От иммигранта к изобретателю
Шрифт:
Моим первым занятием после высадки в Касл-Гардене была работа на ферме и там я дал себе слово, как только позволят обстоятельства, купить себе настоящую американскую ферму. Немного больше чем через двадцать лет, в 1897 году, я приобрел ферму в Норфольке. Этот благословенный уголок, где ко мне вернулось здоровье и счастье, стал моей настоящей американской родиной и у меня никогда не было желания искать лучшего счастья в каком-либо другом месте, как в Америке, так и в Европе.
Уроженец Норфолька является типичным коннектикутским янки. Его не смущает ни богатство, ни общественное положение летних гостей. Его достоинство и самоуважение не позволяют ему пресмыкаться перед каким-нибудь городским щеголем. Вы будете пользоваться его уважением и вниманием лишь в том случае, если вы заслужите это. Но вы должны заслужить это в Норфольке вашими делами. Вы не можете покорить его силой чего-нибудь, что вы привозите с собой из города в летний отпуск. Когда вы летом находитесь в Норфольке, вы — только летний гость, чужой человек с привычками, неизвестными уроженцам Норфолька, Когда-то
Норфольк, как и всякий город Новой Англии, имеет свои ежегодные городские собрания, где выслушиваются и подробно анализируются городские отчеты за текущий год, делаются ассигнования на следующий, и выбираются представители административной власти. Сделавшись домовладельцем в Норфольке, я стал регулярно посещать эти городские собрания, принимал участие в обсуждениях и там, благодаря личному общению с людьми, я первый раз познакомился с основными сторонами англо-саксонского быта. На одном из таких собраний я предложил улучшить общественные дороги, основываясь на том, что лучшие дороги привлекут больше летних гостей из крупных городов и этим самым будут способствовать росту благосостояния города. Мои аргументы были выслушаны с почтительным молчанием и не успел я закончить свою речь, как мистер Нетлтон, старейший избиратель города, поднялся и, направив в мою сторону свои черные защитные очки, обратился ко мне со следующими словами:
— Наши дороги так же хороши, как они были всегда. Наши предки научили нас как заботиться о них и они хороши для нас. Вы говорите, что, если мы улучшим их, мы будем иметь больше летних посетителей, которые своим богатством будут способствовать росту благосостояния нашего города. Нам не нужно такого благосостояния. Оно приносит ложную гордость в Новую Англию, которую разводите кругом вы, городские жители. — И затем, указывая на меня дрожащим пальцем, старик проговорил: — И вы в особенности виноваты в этом. Вы первый показали нашим простым здешним людям хвастливые прогулки по городу на лошади с кроличьим хвостом.
Он имел в виду почти повсеместный в то время обычай обрезывать лошадям хвосты. Хвосты моих знаменитых пони и Клипера были действительно обрезаны. После этой речи я отказался от своей агитации в пользу хороших дорог. Два года спустя произошел другой случай. Мистер Картер, хорошо известный в Норфольке охотник, имел прекрасного понтера. Как-то летом он уехал в Европу, оставив собаку на попечении своего приятеля. Но собака сбежала и шныряла по всем лесам Норфолька, разыскивая своего хозяина. Однажды она пришла к моему дому. Я приласкал ее, дал ей свежей воды и накормил досыта. После еды она заснула у моих ног на балконе и, когда пробудилась, посмотрела на меня довольным, ласковым взглядом. С этого момента она следовала за мною всюду, куда бы я ни выезжал на прогулку. Однажды я ехал медленной рысью по дороге, проходившей мимо дома старика Нетлтона. Я увидел его издали стоящим возле дороги. Казалось, он кого-то ожидал. Когда я поровнялся с ним, он попросил меня остановиться и обратился ко мне:
— Профессор, я был очень строг с вами два года тому назад на том городском собрании. Но я не знал вас. Теперь я знаю. Эта собака ни с кем бы не осталась в этом городе, но она живет у вас и следует всюду за вами, как за своим хозяином. Вы ее любите и собака знает это. Я имею большое доверие к чутью собаки и знаю теперь, что вы — добрый человек: вы так же добры, как все другие люди в этом городе Новой Англии, — и затем, протягивая мне свою костлявую руку, сказал: — Пожмите, простите, забудьте и будем друзьями. Я никогда не буду противоречить вам на наших ежегодных городских собраниях. То, что хорошо для вас, хорошо для меня и для нашего маленького города.
