Фарадей. Электромагнитная индукция

При рождении Майкла Фарадея мир представлял собой довольно темное место. Во-первых, в то время было очень мало источников искусственного света, а во-вторых, планету накрыло облако пепла от извержения далекого вулкана.

Ньюингтон-Баттс близ Лондона, где родился Майкл, был одним из самых грязных городков. Его окутывал дым машин, порожденных промышленной революцией, в ходе которой сельскохозяйственные рабочие перебирались в города, где трудились по многу часов подряд и практически не имели шансов на социальное и интеллектуальное развитие. Однако Фарадею удалось разорвать эту цепь и стать примером человека, сделавшего одну из самых блестящих научных карьер XIX века.

Часть его успеха можно связать с тем фактом, что Майклу посчастливилось найти работу переплетчика. В ту эпоху чтение книг было очень дорогим способом проведения досуга, однако Фарадей получил доступ ко всем книгам, которые переплетал, и он читал их с той же страстью, с какой ювелир рассматривает драгоценный камень.

Другая часть его успеха, наверное, опирается на религиозные убеждения ученого, который был сандеманианцем — членом протестантской общины, которая строго и буквально трактует Священное Писание.

СВЕТ СВЕЧИ

До прихода эры электричества в таком большом городе, как Лондон, средняя семья могла использовать одну свечу за ночь. Чтобы оценить такую освещенность, надо вспомнить, что свет одной свечи — это 1/100 света, испускаемого стоваттной лампочкой. Кроме того, свеча быстро сгорала.

Более обеспеченные классы использовали в качестве альтернативы газовые лампы, но они были очень дорогими, требовали постоянного ремонта, оставляли жирные пятна, загрязняющие одежду, и даже вызывали проблемы со здоровьем. Поэтому во многих книгах той и более поздней эпохи, например в издании The American Woman’s Ноте («Дом американской женщины», 1869) Кэтрин и Гарриет Бичер-Стоу, предлагали инструкции, как делать свечи.

В начале XVIII века люди боялись выходить ночью из дома, а если это было необходимым, пользовались услугами мальчиков, которые освещали дорогу толстыми факелами, пропитанными смолой или другими горючими веществами. Эта ситуация сохранялась довольно долгое время. Даже в 1850-е годы, когда для уличного освещения использовались газовые фонари, ночью было так же мрачно: такое освещение давало света меньше, чем современная лампочка на 2,5 Вт. К тому же самих фонарей было очень немного — соседние лампы разделяли не меньше 30 метров тьмы. Кроме освещения улиц, некоторые фонари в Лондоне выполняли и другую функцию: они служили своеобразными указателями, чтобы не заблудиться. Таким ненадежным образом практически половина города была освещена вплоть до 1930-х годов. Использование газовых ламп в помещениях негативно влияло на здоровье: работники в конторах с таким освещением жаловались на головную боль и тошноту.

Несмотря на все эти недостатки, молодой Майкл Фарадей в 19 лет, выходя из дома профессора Татума, не мог не остановиться, с удивлением глядя на только что установленные на Дорсетт-стрит газовые фонари. Благодаря им ходить по освещенным улицам стало немного безопаснее. Ho для полной победы над тьмой требовалось больше света. Фарадей ходил на занятия к профессору Татуму, потому что не мог позволить себе учебу в университете, но стремился узнать столько, сколько было возможно. Хотя Майкл этого и не мог еще знать, он учился для того, чтобы однажды на темных улицах засиял свет.

Тьма, царившая в Лондоне, сгустилась еще сильнее в 1815 году, когда начал извергаться вулкан Тамбора на далеком острове Сумбава. Это было крупнейшее извержение за последние 10 тысяч лет, эквивалентное взрыву 60 тысяч атомных бомб, таких как хиросимская. Около 150 миллионов тонн частиц пепла поднялись в небо и с помощью ветра несколько раз облетели Землю, окутав всю планету. Небо над далекими от вулкана Лондоном и Парижем померкло, температура в мире понизилась на несколько градусов, так что Темза замерзла. Все это напоминало Апокалипсис и повлияло на развитие романтизма. Байрон (1788–1824) в 1816 году написал стихотворение Darkness («Тьма», приводится в переводе И.С. Тургенева):

Кстати, дочь Байрона, Ада Лавлейс (1815–1852), интересовалась идеями Майкла Фарадея.

