Михаил Пупин - От иммигранта к изобретателю

Фарадей считал, что все электрические и магнитные действия передаются от одной точки к другой вдоль его силовых линий. И побуждаемый замечательной интуицией, он настаивал, что его силовые линии не являются лишь геометрической схемой, но что они имеют действительное физическое существование, и что вдоль этих силовых линий есть нечто, подобное мускулярному напряжению, стремящемуся сжимать их, а также давление, перпендикулярное им, стремящееся растягивать их. Эти напряжения и давления дают ту же числовую величину для механической силы между зарядами, которая вычисляется из закона Кулона, но с фундаментальной разницей, указанной Фарадеем, что его гипотеза требует определенное, ограниченное время для передачи электрических и магнитных сил, тогда как, согласно гипотезе непосредственного действия на расстоянии, которую закон Кулона ни поддерживает, ни опровергает, эти силы передаются мгновенно. Вопрос о скорости передачи электрических и магнитных сил через пространство стал поэтому решающим вопросом в споре между старым взглядом на физику и взглядами Фарадея.

В письме к Максвеллу в 1857 году, которое Кампбелл приводит в своей книге, Фарадей пишет:

«Я надеюсь произвести этим летом несколько опытов относительно времени магнитного действия… которые может быть дадут необходимые результаты. Время, вероятно, должно быть коротким, как и время света. Но огромная важность результатов, если они окажутся подтверждающими, не приводит меня в отчаяние. Лучше было бы, пожалуй, если бы я ничего не говорил об этом, ибо я часто медлителен в реализации моих намерений, к тому же и моя память начинает сдавать».

Это письмо было написано Фарадеем за десять лет до его смерти, но ничего никогда не сообщалось о результатах намеченных им опытов. Мы знаем, однако, результат, который он ожидал от своего опыта, был получен тридцать лет спустя Герцем, учеником Гельмгольца.

Я воображал в Арране, что слышу голос Фарадея, говорившего:

«Там, где есть линии магнитной силы, там есть и магнетизм; там, где есть линии электрической силы, там есть и электричество».

Ответом Фарадея на вопросы: что такое электричество и что такое магнетизм было поэтому, согласно моему пониманию, то, что и электричество и магнетизм являются проявлением силы. И там где существует такое проявление, там есть электричество и магнетизм, в том смысле, что существуют давления и напряжения, являющиеся результатом определенного состояния пространства, которое может быть названо электрическим или магнитным состоянием. Представления Фарадея, как я их понимал почти сорок лет тому назад, читая его «Экспериментальные исследования в электричестве», уходили так далеко, что подсказывали, что сама материя состоит из центров силы с силовыми линиями, исходящими из этих центров по всем направлениям на бесконечное расстояние, и там где существуют эти линии, там есть материальное тело. Другими словами, всякое материальное тело, как и всякий электрический и магнитный заряд, простирается в бесконечность с помощью своих силовых линий. А отсюда, все материальные тела находятся в контакте, отрицающем существование эфира! Никто из смертных не выставлял еще более смелой гипотезы! И всё же сегодня мы знаем, что теория строения материи, очень сходная с той теорией, которую выдвинул Фарадей, быстро выигрывает всеобщее признание, не только как новое метафизическое умозаключение, но как логическое и непреклонное требование эксперимента. Но когда Фарадей говорил мне эти странные вещи, а я прислушивался к ним внимательно на откосах горы Гоут-Фелл в Арране, я не видел в них ничего, кроме геометрических схем и чистой метафизики на фоне простых геометрических фигур. Несмотря на то, что я был уверен, что метафизика Фарадея имеет в основе своей какую-то определенную физику, я не мог выделить ее из гипотетических понятий, которые мне были не ясны. Максвелл, рассуждал я, должно быть разобрался в этой физике, и я часто вспоминал моего шотландского приятеля в Арране, спросившего меня: «Можете ли вы заглядывать в Фарадея так же глубоко, как шотландец Максвелл?»

Когда я приехал в Берлин, моя голова была полна фарадеевых силовых линий, начинающихся у электрических и магнитных зарядов и вьющихся по пространству, как линии потоков, берущих начало в реке и следующих ей в своем течении к океану. Физические факты и принципы, открытые Фарадеем, выделялись, резкими очертаниями, как звезды в светлую и тихую летнюю ночь. Но теория притягивающих и отталкивающих электрических и магнитных сил, представленных им графически в виде силовых линий и наделенных странными физическими качествами, которые проявляются в давлении и напряжении, оставили у меня впечатление, что моя вера в новую теорию не была твердой. Вера без убеждения — подобна зданию, построенному на песке.

Гельмгольц однажды сказал:

«Я очень хорошо помню, как часто я сидел, безнадежно углубляясь в его описания силовых линий, их числа и их напряжения».

Мало надежды было у меня во время поездки из Аррана в Берлин в октябре 1885 года, что через два года все неясности моего заведенного в тупик ума развеются, как туман ясным осенним утром. Я продолжал изучать Фарадея в течение первого года моего пребывания в Берлине, оставляя для этого необходимое время. Мне хотелось знать, что думали физики Берлина о фарадеевых силовых линиях.

Я приехал в Берлин изучать экспериментальную физику под руководством Германа фон-Гельмгольца, знаменитого профессора физики Берлинского университета, сформулировавшего принцип сохранения энергии и впервые объяснившего смысл цветовых различий в зрении, а также тембра в музыке и в речи. Он был тогда директором Физического института при университете. Его величали Ваше Превосходительство — титул, дарованный ему старым императором, и весь преподавательский состав института погружался в страх, когда упоминалось имя Его Превосходительства. После Бисмарка и старого императора он был самым знаменитым человеком в Германской империи.

У меня были к нему рекомендательные письма от президента Колумбийского колледжа Барнарда, а также от профессора Королевского института Джона Тиндаля. Профессор Артур Кениг, правая рука Гельмгольца и старший преподаватель в Физическом институте, повел меня в канцелярию Его Превосходительства фон Гельмгольца и представил как Herr Pupin, студента из Америки и предполагавшегося стипендиата Джона Тиндаля от физического отделения Колумбийского колледжа. Стипендия присуждена была мне три месяца спустя. Кениг отдал своему хозяину чуть ли не земной поклон. Я поклонился по американской манере, то-есть наклоном головы до уровня плеч, тем же самым поклоном, каким приветствовали в те времена в Кэмбриджском университете и который я называл англо-американским поклоном. Он резко отличался от поклона Кенига. Гельмгольц, казалось, заметил эту разницу и добродушно улыбнулся. Контраст повидимому забавлял его. В его венах текло много англо-саксонской крови. Мать его по прямой линии была потомком Вилльяма Пенна. В Берлине знали, что он был лучшим придворным ученым в Германской империи.