История физики

И.А. Изюмов,
школа № 3, г. Аксай

Генри Кавендиш

Материал к уроку

Безразлично, с чего начинать рассказ о трудах и днях великого человека. Большая и цельная жизнь – как глобус: острова и материки, в каком бы отдаленье ни лежали они друг от друга, все равно омываются водами Мирового океана и существуют совместно. И с чего ни начни, вращение в конце концов приоткрывает лик всей Земли.

Д.Данин

 Кавендишевская лаборатория... Год основания – 1869-й. Год формального открытия – 1874-й. Старая добрая Англия не была бы Англией, если бы ее история и традиции не нашли себе и здесь надежного пристанища. Многозначительно уже само название физической лаборатории – оно имеет двойное происхождение.

Канцлерами Кембриджского университета всегда бывали влиятельные лица с громкими именами. Они не руководили университетом. Они ему покровительствовали. Для истории науки в конце концов совершенно безразлично, по каким мотивам в 1869 г. канцлер университета, седьмой герцог Девонширский решил помочь процветанию физических исследований в Кембридже. Важно, что он не только благословил создание новой лаборатории и кафедры по физике, но и дал нужные для дела деньги. А родовое имя герцогов Девонширских было – Кавендиш.

Однако столь же верно, что новая лаборатория и новая кафедра получили название кавендишевских в честь Генри Кавендиша (1731–1810) – замечательного ученого и человека странных обыкновений. Обе версии, казалось бы, несовместимые, очень просто сливаются в одну: Генри Кавендиш принадлежал к тому же старинному роду, что и канцлер Кембриджского университета.

Второй сын герцога Чарльза Девонширского, Генри не обладал наследственными правами на богатство отца. Он мог наследовать только отцовские склонности. Среди них было пристрастие к научным занятиям. Свободный от соблазнов будущей карьеры, замкнутый и робкий, мальчик с очень раннего возраста весь отдался этим занятиям: физика и химия стали его пожизненной страстью. А так как природа наделила его несомненной гениальностью, он единственный сумел принести старому роду Кавендишей безотносительную славу. И конечно, память о нем сыграла свою роль в великодушном решении седьмого герцога Девонширского.

В каждой лаборатории накапливается с годами свой фольклор. В изустных рассказах, чаще всего немножко анекдотических или похожих на притчи, оживают выразительные образы ушедших. Даже когда этим рассказам недостает точности документа, в них есть нечто большее – достоверность молвы, отражающей отношение современников к тем, кого уже нет. Память о Генри Кавендише то скрыто, то явно играла вдохновляющую роль в жизни лаборатории.

Он отдал почти сорок лет своей одинокой и сосредоточенной жизни исследованию электрических явлений. Но результаты и методы этих исследований оставались неизвестными: Кембриджская библиотека хранила двадцать пачек неразобранных рукописей Кавендиша. Между тем было сказано о нем: «Руки мастера, руководимые гениальной головой». Его архив мог таить самые неожиданные откровения.

Это было тем более вероятно, что и человеком он был неожиданным. Любой лабораторный фольклор начинал казаться пресной обыденностью, едва среди кавендишевцев заходила речь о самом Кавендише.

...Конюшни отца послужили ему первым пристанищем для опасных экспериментов с электричеством. Но потом он превратил в лабораторию большую часть громадного родительского дома. Лишенный прав на отцовское богатство, он вдруг получил огромное состояние от своего дяди. Однако ни мотом, ни дельцом не стал. Ему было тогда уже за сорок, образ жизни и привычки его давно сформировались, а менять их он не умел. Изменился только бюджет его физической лаборатории в старом герцогском доме. Теперь он мог позволить себе самые дорогостоящие опыты. И его занятия наукой сделались еще углубленней. В похвальном слове Кавендишу французский физик Жан Био сказал так: «Он был самым богатым из ученых и, вероятно, самым ученым из богачей».

Очень выразительно говаривал о нем Дж.Дж.Томсон: «Он всегда делал то, что делал прежде». В течение всей своей жизни он выходил на прогулку в одно и то же время дня. Решив свести к нулю вероятность встречи с кем-нибудь из знакомых лондонцев, Кавендиш усвоил обыкновение ходить только посередине мостовой. Уклоняться от лошадей было легче, чем от человеческого пустословия. Отшельник и молчальник, он и со своим домоправителем никогда не вступал в разговоры, предпочитая объясняться посредством коротких записок. Женская прислуга в клефэмском доме Кавендишей не рисковала попадаться ему на глаза: за этим следовал отказ от места. Раз в году, в один и тот же день и час, к нему приходил портной. Молча снимал мерку и исчезал. Никаких вопросов о материале и фасоне нового платья: костюм должен был быть копией прежнего с необходимой поправкой на естественное изменение параметров хозяина. Так был уничтожен еще один повод для вздорных раздумий и отвлекающей болтовни.

