Текст книги "Статьи и речи"
Автор книги: Джеймс Максвелл
сообщить о нарушении
Текущая страница: 26 (всего у книги 32 страниц)
Сын поэтической Шотландии, Максвелл в душе всегда был поэтом. Это сказалось не только в том, что он всю жизнь писал стихи; глубокой поэтичностью отличается и его научное творчество. Математика же окрыляла его мысль, полную «самобытной силы».
Гению удаётся понять и чётко сформулировать то, что ранее, подчас в течение долгих веков, лишь смутно угадывалось. О существовании светового давления говорил ещё Кеплер. Ломоносов, поддерживавший волновую теорию света Гюйгенса, полагал, что между светом и электричеством имеется некая связь. Эйлер считал свет волнами в эфире. К началу XIX в. теория оптических явлений была уже основательно разработана. Но это была механическая теория, и тот общепризнанный факт, что световые волны являются волнами поперечными, поставил её перед большими трудностями. Теория Максвелла, сведя теорию света к электромагнитным волнам, вывела её тем самым из тупика. Это был замечательный синтез физики второй половины XIX столетия.
Мы помним: в своих исследованиях (в том числе и в исследованиях по электричеству) Максвелл отталкивался от механики. Он, например, писал: «Энергия электромагнитных явлений есть механическая энергия» (сегодня мы говорим «эквивалентна»), «То обстоятельство,– замечает Макс Планк,– что первоначально Максвелл вывел свои уравнения с помощью механических представлений, не изменяет существа дела». Больцман писал: «...этот цикл исследований, в котором Максвелл впервые пришёл к своим уравнениям, принадлежит к наиболее интересному, что только знает история физики, и именно как раз по причине своей оригинальности, по причине отличия его метода от всех применявшихся ранее и позднее, а также вследствие той скромной простоты, с которой Максвелл показывает, с каким трудом он постепенно продвигался вперёд и достиг наиболее абстрактной и наиболее своеобразной теории, которую только знает физика, пользуясь совершенно специальными и конкретными представлениями, связанными с тривиальными задачами обычной механики».
В «Эволюции физики» А. Эйнштейна и Л. Инфельда значение уравнений Максвелла определено так: «Их простая форма скрывает глубину, обнаруживаемую только при тщательном изучении. Формулировка этих уравнений является самым важным событием со времени Ньютона не только вследствие ценности их содержания, но и потому, что они дают образец нового типа законов».
Опираясь на механику, Максвелл пришёл к тому, что глубже, чем законы механики, вскрывало взаимосвязь явлении природы,– к законам электромагнетизма, а это был уже новый метод познания. Проницательный Больцман не ошибся, утверждая, что Максвелл «был столь же крупным творцом в теории познания, как и в области теоретической физики». Дж. Бернал в книге «Наука и общество» отмечает, кроме того, что «уравнения Максвелла составили теоретическую базу будущего электромашиностроения, представлявшего собой сложную взаимозависимость теории и практики». Максвелл понимал значение разрабатываемой им области: «...мне представляется,– писал он,– что изучение электромагнетизма во всех его проявлениях как средства движения науки вперёд сейчас приобрело первостепенную важность». Эти слова актуальны по сей день.
25 августа 1867 г. умер Фарадей. Начиная несколькими годами позже, в «Nature» с Фарадея серию «Портреты выдающихся учёных», Максвелл писал: «Мы... рассматриваем Фарадея как наиболее полезный и одновременно наиболее благородный тип учёного. Тот факт, что Фарадей существовал, делает более великой и сильной всю нацию, и нация была бы ещё более великой и сильной, вели бы среди нас было бы больше Фарадеев». Лучшим памятником Фарадею мог быть только «Трактат». И Максвелл работает над ним с ещё большим рвением.