У меня не было еще более приятного предложения дружбы и не было дружбы, какой бы я так гордился. Вскоре жители Норфолька от блестящей семьи Эльдридж, до самого простого рабочего-поденщика, начали питать ко мне те же чувства, что и старый Нетлтон. Я им всегда верил и у меня не было причины сомневаться в их дружбе ко мне. Ни одна предложенная мной на городском собрании резолюция не отклонялась, но я всегда был осторожен и не вносил никаких предложений до тех пор, пока я не был вполне уверен, что они были подходящи для всех. Я скорее бы пожертвовал хорошим мнением обо мне опекунов Колумбийского университета, чем мнением добрых людей Норфолька, этого моего американского Идвора. Во время моих летних отпусков в Норфольке я всегда чувствовал себя счастливым и довольным, как будто я был в родном Идворе. Когда я возвращался из летнего отпуска в свою лабораторию, я всегда был уверен, что возвращался с новой энергией для решения трудных научных проблем. Так ко мне вернулась уверенность, что я полностью оправился от удара и болезни весной 1896 года, и я снова взялся за научно-исследовательскую работу.
Когда в декабре 1895 года до меня дошло известие об открытии Рентгеновских лучей, я был занят исследованием проблемы, над которой начал работать в 1894 году, совершая турнэ по Швейцарии. К ней то и обратился я снова после моего выздоровления. Я должен сказать здесь, что я никогда больше не возвращался к исследованию Рентгеновских лучей, так как долгое время после моей болезни даже один вид Рентгеновской лампы наводил на меня ужас.
Ранним летом 1894 года мы с женой жили в небольшом отеле на Ваннзее, в Швейцарии. Я подготовлял тогда свои лекции по математической теории звука. Трактат лорда Рэлея привлек мое внимание к одной научной проблеме, о которой я вполне узнал за десять лет до этого из знаменитого трактата Лагранжа. Я купил этот трактат у букиниста в
Невесомая нитка протягивается, как струна скрипки, и укрепляется между двух укрепленных точек. К нитке на равных интервалах подвешиваются тела равного веса, скажем зарядная дробь. Возникает вопрос: каково будет колебание этой, утяжеленной подвешенными телами, нитки, если каким-нибудь толчком она будет выведена из состояния покоя? Лагранж нашел прекрасное решение для этой интересной проблемы, и это решение знаменует собой начало новой эпохи в истории математической физики. Решение это помогло ему проанализировать математически колебания струны скрипки — одна из знаменитых математических задач в 18-м столетии. Я предпринял смелую попытку найти решение для более общей и менее гипотетической формулы этой задачи. Я допустил, что нитка имеет вес, и что она и прикрепленные к ней весомые предметы двигаются через какую-нибудь вязкую среду, Я чувствовал интуитивно, каково должно быть решение и придавал этому большое научное значение. Наконец я нашел самое общее математическое решение этой обобщенной задачи и особенность этого решения заключалась в том, что оно могло быть сформулировано весьма простыми словами. Я дам эту формулировку позже. Решение было в точности такое, какое я ожидал, и привлекало меня больше, чем что-либо сделанное мной раньше. Я всегда был убежден, что моя тренировка в сигнализации через землю, которой научили меня пастухи Идвора, сыграла решительную роль в этой интуитивной отгадке. Ранние впечатления, особенно касающиеся научных фактов, — неизгладимы.