Темное лето 1816 года вдохновило и писателей: например, Мэри Шелли (1797–1851) создала литературный образ монстра Франкенштейна. Художники, включая Уильяма Тернера (1775–1851), писали на своих полотнах закаты в сумеречных тонах, однако сейчас нам известно, что эти картины представляют реальное лондонское небо того периода. Естественно, недостаток света стал причиной не только темноты, но и холода, особенно если учесть, что в ту эпоху климат был холоднее, чем сейчас. Камины были не слишком эффективны для отопления больших помещений, и Томас Джефферсон рассказывал, что однажды был вынужден прекратить писать, так как чернила в его чернильнице замерзли. Рассказывая о морозных зимах на большей части территории Северной Америки в не таком уж далеком 1866 году, мемуарист Джордж Темплтон записал в своем дневнике, что, несмотря на две печки и камины, температура в его доме в Бостоне не превышала трех градусов.

Тогда еще никто не думал об электричестве, никто и не предполагал, что оно может иметь практическое значение. Луиджи Гальвани (1737–1798), используя простые батарейки, доказал, что электричество заставляет напрягаться мускулы мертвой крысы, из чего сделал вывод: оно является источником жизни. Его племянник Джованни Альдини (1762–1834) устроил целый спектакль: он «оживлял» отрубленные головы только что казненных преступников. Электричество использовалось для лечения запоров и неподобающей эрекции у мальчиков, но никто не мог и предположить, что его можно использовать для того, чтобы осветить и согреть мир.

У молодого Фарадея чтение Гальвани вызывало особый интерес, особенно часть, касающаяся оживления мертвых, так как недавно у Майкла умер отец. Фарадей, как и Шелли в своем романе о Франкенштейне, написанном, когда тьма далекого вулкана закрыла небо, размышлял: правда ли, что Гальвани изобрел способ возродить жизнь? Правда ли, что он открыл искру жизни?

Гемфри Дэви, будущий наставник Фарадея, в начале XIX века описал дуговой разряд между двумя угольными стержнями. Ho только в 1846 году человек по имени Фредерик Хэйл Холмс (прим. 1811–1870) запатентовал дуговую лампу. О биографии Холмса известно немного, но считается, что он отправился в Англию, чтобы разделить свое открытие с Фарадеем, сразу же осознавшим важность этой технологии для улучшения света маяков.

Технологию впервые применили 8 декабря 1858 года для маяка Саут-Форленд близ Дувра. Позже этот же принцип был использован и на других маяках, но он оставался дорогостоящим и сложным. Для эксплуатации требовался постоянный технический контроль, были нужны электромагнитный двигатель и паровая машина. К сожалению, свет маяка был слишком сильным, а установка не подходила для бытового использования: требовалась еще нить накаливания, которая могла гореть в течение продолжительного времени.

ПЕРВЫЕ ГОДЫ МАЛЬЧИКА БЕЗ БУДУЩЕГО

В сентябре 1791 года в Ньюингтон-Баттсе, к югу от Лондона, родился Майкл Фарадей. Его родители, Джеймс и Маргарет Фарадеи, принадлежали к бедному классу. Джеймс был кузнецом, а Маргарет — дочерью фермера. Джеймс с детства работал в поле, но сельскохозяйственные угодья вокруг большого города в связи с промышленной революцией, начавшейся в 1733 году, постоянно сокращались. Первыми жертвами революции стали работники текстильной промышленности: паровые машины отнимали у них рабочие места. В связи с расширением текстильной отрасли производители хлопка стали поставлять больше сырья. В конце XVIII века Эли Уитни (1765–1825) изобрел хлопкоочистительную машину, работавшую в 200 раз быстрее человека. Люди, занятые в поле и на других этапах обработки, подвергались жестокой эксплуатации или были уволены хозяевами, предпочитавшими новейшие машины, которые позволяли быстрее разбогатеть.

Тенденция к постепенному уменьшению спроса на рабочие руки заставила семью Фарадеев в поисках работы переехать в Ньиюнгтон, расположенный близко от Лондона. Той же осенью в семье родился третий ребенок, Майкл, что очень тревожило его отца: чтобы прокормить еще один рот, ему необходимо было заработать больше денег.