«Трактат» – это вершина его научного творчества и вместе с тем это настоящая энциклопедия электромагнетизма, где обобщены результаты труда нескольких поколений учёных. Электромагнитной теории Максвелл отдал половину жизни, а «Трактату» – около восьми лет. Он вышел в 1873 г. Максвелл кончал его уже в Кембридже, куда переехал в 1871 г. Старинный друг Максвелла профессор Форбс убеждал его стать директором колледжа университета в Сент-Эндрью, но Максвелл не хотел об этом и слушать. В это время в Кембридже была учреждена кафедра экспериментальной физики. В. Томсон, имевший кафедру в Глазго, отказался её возглавить. Тогда предложили Максвеллу. По настоянию друзей-учёных он, не без колебаний, все-таки согласился. Вместе с кафедрой он принял и лабораторию, только начатую строительством. Формальное назначение состоялось 8 марта 1871 г., в октябре Максвелл прочёл вступительную лекцию. Тогда ходила студенческая шутка, что Кембридж-де «утратил связь с большими научными движениями, проходившими... вне его стен». В своей лекции Максвелл говорил: «Кембриджский университет... он с большей или меньшей быстротой приспособляется к требованиям времени, недавно ввёл курс экспериментальной физики. Курс этот, требуя поддержания способностей к вниманию и анализу, ...требует также упражнения наших чувств в наблюдении и наших рук в общении с приборами. Привычные принадлежности – перо, чернила и бумага – не будут уже достаточны, и нам потребуется большее пространство, чем пространство кафедры, и большая площадь, чем поверхность доски».
Максвелл на собственном примере убедился, как трудно учёному без лаборатории. Будучи одним из самых дальновидных людей своего времени, он понимал, что основа дальнейшего развития физики, будущее физики – это эксперимент. Только сознание этого и вынудило его взять на себя бремя по организации новой лаборатории. В печати потом не упускали случая отметить, что лаборатория-де «обязана своим существованием щедрости герцога Девонширского, лорда-канцлера университета». Однако немало вложил в неё личных средств и Максвелл, не говоря уже о времени и нервах. Она строилась не только под его наблюдением, но и по его указаниям. Он вникал во все детали и все старался предусмотреть. Лаборатория была приспособлена как для научной работы, так и для лекционных демонстраций. Первоначально она называлась «Девонширской», потом была переименована в «Кавендишскую» – в честь замечательного английского учёного конца XVIII в. Генри Кавендиша, которому герцог, кстати сказать, доводился внучатым племянником.
Дж. Дж. Томсон, уже на склоне дней, вспоминал, что в Англии 60—70-х годов физических лабораторий как таковых не было. Джоуль, например, свои замечательные опыты проводил у себя дома в Манчестере. В. Томсону лабораторией служила клетушка по соседству с угольным подвалом. Стокс в Кембридже ставил оптические эксперименты в тех же условиях, что и Ньютон полтораста лет до него. Но к 70-м годам XIX в. обстановка менялась. А. Г. Столетов отмечает: «С тех пор, как открыт спектральный анализ и настало новое движение в электротехнике, на физику особенно не жалеют денег, как уже издавна не жалели на химию и астрономию». Физические открытия остро были нужны промышленности. Конкурентная борьба требовала от науки новых темпов развития, толкала на поиски новых форм организации труда учёных. Учёных-одиночек с их примитивными домашними лабораторийками заменяли исследовательские институты и крупные, богато оснащённые лаборатории, во главе которых стояли лучшие физики. Все увеличивался поток «пожертвований», идущих на строительство лабораторий. Появлялись научные школы. В 1869 г. вышло руководство лабораторных работ Кольрауша. Лабораторные занятия начали вводиться во всех университетах. Крупные лаборатории возникают в Гейдельберге (1863), Вене, Париже (1867), Оксфорде, Страсбурге...
