Моисей Радовский - Фарадей

Фарадей был конечно не против математики вообще, а против внешней формы, может быть очень остроумной и тонкой, но лишенной физического содержания. Мы уже видели, что Максвелл считал Фарадея глубоким математиком. Другой крупный ученый, знаменитый немецкий естествоиспытатель Герман Гельмгольц, основательно изучивший творчество Фарадея, пришел к тем же выводам. В речи, посвященной развитию взглядов Фарадея на электричество, он сказал: «С тех пор как Клерк Максвелл дал нам математическое истолкование идей Фарадея в методически обработанной научной форме, мы, конечно, видим, какая строгая определенность и глубокая точность выводов скрывается за словами Фарадея, которые казались его современникам такими темными и неопределенными. И в высшей степени интересно видеть, какое большое число теорем, методическое доказательство которых требует применения высших сил математического анализа, нашел он как бы инстинктивно, при посредстве некоторого рода внутреннего созерцания, не выводя ни одной математической формулы».

Необходимо отметить, что способностью излагать свои мысли способом Фарадея, т. е. просто, ясно и без трудных математических формул, обладали очень немногие, и этим Фарадей отличается от других великих физиков.

Для об'яснения этого качества Фарадея как физика необходимо указать, что к физике он пришел через химию. Это отметил известный немецкий химик Юстус Либих. «Я слышал, — писал он, — что представители математической физики жаловались, будто отчеты Фарадея о его работах были трудны для чтения и понимания, что они часто походили на выдержки из дневника. Однако вина заключалась в них самих, а не в Фарадее. Для физиков, которые пришли к физике по пути химии, статьи Фарадея звучат, как прекрасная музыка».

Но, подобно прекрасной музыке, труды Фарадея не становятся понятными целиком и без всякого труда: они неизменно требуют внимания и всестороннего проникновения. Такой замечательный ум, как Гельмгольц, не сразу мог постигнуть глубокое содержание работ Фарадея. «Я слишком хорошо помню, — писал Гельмгольц, — как часто я сам сидел, безнадежно рассматривая одно из его описаний линий сил, их числа и напряжения, или стараясь понять предложения, в которых гальванический ток обозначается как оси силы и т. п.». В этом случае математика и оказалась тем великим орудием, пользуясь которым Максвелл сделал ясными идеи Фарадея. «Необходим был Клерк Максвелл, — признает Гельмгольц, — второй человек, обладавший той же глубиной и самостоятельностью воззрений, чтобы выполнить — в обычных формах систематического мышления — великое здание, план которого Фарадей начертал в своем уме, ясно видел перед собой и старался сделать ясным для своих современников».

Указанные выше ученые, говоря о творчестве Фарадея вообще, в действительности имели в виду лишь одни его «Опытные исследования по электричеству». Правда, эта часть работ Фарадея является самой значительной, как по количеству написанных им мемуаров, так и по времени, вниманию и энергии, которые он им уделял; не подлежит сомнению, что именно эта группа его трудов является основной его всем том, что оставил Фарадей. В «Опытных исследованиях по электричеству» он развил свои естественнонаучные воззрения; здесь изложены те его идеи, которые питали и продолжают питать физиков-материалистов. Но все же это только часть работ Фарадея. Занимался он целым рядом других вопросов физики, не говоря уже о химии, которой отдал много сил и времени. Еще в 1827 году он выпустил первое издание (всего их было три) «Chemical Manipulations». Другие работы составили целый том, который был назван Фарадеем «Experimental Researches in Chemistry and Physics».

Прежде чем перейти к тому периоду жизни Фарадея, когда громадный труд его «Опытных исследований» был уже завершон, т. е. ко времени после 1855 года, необходимо остановиться на одной чрезвычайно важной стороне «Исследований», а именно — на идеях Фарадея, приведших его к определенному представлению о законе сохранения и превращения энергии. Установление этого закона является одним из самых важных достижений науки XIX века. Его значение одинаково велико как для теоретического естествознания, так и для техники, которая основывает на нем все расчеты.

Закон этот, между прочим, навсегда покончил с бесплодной идеей о perpetuum mobile (вечное движение), служившей на протяжении веков камнем преткновения для многих талантливых изобретателей, искренно веривших, что можно изобрести машину, порождающую непрерывное, «вечное» движение. Известно, например, что знаменитый русский изобретатель И. П. Кулибин в течение почти всей жизни (умер 83-х лет) не переставал «изобретать» двигатель, который, раз получив извне начальное движение, сохранил бы его «до истрения своих частиц». Хуже всего было то, что некоторые крупные ученые не сомневались, что проблема «вечного движения» осуществима. Кулибин утверждает, что он беседовал с Л. Эйлером — одним из наиболее выдающихся ученых XVIII века — и тот высказал ему свое убеждение, что когда-нибудь движение это «откроется». Закон сохранения энергии твердо установил, что энергия из ничего рождаться не может, что она может только превращаться из одного вида в другой.

К этим выводам независимо друг от друга пришли многие ученые (Майер, Гельмгольц, Джоуль и др.) в 40-х годах прошлого столетия. Но еще задолго до того многие ученые отрицали возможность построения «вечного двигателя». Фарадей разделял подобную точку зрения. В трактате об источнике силы в вольтовом столбе, критикуя контактную теорию, Фарадей указал, что «сторонники этой теории допускают возможность возникновения силы из ничего». Для материалиста Фарадея, стоявшего на строго детерминистической точке зрения, не было более антинаучного утверждения, чем допущение «возникновения силы без соответствующей затраты того, что питает эту силу». Некоторые авторы справедливо утверждают, что Фарадея можно считать провозвестником закона сохранения энергии. Отмеченный выше трактат относится к 1834 году, но те же мысли встречаются у Фарадея и гораздо раньше; зарождение этих идей восходит еще к тому периоду его научной деятельности, который может быть назван подготовительным. В одной из лекций» относящихся к 1816 году, можно найти указание, что Фарадей уже думал над подобными вопросами, и все дальнейшие его высказывания являются повидимому развитием тех выводов, к которым он пришел в самом начале своей научной работы.

Дошедшие до нас источники содержат ряд записей, свидетельствующих о том, что мысль Фарадея в период «Опытных исследований» часто обращалась в эту сторону. Вот что писал он в 1832 году: «Рассмотрим теперь в несколько более общем виде соотношение между всеми этими силами. Мы не можем сказать, что одни из них являются причиной других; мы должны полагать, что все они находятся во взаимной зависимости и имеют общую причину. Эта зависимость сказывается в возникновении одной из других или в превращении одной в другую». Еще более решительные утверждения содержатся в двух записях, относящихся к 1838 и 1840 годам. «Сила никогда не разрушается, все действия превратимы одно в другое» — гласит первая запись, а вторая как бы дополняет ее: «но сила никогда не возникает без соответствующего расхода того, что ее порождает».