Фарадеи получали от английского правительства пособие: семье выделялся хлеб на неделю, и располагая только этой помощью, в поисках постоянного заработка, они были вынуждены в 1796 году переехать в северный район Лондона, на Веймут-стрит. Юный Майкл практически не ходил в школу: во-первых, сама школа была плохой, а скудные средства родителей не позволяли рассчитывать на большее, а во-вторых, его родители не слишком верили в необходимость образования.

Несмотря на все трудности, Фарадеи были счастливой семьей. Они принадлежали к общине сандеманианцев — течения, отделившегося от пресвитерианской церкви Шотландии и англиканской церкви. Сандеманианцы считали бедность достоинством человека, ведь сам Иисус, бывший бедным, говорил, что легче пройти верблюду сквозь игольное ушко, чем богатому войти в Царствие Небесное.

По этой причине, а также и потому, что Фарадею пришлось с юных лет работать — сначала разносчиком газет, а затем в книжном магазине, — его исследовательская деятельность началась довольно поздно, в том возрасте, когда большинство ученых уже обычно совершают свои великие открытия.

Фарадей с большим энтузиазмом относился к интеллектуальным занятиям. Например, ему очень нравилось придумывать разные игры в слова для своих друзей. Вот такой ответ он отправил Бенджамину Эбботту:

Подросток почти не ходил в школу и все время проводил на улице, играя с друзьями в камушки в соседнем переулке от своей лачуги. Позже Фарадей будет сожалеть об этом: «Мое образование было самым обычным и состояло из зачатков чтения, письма и арифметики в самой простой и ничем не примечательной школе».

В 13 лет Майкл Фарадей, бедняк, не получивший практически никакого образования, начал работать. Его отец предпочел бы, чтобы сын стал подмастерьем у кузнеца, но промышленная революция меняла общество. Хотел этого отец Фарадея или нет, но будущее было за паровыми машинами. Несмотря на то что у Джеймса была возможность устроить сына работать вместе с собой, Майкл временно поступил разносчиком книг к Джорджу Рибо, хозяину соседнего книжного магазина на Бландфорд-стрит, недалеко от Бейкер-стрит.

Работа была очень простой: нужно было бегать по окрестностям, что не составляло труда для мальчика, проводившего на улице с друзьями большую часть времени. Такая работа даже не требовала умения читать. Ho при этом Фарадей умел читать, как и многие в то время: все больше людей тянулись к чтению, уровень грамотности в промышленно развитой Европе сильно возрос, отчасти благодаря механизированным прессам, существенно удешевлявшим процесс книгопечатания. Этот всеобщий интерес к книгам давал работу молодому Фарадею, и сам мальчик не мог не поддаться ему. Результат можно угадать: Майкл посматривал на книги, которые разносил, с растущим любопытством. Это любопытство распространилось и на заднюю комнату лавки, где сшивались страницы книг.

Рибо в письме 1813 года так передает жажду Фарадея к изучению нового по книгам:

ИСКРА ВДОХНОВЕНИЯ ПРОСТОГО САМОУЧКИ

В 1805 году Фарадей решил стать учеником переплетчика, работавшего в задней комнате книжной лавки Рибо. До этого Майкл не переступал порога библиотеки, но сейчас он оказался в помещении, где хранилось множество книг, хоть и не переплетенных, и сам участвовал в процессе их создания. В то время машины еще не были настолько точны, чтобы заменить ручной труд переплетчика, требующий большой осторожности. Страницы сшивались, обрезались гильотиной, закреплялись на кожаной обложке, которая также делалась вручную. Эта работа позволила Фарадею с головой погружаться в книги, которые он держал в руках.

Майклу было 14 лет, и книги все больше увлекали его. Ему удалось прочитать несколько научных статей — и он почувствовал жадный интерес к науке. Для молодого Фарадея чтение составляло часть работы, так как переплетчик должен проверить готовую книгу. Вначале это было для него утомительно, но упорство помогло преодолеть все затруднения, и за несколько месяцев он восполнил все годы, когда не посещал школу.

Сшивая последнее издание энциклопедии Британника, Фарадей на странице 127 прочел статью об электричестве. Эта статья явилась для него вдохновением и открытием: электричество до сих пор оставалось загадкой. Ho электричество было создано Творцом, и единственный способ понять Бога заключался в объяснении всех тайн природы, включая феномен электричества.