Открытие Кавендишской лаборатории состоялось 16 июня 1874 г. Через пять дней газета «Московские ведомости» напечатала статью молодого русского физика Столетова, очевидца этого события. «Сегодня великий день в классическом Кембридже. Люди, кебы, колокола – все в необычайном движении,– писал Столетов.– Праздновалось открытие одного из учреждений, ещё редких в Европе, но размножающихся с каждым годом». Далее говорилось: «Едва ли не самая роскошная и комфортабельная из существующих, кембриджская физическая лаборатория, вверенная одному из первоклассных физиков нашего времени, профессору Джемсу Клерку Максвеллу, без сомнения будет играть видную роль и в истории физики, и в истории английских университетов». Столетов, мы знаем, не ошибся в своих предположениях.
Кавендишская лаборатория
Далее следует подробное описание новой лаборатории. «План дома представляет вид наугольника, т. е. двух удлинённых частей, смыкающихся под прямым углом. ...Низкий этаж лаборатории содержит в себе ряд комнат для работ, требующих полной неподвижности снарядов, каковы измерения длины, времени и массы, а также некоторые измерения из области электричества, магнетизма и теплоты. Магнитная комната составляет северо-западный конец наугольника, и на значительное расстояние от неё... устранены железо и сталь. Комната для весов освещается двумя широкими окнами; смежная комната, назначенная для теплоты, сообщается с нею помощью подъёмного окошка, позволяющего издали наблюдать в трубу термометры и другие снаряды, которым мешало бы близкое присутствие наблюдателя. Обширная кладовая (store-room), мастерская и комната для большой гальванической батареи составляют остальную часть нижнего этажа.
«Второй этаж (first floor) содержит обширную аудиторию, комнату для приготовления лекционных опытов (preparation room), большое помещение для аппаратов, огромную рабочую комнату и комнату профессора. Лекционный стол, разделяющий аудиторию во всю ширину её на две части, покоится на каменной стене, идущей от грунта, и представляет совершенно неподвижное помещение, где можно пользоваться даже самыми чувствительными к малейшим сотрясениям снарядами. Все рабочие столы в доме почти в такой же мере удовлетворяют этому условию неподвижности, столь необходимому для многих физических снарядов. Столы покоятся не на полу, а на особых балках, независимых от пола и укреплённых в капитальных стенах здания. ...Другое важное удобство представляет обилие подъёмных дверок (trap doors) во всех полах; с помощью их можно делать сообщение между всеми этажами дома, проводить из одного этажа в другой проволоки батарей, нити привеса маятников, акустические трубы и т. п. ...
«Верхний этаж вмещает комнаты для акустики, лучистой теплоты, оптики и электричества. Особая зала назначена для вычисления и графической редукции наблюдений; имеется также тёмная комната для фотографических работ. В комнате для электричества необходимая сухость воздуха будет искусственно восстановляться, по мысли Клерка, особым снарядом, состоящим из фланелевой простыни, нагреваемой с одной стороны и вращающейся наподобие телеграфной ленты. Электричество большой машины, помещённой в этой комнате, проводится системой проволок в аудиторию и рабочую залу.
«Наконец, электрическая комната, а равно и аудитория металлически сообщены с металлическим шестом, водружённым на кровле здания,– коллектором атмосферного электричества. Наблюдатель, помещённый в электрической комнате или в аудитории, может в любое время измерять напряжение (потенциал) атмосферного электричества.
«Здание отопляется горячей водой с помощью системы чугунных (в магнитном отделении – медных) труб. Нечего и говорить, что все комнаты обильно и удобно снабжены водой и газом. Аудитория освещена двумя газовыми люстрами, помещёнными на самом верху комнаты; газ регулируется с лекционного стола и может быть мгновенно зажжён помощью небольшого гальванического снаряда. Окна аудитории закрываются чёрными ставнями посредством системы зубчаток, управляемой рукояткой. В одну минуту можно погрузить аудиторию в абсолютную темноту, в одну секунду – осветить её газом или электричеством».
