Максвелл. Электромагнитный синтез

ГЛАВА 3 На реке Кам

В XIX веке английское университетское образование большей частью было сосредоточено в двух университетах — Оксфорде и Кембридже. Естественные науки в основном преподавались во втором из них. Самый престижный из выпускных экзаменов Кембриджа назывался математическим трайпосом, и с ним пришлось столкнуться молодому Максвеллу. Это сильно повлияло на его манеру исследования, особенно на умение излагать идеи на языке математики.

Джеймс поехал в Кембридж со своим отцом. По дороге они остановились, чтобы посетить два самых значительных собора английской архитектуры. Один из них, собор в Питерборо, входит в число самых представительных зданий Англии XII века; здесь похоронена Екатерина Арагонская, первая из шести жен самого абсолютистского английского короля, Генриха VIII. Второй, собор Или, является одним из чудес английского готического искусства. Кроме того, это самый близкий к Кембриджу кафедральный собор.

Как и многие английские города, знаменитый город-университет, название которого происходит от реки Кам, заметно вырос в XIX веке. В 1845 году, после бурного протеста со стороны населения, сюда пришла железная дорога, что повлекло за собой значительное экономическое развитие.

По прибытии крайне воодушевленный Максвелл представился своему наставнику (каждому студенту колледжа назначается наставник, чтобы следить за его образованием) и проследовал в свою комнату, где начал осторожно распаковывать инструментарий, с помощью которого осуществлял исследования в Шотландии: магниты, желатин, стекло... и крайне ценные призмы Николя. Далее было чаепитие с другом Тэтом, которое чрезмерно затянулось, а на следующий день — традиционный осмотр достопримечательностей Кембриджа, включая памятники Ньютону и Фрэнсису Бэкону в часовне Тринити. Максвелла даже позабавила надпись, увиденная им на доске объявлений в прихожей Питерхауса: в ней грозили отчислением любому, кто посетит конюшни, расположенные на территории колледжа, из-за «аморальной природы этого учреждения».

[Максвелл] необычный и застенчивый юноша, но очень умный и упорный [...], автор нескольких подающих надежды статей в «Эдинбургских записках».

Отрывок из рекомендательного письма Максвеллу, которое Форбс адресовал Уильяму Уэвеллу, ректору Тринити-колледжа

Джеймс был в восторге. Кембридж оказался красивым городом, где на каждом углу чувствовалась атмосфера культуры и традиции. Однако не все было так сказочно: на занятиях он снова вспомнил горечь школьных дней, когда нужно было дословно разбирать Евклида или делать синтаксический разбор древнегреческой драмы. Товарищи Джеймса также не были склонны к долгим дискуссиям, которые очень занимали молодого человека, или к тому, чтобы выслушивать его идеи. Максвеллу стало дискомфортно, и он начал вынашивать идею перебраться в Тринити-колледж. Одновременно отец, который интересовался делами своего сына, начинал беспокоиться, что Джеймсу не удастся получить место в колледже после его окончания. В области математики здесь обычно был конкурс на одно место в году, а на курсе Джеймса учился Эдвард Джон Раус, у которого была репутация математического гения. Единственным вариантом для Максвелла оставалось перевестись в Тринити после первого же триместра.

Жизнь в Тринити-колледже была приятнее, чем в Питерхаусе. Джеймс быстро нашел друзей, с которыми вступал в шумные дискуссии на разные темы, от философии и морали до конных забегов в Ньюмаркете и, естественно, девушек. Ректором Тринити являлся Уильям Уэвелл, выдающийся философ и историк науки, а также поэт, переводчик Гете и автор примечательных проповедей и теологических трактатов. Неудивительно, что под его руководством Тринити кипел идеями и дискуссиями обо всем на свете. Среди тем, которые были затронуты, одна была особенно приятна Джеймсу, поскольку разжигала его самые сокровенные чувства: вечный конфликт между наукой и религией.

С обеих сторон диспута находились люди, которые думали, что это две абсолютно несовместимые дисциплины; но для Джеймса они дополняли друг друга. Его вера была слишком глубока и сильна для того, чтобы ее потрясли аргументы атеистов, но ум ученого не позволял забросить в темный угол противоречия, существующие между религией и наукой; если они есть, нужно их исследовать. Позиция Максвелла ставила его в очень сложное положение, поскольку каждое новое открытие вынуждало ученого пересматривать свои религиозные убеждения.