Перед юношей была огромная коллекция книг, предназначенных в основном для высшего английского общества, — это и стало первой искрой. В течение 15 лет чтения книг, не обладая обширными знаниями в области математики, не зная дифференциального исчисления, Фарадей начал ставить первые опыты. Нехватка знаний компенсировалась удивительной легкостью, с которой он чертил графики и придумывал эксперименты. Дело в том, что Фарадей был больше экспериментатором, чем теоретиком. Например, во время работы у него появилась идея, которую поддержал и Рибо, находивший мечты Фарадея о разгадке тайн природы прекрасными: часть книжной лавки была переоборудована в импровизированную лабораторию, занятиями в которой Майкл наслаждался после окончания трудового дня. Лаборатория была весьма примитивной, но после первых экспериментов, вдохновленный чтением книг, Фарадей чувствовал себя настоящим ученым. Он смог сконструировать электростатический генератор — механическое устройство, испускающее искры статического электричества.

Королевский институт располагался неподалеку от книжной лавки Рибо. Именно там читал публичные лекции знаменитый химик и директор института Гемфри Дэви, в скором времени ставший интеллектуальным авторитетом первой величины для молодого Фарадея. Однако Майкл был так беден, что не мог позволить себе купить билет на эти лекции. В ту эпоху стать ученым было практически равнозначно тому, чтобы стать, например, принцем: наукой интересовалось в основном высшее общество, и эти занятия не оплачивались, таким образом, были доступны только хорошо образованным и обеспеченным людям. Как мы знаем, Фарадей в их число не входил.

Единственное, что он мог себе позволить, это собрания дискуссионного кружка, состоявшего из молодых рабочих, желавших повысить свой социальный статус. Встречи проходили по средам в 8 вечера в доме преподавателя физики Джона Татума, за участие нужно было заплатить один шиллинг. Татум или члены кружка по очереди готовили небольшую лекцию, выбрав тему на свой вкус. Когда пришла очередь Фарадея, он рассказал об электричестве. Именно тогда начинающий ученый получил первые поздравления за свои научные занятия.

Фарадей с удовольствием вел бы прежний образ жизни, однако дела у него дома шли непросто. Отец был серьезно болен, и семья вынуждена была переехать в квартиру получше, ближе к центру города, однако через несколько месяцев, когда Майклу только исполнилось 19 лет, Джеймс умер.

Семья поселилась в скромном жилище на Веймут-стрит. Фарадей тосковал по отцу, и однажды ночью ему вспомнился давний случай, как отец спас ему жизнь, когда Майкл чуть не упал в дырку между досками старого амбара в Ньюингтоне. В этот момент Фарадей принял решение, что будет развивать свой ум насколько это возможно, чтобы стать великим натурфилософом. Он решил продолжать работу переплетчиком, чтобы содержать семью, но одновременно приложить все усилия для достижения великих интеллектуальных горизонтов, несмотря на свое скромное происхождение и надменность науки, признававшей только голубую кровь, в эпоху, когда впервые люди из низших слоев пытались улучшить свое социальное положение, выступая против сложившегося status quo. Искра жизни Гальвани, смерть отца, чтение в лавке Рибо книг, предназначенных для других, занятия с Татумом — все это подстегивало юношеские мечты Фарадея.

Ho он должен был финансово помогать семье, и юноше нередко казалось, что судьба против него: все словно сговорились, чтобы он оставался простым переплетчиком, был еще одним колесиком огромного лондонского механизма. Мечта быть ученым становилась все призрачнее. Как только у Фарадея появлялось свободное время, он чувствовал, что должен не читать, а трудиться, ведь мать и братья зависели от него.

Натурфилософы не могут работать в таких условиях. Значит, не стоило и мечтать о том, чтобы однажды стать одним из них.

Королевский институт Великобритании был частным учреждением для высшего класса, неким научным Олимпом, который вмещал только ученых из высших слоев общества. При этом основной целью Королевского института было просвещение и распространение науки и способов ее применения в повседневной жизни, проведение публичных лекций и экспериментов. Его основателем был Бенджамин Томпсон, более известный как граф Румфорд, родившийся в Массачусетсе (США) в 1753 году. Научные достижения позволили ему вступить в Лондонское королевское общество в 1799 году. В том же году он и ботаник Джозеф Бэнкс предложили Георгу IN проект создания института, первым президентом которого стал Джордж Финч. Параллельно в Королевском химическом колледже и Правительственной школе горного дела и прикладных наук разрабатывались технические новшества.