Не только восхищение, но и зависть сквозит в этом описании. И не без умысла поместил Столетов статью в московской газете! Русские физики тоже мечтали о лабораториях. Столетов надеялся привлечь к этому внимание общественности и тем помочь делу. Однако мечты долго ещё оставались мечтами. В 1883 г. Столетов напишет статью «Физические лаборатории у нас и за границей», где будет горько сетовать: «Нет во всей России ни одного здания, которое было бы построено собственно для физики...» И далее: «Вот главная причина почему физика «не может у нас идти быстро»,– ещё диво, если хоть как-нибудь идёт».
Кавендишская лаборатория – питомник учеников и последователей Максвелла – со временем стала прославленным научным учреждением Англии. Стоять во главе её считалось и считается большой честью. После Максвелла её возглавляли Рэлей, Дж. Дж. Томсон, Резерфорд, Брэгг-сын – учёные с мировым именем. Здесь, например, были заложены основы для развития атомной физики. Однако результаты первых лет деятельности лаборатории были незначительны, на что имелись свои причины. Построив такую лабораторию, как Кавендишская, надо было круто менять всю кембриджскую систему обучения, что в консервативной Англии совсем не просто. Упор делался на математику и на теоретическое изучение физики, а для овладения экспериментальным искусством оставалось мало времени. К тому же некоторые профессора стремились этому воспрепятствовать. Артур Шустер, обучавшийся в ту пору у Максвелла, рассказывает о таком анекдотическом случае. «Максвелл, имевший врождённое стремление видеть собственными глазами все, что можно видеть, был очень взволнован, когда ему удалось показать в вырезанной и отшлифованной им пластинке двоякопреломляющего кристалла коническую рефракцию. Этот опыт был труден, и обрадованный Максвелл, встретив одного из преподавателей математики, Тодгёнтера, спросил его: «Хотите видеть коническую рефракцию?» – «Нет,– отвечал профессор.– я её преподавал всю свою жизнь и вовсе не хочу, чтобы все мои представления перевернулись, когда я её увижу»». Тодгёнтер был образованным человеком и талантливым математиком, но это не мешало ему неприязненно относиться даже к попыткам вводить лекционные демонстрации. Студент, говорил он, «должен доверять утверждениям своего учителя – вероятно, проповедника зрелых знаний, человека признанных способностей и безупречного характера...».
И всё же влияние лаборатории и лично Максвелла на кембриджскую мысль постепенно росло. Росло и значение лаборатории. Но первые годы всё держалось главным образом на энтузиазме сотрудников и на их вере, что положение должно измениться. Штат лаборатории состоял тогда из 5—6 человек. Шустер вспоминает: «Мы сами должны были заряжать наши батареи и подучиваться стеклодувному искусству и обыкновенным приёмам работы в мастерской, так как ближе Лондона механика не было» (а это – около полусотни миль от Кембриджа).
Сотрудники лаборатории, как, впрочем, и все те, кто имел дело с Максвеллом, сохранили воспоминание об его «интеллектуальном внимании и обаятельности обхождения». Всегда он был абсолютно искренен; простота и мягкость сочетались в нём с большой проницательностью, активность – со спокойствием. Всякий мог его критиковать – он воспринимал это с благодарностью, поскольку не был ни обидчив, ни себялюбив и даже в молодости никогда не стремился к славе. Но он вовсе не был каким-то ангелом, и многие побаивались его утончённого сарказма.
Максвелл, рассказывает Шустер, если он был здоров, «ежедневно посещал лабораторию и обходил помещения, в которых производились работы. Он расспрашивал о ходе опытов, но обыкновенно больше говорил о том, что занимало в ту минуту его мысли, так как он всегда был до такой степени поглощён собственными идеями, что не мог сразу переключиться на новый предмет. Случалось, он ничего не отвечал на обращённый к нему вопрос, заставляя сомневаться, слышал ли он его, но на следующий день он обыкновенно начинал свой разговор так: «Кстати, вы вчера задали мне вопрос, я подумал о нём...» Затем следовал глубоко обдуманный, побуждающий к исследованию ответ. Тем, кто вступал с Максвеллом в отношения, запомнились его тонкие и остроумные замечания, придававшие такую прелесть его беседе. В то время, насколько я помню, мысли его были особенно заняты тем, что теперь называется равномерным распределением энергии. Работы Больцмана были только что опубликованы, и Максвелл, казалось, с ними соглашался, хотя и с некоторым колебанием: он не видел, как далеко они могут завести...»