Глубокая христианская вера Джеймса и его безграничная преданность научному исследованию в течение жизни часто ставили его в чрезвычайно деликатные ситуации. Самая сложная из них возникла, когда он, будучи уже светилом физики, получил несколько предложений войти в состав Института Виктории. Это организация, основанная в 1865 году в качестве ответа на публикацию «Происхождения видов» Дарвина, ставила себе, среди прочих целей, задачу «защитить Истину Священного Писания от нападок, которые исходят не от науки, а от псевдонауки»'. Институт давал очень четкую формулировку псевдонауки: все те научные теории, которые противоречат дословному толкованию Библии, «должны быть чистой псевдонаукой, то есть ложным восприятием природы». В марте

1875 года Максвелл получил письменное приглашение, и от его ответа осталась только неполная часть:

«Я думаю, что выводы, к которым приходит каждый человек в своей попытке примирить науку с христианством, не должны рассматриваться как нечто, имеющее значение для кого-либо, кроме него самого, и только на какое-то время, и на них не должна стоять печать общества. Это связано с природой науки, особенно в тех областях, где открываются какие-то новые сферы и которые непрерывно меняются».

Из этих нескольких строчек (ничего не проясняющих) родилось множество вопросов у биографов Максвелла. Каковы были причины того, что столь ревностный христианин, как он, отказался вступать в Институт Виктории? Этому существуют различные объяснения. Во-первых, узость взглядов, отраженная в учредительных документах общества, особенно требование дословного принятия Библии. Во-вторых, широта взглядов личной религии Максвелла, которая проявлялась в терпимости в вопросах богословия. Она была привита ученому еще в детстве, так как его родители принадлежали к различным церквям. Любимое утверждение ученого — «У меня нет чутья на ересь» — свидетельствует о том, что вера для Максвелла была чем-то очень личным. И наконец, он всегда старался не выражать публично своего мнения по поводу того, в чем не считал себя экспертом.

Отдельного внимания заслуживает тема очень популярного в те времена спиритизма. Он зародился в Хайдсвилле, маленькой деревушке на севере штата Нью-Йорк, благодаря двум девочкам, сестрам Кейт и Мэгги Фокс. Они начали общаться с духом, задавая ему вопросы, на которые он отвечал ударами в стену. Свой дар сестры открыли 31 марта 1848 года. Через четыре года, в 1852-м, у них было около 750 тысяч последователей.

Британцы узнали о чудесах спиритизма благодаря американке-медиуму по имени У. Р. Хайден, супруге бывшего владельца газеты в Новой Англии. Когда она приехала в Лондон в 1852 году, то за одну гинею позволяла желающим услышать стуки в различных местах комнаты. Хайден была знатоком холодного чтения — техники, с помощью которой медиум получает информацию о своем клиенте благодаря его малозаметным реакциям. Так думал Джордж Генри Льюис, владелец и редактор журнала »Лидер». Чтобы доказать это, он тщательно подготовил ловушку. В нужный момент — при произнесении определенных букв — его голос дрожал. Духи с удовольствием реагировали стуком на эти буквы. Полученные сообщения были абсолютно нереалистичными. Согласно духам, контролируемым Хайден, у призрака отца Гамлета было 19 носов.

Я думаю, вместе с теологами Вестминстера и их предшественниками, что до скончания времен «главная цель человека — восхвалять Бога и вечно радоваться Ему».

Максвелл в письме Льюису Кэмпбеллу, датированном ноябрем 1851 года

Неудивительно, что университетская молодежь заинтересовалась темой спиритуализма и даже воодушевилась ей. Максвелл тоже отдал дань этой моде, но скорее для развлечения.

Однако он испытывал и беспокойство:

«Каждый день я вижу все больше причин думать, что вопрос «оккультных наук» должен быть исследован. Я считаю, то, что называется склонностью к суеверию, сегодня более значимо, чем многие полагают. Преобладание ошибочной тенденции показывает, что наука идет по неверному пути. Природа и суть этой тенденции требуют изучения».