Ho произошло одно из тех случайных совпадений, которые резко меняют обычный ход вещей. Однажды человек по имени Денс Джунр, член Королевского института, вошел в лавку Рибо. Джунр заинтересовался одной из книг, переплетенных Фарадеем: на страницах, заключенных во внушительный переплет, были пометки самого Фарадея, которые он делал на собраниях Татума. Джунр попросил книгу на некоторое время, и Рибо согласился. Через несколько недель книга вернулась в лавку, а среди ее страниц лежало четыре листка. Фарадей с большим удивлением обнаружил, что это были билеты на следующий цикл публичных лекций Гемфри Дэви. Это был подарок небес, который чудесным образом открывал Фарадею путь к его мечте. He зря считается, что жизнь Фарадея достойна литературного произведения, поэтому его биография занимает писателей гораздо больше, чем биография Ньютона, Эйнштейна или Мэрилин Монро.

Гемфри Дэви был для Фарадея одним из самых великих натурфилософов. Фарадей с трудом сдержал свои эмоции, когда впервые ступил на порог Королевского института, чтобы прослушать лекцию элегантного Дэви. Это произошло 29 февраля 1812 года, и, возможно, это был самый волнующий день в жизни Фарадея. Чтобы никогда не забывать о нем, Майкл перед началом лекции, сидя в аудитории, открыл тетрадь и очень подробно записал все, что его окружало: «Писатели и ученые, практики и теоретики, синие чулки и модно одетые дамы, старики и молодежь — все эти взволнованные люди переполняли лекционный зал». Синие чулки, о которых пишет Фарадей, — это члены Общества синих чулок (Blue Stocking Society), интеллектуального кружка, собиравшегося в доме Элизабет Монтэпо, известной дамы той эпохи. Наконец, на кафедру вышел Дэви и, как всегда блестяще, прочел лекцию. Аудитория слушала его в полной тишине, а Фарадей старался не упустить ни единого слова из уст своего кумира и сделал ряд записей и зарисовок на 96 страницах.

С лекции он вернулся в восторженном настроении: наконец-то перед ним открылся путь, о котором он мечтал. Однако дорога домой пролегала по темным улицам, на которых так не хватало городского освещения, и Фарадей начинал понимать, что после завершения цикла лекций Дэви ему придется оставить эту жизнь, найти себе более оплачиваемую работу, чтобы содержать семью, и, в конце концов, отказаться от надежд и мечтаний. Конечно, можно попробовать каким-то образом привлечь внимание Дэви, который обладал достаточным авторитетом, чтобы открыть талантливому переплетчику дверь в науку. Ho как это сделать, было непонятно.

В течение следующих месяцев, за которые Фарадей посетил еще три лекции Дэви, ему пришла в голову идея. Майкл скопировал свой конспект лекций, переплел его в книгу с изысканной обложкой и вручил Дэви как подарок. Фарадей хотел произвести на ученого такое же впечатление, какое некоторое время назад он произвел на Денса Джунра, подарившего ему билеты на лекции Дэви. Вместе с прекрасно переплетенной книгой конспектов Майкл также вручил ученому письмо с просьбой о работе. Фарадей рассчитывал встретить то же восхищение, как и произведенное на Денса Джунра. Подаренная книга из 396 страниц в искусном переплете представляла собой начисто переписанный конспект с цветными иллюстрациями.

В это время Дэви сделал перерыв в чтении лекций: он был произведен королевой в рыцари, а также женился на богатой вдове и отправился в медовый месяц в Шотландию до конца года. Однако Фарадей терпеливо ждал реакции Дэви на свой подарок и просьбу. Для него это был последний шанс осуществить свою мечту. Ho ответа все не было, и Майкл был вынужден приступить к трудам в качестве переплетчика. Срок его ученичества у Рибо закончился, он получил работу у нового хозяина, Анри Деляроша, которая оплачивалась выше, но Делярош считал, что научные мечты Фарадея только мешают работе.

