесят лет, она служит основой всех электротехнических расчетов. Каждый из нас, еще в школе, или в институте на экзаменах, или потом в научной или инженерной деятельности, вычислял силу взаимодействия токов по формуле Ампера. Многие физики отмечали ее огромное значение для науки, ее универсальность, проницательность ее автора, но, пожалуй, лучше других сказал знаменитый английский физик Максвелл: «Исследования Ампера, в которых он установил законы механического взаимодействия электрических токов, принадлежат к числу самых блестящих работ, которые были проведены когда-либо в науке. Теория и опыт как будто в полной силе и законченности вылились сразу из головы „Ньютона электричества“. Его сочинение совершенно по форме, недосягаемо по точности выражений и в конечном счете приводит к одной формуле, из которой можно вывести все явления, представленные электричеством, и которая навсегда останется основной формулой электродинамики». Много хороших слов сказано в этом отрывке открывателем электромагнитного излучения о своем французском коллеге, но самый большой комплимент, какой мог позволить себе английский физик, — назвать Ампера «Ньютоном электричества».

А великий французский ученый, прославивший свою страну больше, чем иные политические деятели, вынужден был тратить свои последние деньги на покупку необходимого оборудования; вынужден был, забросив работы по электродинамике и сжав зубы, идти униженно просить начальство

Парижского университета, чтобы ему дали какую-нибудь добавочную нагрузку, чтобы подзаработать хоть несколько сотен франков. Иногда ему давали ее, но ту, которую он ненавидел больше всего в жизни и которую хуже других мог исполнить: его отправляли инспектором в какой-нибудь далекий департамент на три-четыре месяца, чтобы он, объезжая город за городом, проверял расходы училищ — на мел, чернила, мебель, чтобы он контролировал знания учеников, устраивал им экзамены, проверял склонения, спряжения, переводы с латыни. Он мучился от своего бессилия, от необходимости тратить драгоценное время на совершенно идиотские занятия, которые по плечу любому инспектору, но что он мог сделать! Не ехать? Но его излишняя щедрость, необходимость самому оплачивать печатание своих трудов, поскольку писал он их великое множество по разным областям знаний, все это не позволяло ему отказываться от скромного побочного дохода. Но мало того, что он переносил страдания во время поездок: когда он возвращался в Париж, они не кончались, с него требовали отчеты, бумажки, циркуляры, — с него, который даже свои великие законы писал стоя, наспех, настолько он не мог творить, привязанный к одному месту. Об этой его слабости знали все — и университетское руководство, даже министр, но они умышленно заставляли его выполнять все бюрократические формальности.

Этих чиновников ничуть не смущало, что они отнимают время и силы у одного из лучших сынов Франции; им доставляло садистское удовольствие ставить на место ученого-оригинала — пусть не воображает о себе бог знает что.

А он не воображал. Он был чрезвычайно, до болезненности скромен. Конечно, он знал цену своим открытиям, но, к сожалению, не мог заставить других оценить их по достоинству и своевременно. А когда это наконец произошло, «Ньютона электричества» уже не было в живых — в 1836 году он умер по дороге на юг, где надеялся поправить свое никуда не годное здоровье.

Другому творцу электротехники, Эрстеду, повезло больше. В 1829 году датское правительство в благодарность за его заслуги перед наукой и страной назначило его директором Политехнической школы в Копенгагене, и он мог спокойно заниматься науками, не перебиваясь случайными заработками.

Правда, он уже не сделал ничего столь же значительного, как его первое открытие, но некоторым образом помог рождению еще одного открытия. И тоже случайного.

Я уже говорил, что Эрстед отправил отчет о своем открытии всем крупным физикам. Неизвестно, послал ли он брошюру своему приятелю Томасу Зеебеку; скорее всего, нет, потому что тот был медиком, а не физиком, но Зеебек все же имел возможность ознакомиться с достижением своею друга, поскольку состоял членом Берлинской академии и на одном из заседаний сообщение Эрстеда было оглашено. Не знаю также, что побудило Зеебека заняться повторением опытов по электромагнетизму — чувство дружбы, любознательность или пробудившийся вдруг серьезный интерес к физике. Он долгие годы занимался частной медицинской практикой в Иене и Нюрнберге, в академию был избран лишь за два года до открытия Эрстеда; но кто его знает, может, за эти два года, присутствуя на заседаниях, где обсуждались успехи физической науки, он почувствовал к ней вкус. Впрочем, не надо забывать, что в те годы огромной пропасти между медициной, химией и физикой еще не было, и, кстати, сам Эрстед начинал тоже как фармацевт на медицинском факультете. Поэтому не исключено, что Зеебек руководствовался, помимо дружеского участия, смешанного с любопытством, еще и формулой: «если смог он, почему не смогу я».

Надо отдать ему должное: он смог повторить опыт своего датского друга. Проводил он эксперимент, как и следовало, с помощью вольтова столба, и все шло как по писаному, но, когда он убрал приборы со стола, то, помимо чувства удовлетворения, осталось на душе какое-то смутное беспокойство. Словно он что-то должен вспомнить, а что, не знает. Не раз потом возвращался Зеебек мыслями к этому опыту, и каждый раз какое-то неясное чувство беспокоило его: ну что, что здесь не так, чего не хватает? Да вроде всего хватает — стрелка-то отклоняется. И лишнего ничего вроде нет. Компас нужен? Нужен. Соединительный провод нужен? Нужен. Вольтов столб? Тоже нуж… Стоп. Вот здесь, где-то здесь. Но что? Проклятая память! Ведь что-то хочется вспомнить. Столб как столб — две пластинки, прокладка, смоченная кислотой. Вся Европа работает на таких столбах, без них вообще бы не было современной физики. Если бы не гениальный Вольта… О господи, наконец-то! Вот оно. Вспомнил. Надо же так мучиться! Вольта — вот в ком все дело. Что значит — плохо учил физику. Ведь первые опыты Вольты — две металлические пластины без всякой жидкости, и ток тем не менее образовывался.

Теперь Томас наконец сформулировал свою ускользавшую целый год мысль: а что, если попробовать получить магнетизм в проволоке, соединив два металла без жидкости, как это делал Вольта? Интересно, отклонится в этом случае стрелка? Или для нее имеет значение происхождение электричества?

Зеебек взял две пластинки, медную и висмутовую, и присоединил их к проводам мультипликатора. Это нехитрое устройство, его изобрел немецкий физик Швайгер сразу же после сообщения от Эрстеда. Намотанная в несколько слоев и покрытая шелковой изоляцией проволока намного усиливала магнитное действие тока.