В колледже Джеймсу было комфортно, и он пытался утвердить свой жизненный распорядок, в некоторых моментах раздражавший других учащихся. Например, он выходил в два часа ночи, чтобы побегать полчаса по коридорам общежития, пока не начинал попадать под град из щеток, ботинок и других предметов, летящих из комнат товарищей. Но несмотря на эти «неудобства», присутствие Максвелла очень ценили на различных встречах и студенческих ужинах. В большинстве случаев он отказывался от приглашений на подобные мероприятия, потому что не хотел, чтобы его университетская жизнь была потрачена на пирушки. Зато молодой человек не отказался вступить в число «Апостолов» (формальное название — Select Essay Club) — группы из 12 студентов, которые считались сливками студенческого общества Кембриджа, куда каждый год избирались новые члены, чтобы заменить тех, кто ушел. Их встречи заключались в том, чтобы собираться вечером по субботам, пить чай и есть тосты с сардинами (они называли их «китами»), после чего один из членов читал очерк на любую тему, который затем обсуждали. Присутствующие от руки записывали свои разговоры, и их коллекция сегодня известна как «шкатулка», в противоположность «книге» — последующей практике записывать все в тетради с кожаным переплетом.

Сложная структура науки [...] иногда похожа на крошечную модель природы, а иногда на нечто, естественным образом выросшее в человеческом разуме.

Высказывание Максвелла о том, что законы природы связаны с человеческим разумом

«Апостолы» действительно были элитной группой: в нее входили такие выдающиеся личности, как английский поэт Альфред Теннисон (1809-1892), британский философ Бертран Рассел (1872-1970), австрийский философ Людвиг Витгенштейн (1889-1951), британский экономист Джон Мейнард Кейнс (1883-1946) и британский математик Годфри Харолд Харди (1877-1947). В этой дискуссионной группе большее значение имела форма, чем суть, и это была отличная возможность попрактиковаться в ораторском искусстве и риторике.

В «Апостолах» Максвелл пользовался возможностью отстаивать свой подход к науке, согласно которому и теория, и эмпирические данные важны для понимания мира. Очерк об использовании аналогий в научном исследовании («Существуют ли действительные аналогии в природе?»), подготовленный Максвеллом в феврале 1856 года, происходил из темы, которая заинтересовала его на занятиях по философии Гамильтона: существуют ли аналогии в реальном мире или это продукт человеческого разума?

Очерк для «Апостолов» заканчивался так:

«Единственные законы материи — те, что может изобрести наш разум, и единственные законы разума — это законы, изобретенные для него материей».

Помимо интереса к философии научного исследования, Максвелл проявлял себя и в других сферах деятельности. Он также писал множество разнообразных стихов: от переводов эпических од с латыни и греческого до стихотворений, пропитанных тонкой иронией, призванных посмешить друзей. Даже рассказывают, что ради развлечения и мести, поскольку в Тринити не разрешалось держать в комнатах собак, он вынуждал товарищей, владельцев котов, поучаствовать в специфическом исследовании. Его целью было установить высоту, с которой их любимые домашние животные способны упасть на лапы.

Постепенно эта история перешла все границы, превратившись в жестокий эксперимент, во время которого котов выбрасывали из окон колледжа. Спустя много лет Максвелл вернулся в Кембридж, а эта история все еще была там на слуху и даже обросла более ужасными подробностями, в связи с чем ему пришлось все отрицать.

В любом случае, когда Джеймс не выбрасывал котов из окна, он уделял довольно много времени окружавшим его людям. Если какому-то товарищу была нужна помощь или он просто болел и ему требовался уход, Джеймс был тут как тут. Он подбадривал тех, кто грустил, помогал новичкам, у которых были проблемы с учебой, читал вслух свои учебные конспекты каждый вечер и, кроме того, находил время писать отцу, тете Джейн и друзьям.

Подобная гиперактивность иногда чревата последствиями: в течение лета, проведенного в Суффолке, где Джеймс навещал семью друга, у него были ужасные приступы жара, из-за которых он пробыл в бреду две недели.

Летом 1854 года британский физик и химик Майкл Фарадей (1791-1867) провел самое авторитетное исследование спиритизма, особенно явления вращающихся столов, которые левитировали, двигались или наклонялись, чтобы ответить посредством стука на вопросы присутствующих. В свои 60 лет человек с бесспорно мировым именем решил определить, что может оказаться причиной такого захватывающего явления.

«Ни один тип эксперимента или способ наблюдения, которые я мог бы провести, не дал мне ни малейшего указания на какую-то особенную силу. Никакого притяжения или отталкивания... ничего, что можно приписать чему-либо, кроме как механическому давлению, оказываемому непроизвольно субъектом».