Наконец, 24 декабря элегантный лакей позвонил в дверь на Веймут-стрит и вручил Фарадею записку от самого ректора Королевского института Гемфри Дэви:

Фарадею был 21 год. Он встретился с Дэви, чтобы стать его учеником, однако ученый вынужден был отказать юноше, так как вакантных мест в институте не было. Майкл находился на грани отчаяния. Он видел перед собой только работу переплетчика, которая теперь казалась ему настоящим наказанием. Ho по воле судьбы помощник Дэви был уволен за драку, и ученый взял Фарадея под свое покровительство. Возможно, он решился принять на работу молодого человека без опыта, потому что и сам имел похожую судьбу: Дэви также в 22 года был принят лектором в Королевский институт его основателем Рум- фордом, несмотря на то что был молодым провинциальным ученым, и сам Румфорд сомневался в его талантах.

Дэви предложил Фарадею пост помощника в лаборатории — это была самая нижняя ступень в иерархии должностей Королевского института. Однако Фарадей принял предложение. Для него это была возможность попасть в круг образованных людей, оказаться в настоящей лаборатории, учиться у Дэви, а затем и самому подняться по социальной лестнице.

ПЕРВЫЕ ИСКРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Впервые у Фарадея появилась возможность изучить, что такое электричество. Такая же цель была и у физика, жившего в Дании, Ханса Кристиана Эрстеда (1777–1851).

В 1820 году Эрстед открыл, что под действием электрического тока стрелка компаса немного двигается, как будто бы сам ток ведет себя как магнит. Это открытие не смутило Фарадея, а напротив, подтвердило его убеждение в глубинной связи магнетизма и электричества. Все указывало на то, что обе силы взаимозаменяемы, но пока не было понятно, что в них общего. Если электричество может действовать как магнит, нужно было доказать, что магнетизм действует как электричество. Возможно ли получить электричество с помощью магнита?

Фарадей в те годы был очень живым и веселым юношей, и это подтверждает одна из историй, случившихся с ним в институте. Однажды вечером 1813 года он вместе со своим другом Эбботтом пробрался в лабораторию к запасам директора, чтобы подышать окисью азота — газом, вызывающим смех (или веселящим газом). При всем этом на работе Фарадей был очень серьезен и быстро показал себя как любознательный экспериментатор, трудолюбивый и аккуратный сотрудник, способный пойти ради дела на личные жертвы, что, вероятно, было следствием его религиозных взглядов. Однажды друг Фарадея Ричард Филлипс попросил его написать историческую справку об открытиях в области электричества для журнала Annals of Philosophy. Любой другой ограничился бы изучением нескольких библиографических источников, но Фарадей с невиданным энтузиазмом проштудировал все статьи, опубликованные по теме, а затем воспроизвел все описанные эксперименты. He ставя никаких далекоидущих целей, а лишь в ходе подготовки статьи Фарадей получил исчерпывающую информацию об электричестве, начал осознавать теоретические и экспериментальные границы знаний в этой области и задумался о новых исследованиях.

В ту эпоху было известно, что одинаковые электрические заряды отталкиваются. Также было известно, что электрический ток может создать магнитное поле: проходя по проводнику, он производит магнетическое действие, которое можно отследить с помощью компаса. Ho физики еще ничего не знали о природе электричества. Фарадей со своей незамутненной, как у ребенка, любознательностью предположил, что ближайшие исследования должны выявить связь между магнетизмом и электричеством. Это любопытство, а также сами поставленные цели могли бы возмутить ортодоксального ученого, но Фарадей, в отличие от современников-ученых, не был отягощен ни грузом академического образования, ни излишней привязанностью к математике, в развитие которой внес значительный вклад Исаак Ньютон в конце XVII века. Ньютонова вселенная работала как часы, в ней не было пустого пространства между твердыми телами, не было невидимой паутины связей между предметами.

Кроме того что разум Фарадея не был подвержен влиянию существовавшей научной парадигмы, у него было и другое преимущество перед современниками: Майкл был сандеманианцем, обладавшим безграничной любознательностью и искавшим Бога в законах природы. Он полагал, что законы должны быть понятны, и это стало для него еще одной искрой вдохновения.

Читая французского ученого Андре-Мари Ампера (1775–1836), Фарадей обнаружил, что тот уже установил связь магнетизма и электричества. Однако Майкл с трудом мог разобраться в работах Ампера из-за использовавшихся в них сложных математических выкладок. Он не понял гипотезы французского ученого о том, что электричество — это поток некоего флюида в проволоке и что поведение этого флюида можно смоделировать математически и раскрыть таким образом происхождение магнетизма. Так что для разгадки поставленной задачи Фарадей отталкивался от другого текста, который, к удивлению его современников, по большому счету не являлся научным, — сан- деманианской Библии.