Когда ему было 29 лет, он удостоился избрания в члены Лондонского Королевского общества. Через десять лет случай или дела привели его на обед в академический клуб. Эти обеды происходили по четвергам и начинались в 5 часов вечера. С того дня и до конца жизни, на протяжении сорока лет, каждый четверг ровно в пять он приходил на обед Королевского общества. 1774 г. начинался с четверга и кончался пятницей. Поэтому в 1774 г. Генри Кавендиш отобедал с коллегами не пятьдесят два раза, как обычно, а пятьдесят три. Но лишь немногие из завсегдатаев клуба знали, как звучит его голос. Он заговаривал только тогда, когда мог сообщить им нечто из ряда вон выходящее. За сорок лет его шляпа ни разу не переменила своего места на полке в клубном гардеробе.

Он был воплощенной сосредоточенностью. И это сделало его в глазах современников неисправимым чудаком. Но это же сделало его исследователем крупнейшего масштаба...

После того как Вильям Томсон и Герман Гельмгольц – два крупнейших европейских авторитета в физике той поры – не смогли принять предложение переехать в Кембридж, на пост директора создаваемой лаборатории был приглашен сорокалетний, но уже достаточно знаменитый, автор «непонятной» теории электромагнитного поля. Джеймс Клерк Максвелл стал первым кавендишевским профессором. И через два года он принялся за неопубликованное наследие Генри Кавендиша, добровольно сделавшись текстологом, редактором и даже переписчиком чужих неразборчивых рукописей. Максвелл решил повторить весь путь его математических и лабораторных исканий. Он переписал от руки манускрипты Кавендиша и заново провел его опыты!

Выяснилось: за 12 лет до Шарля Кулона лондонский отшельник установил с высокой степенью точности кулоновский закон взаимодействия электрических зарядов. Выяснилось: за 65 лет до Фарадея он открыл влияние среды на течение электрических процессов, в ней совершающихся. И для разных сред экспериментально определил численную величину, характеризующую это влияние: диэлектрическую постоянную. Так, задолго до Фарадея, он пришел к отрицанию actio in distans – «действия на расстоянии» – действия через пустоту.

Максвелл был и поражен, и пленен отважной изобретательностью Генри Кавендиша, когда установил, что для определения силы тока тот пользовался собственным телом как гальванометром. О величине тока Кавендиш научился судить по относительной силе удара, который сотрясал его при замыкании собою электрической цепи. Рассказ об этом вызывал удивление у всех. Самоотверженные посетители лаборатории просили Максвелла проверить, могут ли и они служить хорошими гальванометрами, и он с улыбкой подвергал их этому испытанию.

Исполнив до конца благочестивый долг кавендишевского профессора, Максвелл в 1879 г. издал неопубликованные работы гениального молчальника. Они вышли под названием «Электрические исследования достопочтенного Генри Кавендиша». Это звучало возвышенно и старомодно. У молодой лаборатории как бы появился свой вдохновляющий эпос...

Между эпохой Кавендиша и эпохой Кавендишевской лаборатории, как рубеж, разделяющий несхожие времена, пролегла широкая полоса промышленной революции. В эти десятилетия родился и зашагал по Земле век пара и электричества. Нет нужды точно соразмерять роль естественных наук с ролью исторических факторов, участвовавших в рождении этого века. Но разве не очевидно, что именно тогда физика впервые заявила о себе как реально ощутимая сила истории?

А разбуженные ею возможности технического прогресса стали менять ее собственный облик.

Сама Кавендишевская лаборатория была порождением этой обратной связи: великодушие седьмого герцога Девонширского было, кроме все прочего, замотивировано потребностями времени.

Литература

1. Данин Д.С. Резерфорд./Серия «ЖЗЛ». – М.: Молодая гвардия, 1966.
2. Филонович С.Ф. Генри Кавендиш. – Квант, 1981, № 10.
3. Berry A.J. Henry Cavendish: his life and scientific work. – London, 1960.

.