Одетый скорее удобно, чем элегантно, среднего роста, плотный, Максвелл напоминал сельского джентльмена с севера Англии. Его редко видели гуляющим без собаки, а то и двух – Тоби и Гуни. С Тоби он часто появлялся в лаборатории. Казалось, он зашёл сюда случайно, посреди прогулки или что он создаёт видимость этой случайности. Но было не так: одно время Тоби активно участвовал в опытах. Он ориентировался в лаборатории, как у себя дома и был знаком с действием некоторых аппаратов. Электрические разряды, например, всегда вызывали у него беспокойство. Его то натирали кошачьей шкуркой, усадив на изолирующую подставку, то пропускали по нему ток от машины. При этом, сидя у ног хозяина, он лишь тихонько рычал, словно это помогало ему сохранить «душевное равновесие». В конце концов Максвелл сказал: «Лучше живая собака, чем мёртвый лев!» и прекратил опыты над своим любимцем.
Немало времени у Максвелла уходило на участие в долах по руководству университетом. Как член комиссии по подготовке закона об экзаменах, он старался убедить своих коллег, что научные занятия в университете должны вестись в тесном союзе с другими научными учреждениями, что в работы по математике необходимо включать и задачи из разных отделов физики, что естественникам – для широты развития – следует «поддерживать живую связь с гуманитарными курсами Кембриджа». Обеспокоенный состоянием английской науки, Максвелл писал, что растёт число профессоров и студентов, увеличивается количество учебников и популярных книг, а «творческая исследовательская работа – источник благосостояния нации – падает. Польза, которую учёный, как таковой, приносит нации, измеряется количеством новых знаний, которыми он её обогащает ...нам нужны ещё Фарадеи, другими словами, нужны люди, работающие над созданием новых знаний». Он говорит: «для развития науки требуется... не только, чтобы люди мыслили вообще, но чтобы они концентрировали свои мысли на той части обширного поля науки, которое в данное время требует разработки».
Сам он увлечённо занимался и небольшими, и частными вопросами (например, мог писать о способе выведения жирных пятен с одежды), но вместе с тем – такова особенность его гения – он умел намечать что называется магистральные проблемы, которые на десятилетия предопределяли направление развития научной и технической мысли.
1869 год – крупнейшая веха в истории науки: Менделеевым открыта периодическая система элементов. Максвелл проявляет большой интерес к атомистике и строению вещества. В Британской энциклопедии печатается серия его популярных статей—«Молекулы», «Атом», «Строение тел», «Эфир»... Будучи сторонником атомистического учения Демокрита, Эпикура и Лукреция, он придерживался концепции неизменных атомов и молекул. «Они остаются такими, какими создал их творец». Однако он готов повторить вслед за Фарадеем: «Я не люблю слова атом» (в смысле «неделимый»). Его статья «Атом» начинается определением: «Атом есть тело, которое нельзя рассечь пополам». И – почти одновременно – и своей прекрасной популярной книге «Материя и движение» (1873) он писал: «Даже атом, если мы рассматриваем его, как нечто способное к вращению, должен быть представляем состоящим из многих материальных частичек». Понятия дискретности и непрерывности Максвелл рассматривал, не отдавая предпочтения ни тому, ни другому, допуская, так сказать, возможность и того и другого. «Всякое наше знание как о времени, так и о месте в сущности относительно»,– писал он. И это отсутствие предубеждённости позволяло ему, не владея ещё достоверным знанием, проявлять большую широту в мыслях, в догадках, в прогнозах. «Великой задачей учёных нашего века является распространение наших знаний о движении вещества от тех случаев, в которых мы можем видеть и измерять движение, к тем, в которых наши чувства не могут его обнаружить». Заявление Максвелла о том, что должны существовать «молекулы электричества», было встречено, даже его учениками, скептически. Об этом вспомнили лет через двадцать, когда был открыт электрон. Максвелл был единственным, пожалуй, в Европе учёным, оценившим значение термодинамических работ американского физика-теоретика Гиббса. Словно бы предвосхищая появление гипотезы Планка, Максвелл говорил тогда: «Принципы термодинамики бросают яркий свет на все явления природы и, вероятно, многие важные применения этих принципов могут быть получены в будущем».