ХРИСТИАНСКАЯ СЕКТА

Многие ученые, прежде чем сделать открытие, чувствуют себя частью некоего большого механизма, звеном в длинной цепи. Также научные находки часто оказываются не только плодом интеллектуальных усилий, но и случайностью. Например, Алан Ллойд Ходжкин (1914–1998), получивший Нобелевскую премию в области физиологии, ощущал легкое чувство вины за славу, пришедшую к нему после открытий, большая часть которых была сделана случайно. Математик Поль Дирак (1902–1984) считал, что его идеи пролились на него дождем с неба, и он сам не мог сказать, как они пришли ему в голову.

Это ощущение незаслуженности своего успеха было еще более сильным в случае с Фарадеем из-за его религиозного кредо. Подобное происходило с Николаем Коперником (1473–1543), говорившим о науке как о Храме Божием. Родители Фарадея были набожными людьми, членами небольшой протестантской общины сандеманиан, или гласитов. Эта община жила достаточно изолированно от остальных, буквально и строго воспринимала все христианские заповеди Нового Завета. Она была основана выходцем из Шотландии Джоном Гласом (1695–1773) и его зятем Робертом Сандеманом (1718–1771) с целью восстановить дух первых христиан. Основатели избегали интеллектуальных схоластических экзегез Библии, основываясь на детской вере, о которой Иисус просил своих учеников. Для сандеманианцев следование каким-либо другим учениям являлось ошибочным, кодекс поведения требовал не поддаваться никакому влиянию. Если гласит уличался в греховном поведении, его исключали из общины, как и рекомендовал Новый Завет. В число грехов входила и «недостаточная скромность». Фарадей всегда был горячим сторонником своей церкви, как и его будущая жена, и лучшие друзья. Это заставляло ученого вести очень суровый образ жизни и отказываться от почестей и должностей, которые предлагались ему в течение карьеры. В 1857 году Фарадей отказался стать президентом Королевского общества, хотя это один из высших постов, на который может претендовать ученый в Англии.

В качестве извинений Фарадей сказал, что эта должность требует слишком напряженной работы. В послании своему другу он писал: «Я должен оставаться просто Майклом Фарадеем до конца, и точка». Недаром сандеманианцы верили в небходимость телесных наказаний, ведь, согласно заповеди из Книги Притчей Соломоновых, 13:24, «кто жалеет розги своей, тот ненавидит сына; а кто любит, тот с детства наказывает его».

Религиозность Фарадея была, несомненно, весьма выразительным качеством в эпоху, когда многие верили в науку, технику и придерживались крайнего позитивизма. Эксперимент как средство познания мира, провозглашенный в «Новом органоне» (Novum organum, 1620) Фрэнсиса Бэкона (1561–1626), стал базой нового рационализма. Церковь теряла свои позиции в мире, где люди начали пользоваться беспрецедентными научными достижениями, например железной дорогой или Суэцким каналом. Некоторые ученые даже написали, что борьбе науки и веры пришел конец. Религия превратилась в более современную и утонченную систему верований: 31 марта 1848 года появился спиритизм, ставший демократичным способом общения с умершими близкими, что-то вроде мистического варианта телефона или телеграфа для связи с миром иным. Соответственно, полон иронии тот факт, что самый великий физик-экспериментатор XIX века был последователем самого традиционного варианта христианской веры. Более того, Фарадей подчеркивал свое отношение к спиритизму как к обману для несовершенных умов.

Вопреки всему, вера Фарадея не стала препятствием для научного познания, природа для него была написана «перстом Бога». Во время публичных лекций он объяснял свою позицию с помощью цитаты из Нового Завета, из Послания к Римлянам святого Павла (Рим, 1:20–21):

«Ибо невидимое Его, вечная сила Его и Божество, от создания мира через рассматривание творений видимы. He могут быть прощены те, кто познав Бога, не прославили Его, как Бога».

Такое отношение Фарадея к своим открытиям позволяет утверждать: для ученого не имело значения их практическое применение. Главной целью его работы было желание понять устройство природы, угадать след Бога, а не облегчить жизнь человека.