Я был весьма воодушевлен мыслью, что мог сделать существенное дополнение к решению исторической проблемы, впервые формулированной знаменитым Лагранжем. Желая поделиться своей радостью с женой, я сказал ей, что был готов оставить мои занятия по математике в течение остатка того лета, и мы отправились в поездку по Швейцарии. Это означало: она ехала, а я большую часть времени шел пешком, особенно когда повозка двигалась по извилистой дороге высоко в гору, что в швейцарских поездках бывает очень часто. Сокращая углы и повороты, я встречался с женой то и дело на высших точках крутой дороги и ехал с ней под гору. Во время этой ходьбы, будучи один, я неутомимо размышлял над моим решением обобщенной проблемы Лагранжа. Однажды, когда я взбирался к проходу Фурка, мне пришла мысль, что если движение электричества через проволоку встречается с противодействующими силами, подобными силам в движении материальных элементов в растянутой нитке, то мое обобщенное решение задачи Лагранжа должно быть применимо к движению электричества, и я тотчас понял, что я сделал очень важное изобретение. Я попытался убедить в этом жену, но она сказала: «Я поверю в то, что ты говоришь и с радостью поздравлю тебя, если ты мне пообещаешь, что под конец нашего пути не будешь рассеянным». Я пообещал, хотя было очень трудно сдержать обещание. Я не говорил ей, как мне хотелось снова быть в моей скромной лаборатории в заплесневелом подвале под канцелярией президента Колумбийского колледжа Лоу, несмотря на живописные виды, открывавшиеся предо мной на каждом повороте извилистых дорог к чудесным горным проходам Швейцарии. Когда наша поездка по Швейцарии окончилась, я разработал в голове все детали предполагаемых экспериментов, и жена уже не говорила о моей рассеянности. Меньше чем через год после этого я закончил первую предварительную пробу и приступил к более детальным исследованиям. Но в самом конце 1895 года было объявлено об открытии Рентгеновских лучей и я, как и все, бросил мою работу и обратился к ним. И лишь после моей болезни 1896 года я снова взялся за прерванные в 1895 г. исследования.
Что же представляет из себя изобретение, зародившееся в 1894 году во время моего путешествия по Швейцарии? С этим изобретением связан один из эпизодов научной истории, и я кратко остановлюсь на этом здесь:
Колебательное движение электричества по проволоке напоминает во многом распространение колебательного движения шнура или струны от одного конца к другому. Это распространение электрического движения по длинному проводнику от одного конца к другому впервые было исследовано профессором В.Томсоном-Кельвином в Глазговском университете в 1855 году, когда проектировался Атлантический кабель. Он разработал проблему электрической сигнализации по подводному кабелю, а три года спустя Кирхгоф, бывший моим учителем в Берлине, разработал ее для телеграфной связи по надземным проводам, натянутным на столбы. Когда в 1876 году был изобретен телефон, сразу же появилась необходимость в математической теории телефонной трансмиссии по длинным проводам. Тот, кто понимал работу Томсона и Кирхгофа, мог без особых трудностей разрешить эту проблему телефонной трансмиссии. Француз Ваши и англичанин Хевисайд были первыми, кто разработал ее. Они сделали это в указанном хронологическом порядке: Ваши был на два года впереди Хевисайда. Они оба заметили: так же как в кабеле и в надземной телеграфной линии, в телефоне редукция передаваемой электрической силы была тем меньше, чем больше была так называемая индуктивность проволоки-проводника. Многие склонны думать, что это наблюдение было важным открытием. Я никогда не считал это за открытие, потому что я верил, что работа Томсона и Кирхгофа сделала это наблюдение очевидным. Но как бы то ни было, наблюдение Ваши было сделано на два года раньше Хевисайда, но ни тот и ни другой не усмотрели в этом особый случай общего физического принципа. Этот принцип, между прочим, сделал союзникам большую услугу в Мировой войне, в их борьбе против подводных лодок. Я вкратце остановлюсь на нем.