Он продолжал размышлять и над электромагнитной теорией, однако после «Трактата» ничего существенного к ней уже не добавил.
Работу над книгой «Электричество в элементарном изложении» Максвелл закончить не успел, она вышла посмертно.
В последние годы жизни учёный предпринял ещё одно интересное исследование, относящееся к истории науки,– занялся подготовкой к изданию трудов Генри Кавендиша. Он был поражён и пленён фигурой этого великого оригинала, отшельника, отдавшего всего себя науке, сделавшего ряд замечательных открытий в физике и химии, искусного экспериментатора. Однако физических работ Кавендиш почему-то не публиковал (напечатал лишь две из них). Никому не известные, они более ста лет пролежали в архиве. Двадцать пакетов ценнейших манускриптов! Максвелл получил их в 1874 г. от герцога Девонширского. Он не только их изучил, но собственноручно все переписал, повторил большую часть описанных Кавендишем опытов и многие результаты уточнил. Такую работу никто лучше и добросовестнее Максвелла выполнить бы, конечно, не смог. Это был достойный подражания образец экспериментального, творческого подхода к историко-научным исследованиям. В итоге Максвелл открыл науке Кавендиша – физика, и в этом открытии было немало удивительного: оказалось, что Кавендиш за 12 лет до Кулона установил закон взаимодействия электрических зарядов, за 65 лот до Фарадея изучил вопрос о влиянии диэлектрика, разделяющего обкладки конденсатора, на его ёмкость; он предвосхитил открытие закона Ома и т. д. Два больших тома Кавендиша увидели свет в октябре 1879 г. На пять лет растянулась у Максвелла эта работа. Он сделал огромного значения дело, но, знай он, как мало уже оставалось у него времени, он бы, наверное, за это не взялся.
Все эти годы подолгу и серьёзно хворала его жена. Максвелл настоял на том, чтобы ухаживать за ней самому. Сиделкой он был искусной и самоотверженной. Однажды он три недели не ложился в постель. А ещё был такой случай. Как-то он зашёл в комнату жены. Спавшая там собачка Гуни, когда он наклонился над больной, цапнула его с перепуга за нос. Не издав ни звука, Максвелл вышел, бережно придерживая висевшую у него на лице собачку. Спокойствие и выдержка ему никогда не изменяли. Он был бодр, деятелен, доброжелателен. Он все успевал, и работа шла, как обычно. Он никогда ни на что не жаловался; его сдержанность с годами возрастала, словно он все больше и больше уходил в себя. Некогда отъявленный спорщик, он теперь уклонялся от споров, предпочитая, уединившись, написать о предмете спора язвительные стихи (и не только язвительные). Иногда – под секретом – он читал их своим друзьям. Иногда публиковал в «Nature», подписываясь псевдонимом 𝑑p/𝑑t. (Кстати, одному историку стихи учёного помогли установить, когда был впервые употреблён термин «ток смещения».) За эти годы он сильно поседел – «стал серый, как железо». Но здоровье его не вызывало опасений. Весной 1877 г. внезапно начались боли в груди, он стал задыхаться при глотании. Он никому об этом не говорил, не обращался почему-то и к врачам, хотя самочувствие его ухудшалось. Он ещё держался, походка его оставалась твёрдой. Тёмные глаза на обычно бледном лице все так же сверкали мыслью, иронией, но к весне 1879 г. он настолько ослабел, что еле дотянул