Именно поэтому, рассматривая очередную научную загадку, Фарадей использовал настолько своеобразный подход, что мог уловить некоторые аспекты, совершенно незаметные для ученых, получивших академическое образование. Как это ни странно, Фарадей буквально и беспрекословно воспринимал все, о чем читал в Библии, но проверял каждое утверждение, обнаруженное в других книгах, кем бы ни был их автор. Например, он был практически единственным, кто учитывал важность пустого пространства для законов притяжения и отталкивания электрических зарядов, находящихся на определенном расстоянии, или гравитационного притяжения между двумя материальными центрами массы.

Для изучения нового явления в науке определяющим критерием является тенденциозность. Исследователь может располагать большим количеством информации, но если фокус его исследований неверен, если его гипотезы несправедливы, он не сможет должным образом организовать имеющиеся данные. Поэтому у Фарадея было огромное преимущество по сравнению с другими учеными, которые из-за своей академической подготовки смотрели на вещи с определенных позиций: Фарадею не приходилось отбрасывать идеи из-за наличия каких-либо заранее установленных критериев, для него все критерии были изложены на страницах сандеманианской Библии. По странному стечению обстоятельств и учитывая, что религиозная литература не может быть надежным источником научного знания, Фарадей открыл магнитное поле, занимавшее пустое пространство вокруг магнита.

Его современники не могли себе представить, что что-то могло существовать в пустом пространстве, разделявшем два предмета. Им казалось, что должна существовать некая сила, перепрыгивающая с одного предмета на другой, — то, что Ньютон назвал дальнодействием. Однако религиозная доктрина о целостности и взаимосвязанности всех вещей позволила Фарадею представить поле, составленное из замкнутых петель, ведь округлая форма петель больше напоминала о Боге, чем просто линия, соединяющая две точки. Глубокая духовность Фарадея наряду с отсутствием математических знаний стала искрой вдохновения, которая помогла открыть электромагнитную индукцию — возникновение электрического тока в металлической проволоке при ее движении внутри магнитного поля. Благодаря этому духовному озарению в наших домах сегодня горит электрический свет.

Несмотря на все это, в нашем понимании личности Фарадея существуют некоторые пробелы. Большинство биографов той эпохи сознательно скрыли некоторые психологические последствия, которые имело для него сочетание религиозности и стремления к научному знанию. Как правило, все ограничивались утверждением, что Фарадей был честным, приятным и простым человеком просто благодаря своей вере. Однако в единственном известном психологическом анализе личности Фарадея, опубликованном в американском медицинском журнале в 1967 году, подчеркивается, что такое сочетание должно было быть очень болезненным для ученого. В короткой статье, подписанной Лайлом Эддаром, можно прочесть:

Кризис, о котором говорит Эддар, возможно, относится к периоду в начале 1840-х годов, когда Фарадей чувствовал подавленность и упадок сил — об этом мы будем говорить далее. В любом случае, результаты психоанализа Эддара изложены в слишком сжатой форме, чтобы делать какие-либо обоснованные выводы о неизвестных особенностях личности ученого. Был Фарадей до конца честен с самим собой или нет, однако он всегда подчеркивал, что не обнаруживает никакого противоречия между наукой и религией.

Несмотря на сегодняшнюю напряженную ситуацию между религиозными верованиями и научной истиной (согласно опросу, проведенному в Национальной научной академии США, 85% ее членов отвергают идею наличия персонифицированного Бога), для многих великих ученых прошлого вера была вдохновением и основой для формирования интеллекта, что позволило сделать много научных находок.

Например, несмотря на то что труды Николая Коперника были включены в Index Iibrorum prohibitorum, Список запрещенных книг Инквизиции, польский ученый утверждал, что для лучшего познания Бога необходимо проникнуть В тайны природы. Ему не казалось, неуместным вырвать Землю из центра Вселенной, так как вся природа для него была храмом Божьим и воспринималась целостной в своем разнообразии.

Сердце — начало жизни

Хирург Уильям Харви (1578–1657), прочитав о планетарных орбитах Коперника, выдвинул в 1628 году теорию, согласно которой человеческое тело имеет систему циркуляции, похожую на орбиты планет, — также согласно идее Божественного единства в разнообразии. Для Харви сердце было началом жизни, а Солнце — сердцем мира. Таким образом, религиозная вера вполне может стать источником вдохновения.