семестр. В лаборатории он бывал почти ежедневно, но не подолгу. В июне, сдав рукописи Кавендиша в типографию, он уехал в Гленлэр. Все надеялись, что физические упражнения и благодатный воздух родных мест, напоённый запахом близкого моря и цветущего вереска, восстановят его здоровье. Этого не случилось. Больному становилось все хуже, страдания его были ужасны; боли не прекращались, он потерял аппетит и сон. В октябре, узнав от эдинбургского врача, который его освидетельствовал, что ему остаётся шить не более месяца, Максвелл поспешил в Кембридж. Его главной заботой оставалась жена, прикованная в те дни к постели. Кембридж был печален. «Максвелл уходит»,– говорили друг другу при встрече люди. Умер он 5 ноября 1879 г. сорока восьми лет, как и его мать и от той же болезни – рака. «Не было человека,– писал пользовавший его врач,– который бы встретил смерть с большим спокойствием и в более ясном сознании». Погребли его, после панихиды в Тринити-коллежде, на Пэртонском кладбище, в Корсоке, близ Гленлэра – фамильном месте погребения Максвеллов.
Макс Планк сказал: «...по рождению он принадлежит Эдинбургу, как личность он принадлежит Кембриджу, а труды его – достояние всего мира».
Максвелл не дожил до торжества своей теории. Почти ни одно из основных её положений не было при его жизни подтверждено опытом, поэтому теория фактически оставалась на правах гипотезы. Маститые физики относились к ней с недоверием, а молодые -приняли её, безоглядно в неё поверили, но, полагая (справедливо, конечно), что опыты по её доказательству сопряжены с огромными трудностями, не помогали ей завоевать признание. Для учёного, казалось бы, нет большего несчастья, чем остаться непонятым, не увидеть победы своих идей! Однако для Максвелла это не обернулось трагедией. Он не подталкивал других, потому что не в его принципах было кому-то что-то навязывать, по и сам ничего не предпринимал, спокойно предоставив событиям идти своим чередом (эту черту мы встретим потом у Эйнштейна). Так что ни подтверждение гипотезы о токе смещения, ни открытие электромагнитных волн и светового давления – все это дело рук не английских физиков. Но английские физики тоже внесли лепту в разработку и распространение теории своего великого соотечественника. Назовём хотя бы О. Хевисайда, Д. Пойнтинга, А. Шустера, Дж. Дж. Томсона. Шустер в 1875/76 учебном году в Оуэн-колледже (Манчестер) прочитал первый систематический курс физики, основанный на теории Максвелла. «Сэр Джозеф Томсон,– вспоминает он,– был одним из трёх (!) студентов, которые слушали мой курс».
«Научная слава Максвелла при его жизни поддерживалась главным образом британскими теоретиками физики, особенно Кавендишской школы,– писал Д. Лармор.– Но с тех пор, как Гельмгольц занялся изучением его теории... и подвергнул её обсуждению в многочисленных серьёзных работах, внимание, уделявшееся произведениям Максвелла за границей, стало возрастать...» Горячим пропагандистом идей Максвелла в Германии выступил также Больцман, благодаря которому электромагнитная теория в значительной степени перестала быть «книгой за семью печатями». И все же до работ Генриха Герца, занявшегося получением электромагнитных волн по совету Гельмгольца, теория Максвелла не была широко известна на континенте.
Электромагнитные волны Герц получил в 1888 г. После этого уже ничто не могло остановить победоносного шествия теории Максвелла. П. Н. Лебедев, учившийся тогда в Страсбургском университете, вспоминал потом характерный эпизод. За год до опытов Герца курс теоретической оптики у них читал профессор Э. Кон. Этот курс был построен на основе классической теории Юнга – Френеля, т. е. на механической теории света. Курс был большой – по четыре часа в неделю, но взглядам Максвелла, преподносимым к тому же как некий курьёз, отводилось всего... полчаса на одной из заключительных лекций. А в 1889 г. профессор Кон тот же курс читал уже полностью на основе теории Максвелла. Так стремительно утверждалась в науке фарадей-максвелловская теория! Она словно брала реванш за десятилетия пренебрежения и унизительного к ней недоверия.
Герц (в одно время с О. Хевисайдом) придал уравнениям Максвелла их современную форму. Больцман по этому поводу замечает: «Я мог бы сказать, что последователи Максвелла в этих уравнениях, пожалуй, ничего кроме букв не переменили. Однако это было бы слишком. Конечно, не тому следует удивляться, что к этим уравнениям вообще что-то могло бы быть добавлено, а гораздо более тому, как мало к ним было добавлено».
В той борьбе за утверждение теории Максвелла, которая велась в науке на разных этапах, исключительная заслуга принадлежит русским учёным. А. Г. Столетов был не только активным пропагандистом первых статей Максвелла, он предложил свой метод для экспериментального измерения «постоянной Максвелла», выражающей скорость распространения волны. В «Трактате» Максвелл потом отметил, что метод Столетова является одним из самых надёжных и точных.
Для подтверждения теории Максвелла важное значение имела проверка соотношения n²=ε (квадрат показателя преломления равен диэлектрической постоянной). В 1872—1874 гг. Больцман предпринял серию работ по проверке и уточнению n и ε для ряда твёрдых и газообразных тел. В 1874 г. ученик Столетова Н. Н. Шиллер, следуя указаниям Максвелла, первым стал измерять диэлектрические постоянные в переменных магнитных полях. А через год П. А. Зилов провёл в лаборатории Столетова измерение диэлектрических постоянных жидкостей, О точности и большом значении результатов Больцмана, Шиллера и Зилова Максвелл писал в своей последней книге «Электричество в элементарном изложении», которую в 1886 г. издал киевский профессор М. П. Авенариус. Это была первая на русском языке книга Максвелла.
Замечательный русский физик Н. А. Умов, введя в 1873 г. (правда, независимо от максвелловской концепции) понятие о движении и потоке энергии, сделал существенный вклад в разработку теории поля. Умов с восхищением отзывался о теории Максвелла. «Работу Максвелла,– писал он,– можно сравнить с работой художника, разбившего вазу с изящным рисунком и из черепков этой вазы построившего новую. Получился новый рисунок, составленный из элементов старого...»
После опытов Герца борьба за теорию Максвелла вступила в новую фазу. И вновь русская физика заняла самые передовые, а в ряде направлений и главенствующие позиции. У. Брэгг говорит: «После того как Максвелл сформулировал четыре математических уравнения... радио, как мы теперь называем его, стало возможностью». Эту возможность впервые осуществил А. С. Попов, который в мае 1895 г. произвёл передачу и приём радиосигналов. Изобретение Попова вывело теорию Максвелла в широкий мир техники и многочисленных её приложений. В том же году П. Н. Лебедев получил самые короткие (6 мм) электромагнитные волны, а ещё через четыре года доказал существование светового давления. Опыты Лебедева имели для подтверждения теории Максвелла огромное значение. Лорд Кельвин, издавна скептически относившийся к электромагнитной теории, признался потом К. А. Тимирязеву: «Вы, может быть, знаете, что я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавая его светового давления, и вот ваш Лебедев заставил меня сдаться!» Работы последующего поколения русских учёных (А. А. Эйхенвальда, Д. С. Рождественского, В. Ф. Мицкевича, А. А. Глаголевой-Аркадьевой и др.) ещё более упрочили и развили теорию Максвелла. Таким образом, практика – критерий истины – подтвердила истинность электромагнитной теории.
