Wireless: к истории создания

Британскую ассоциацию (Би-Эй) называли парламентом британской науки. Не каждая сессия английского парламента оставляла заметный след в истории. Не каждое годичное собрание Британской ассоциации становилось событием в научной жизни Англии. Много лет спустя Дж.Дж.Томсон говорил, что Ливерпульский конгресс 1896 г. остался памятной вехой в летописях Би-Эй оттого, что тогда Ассоциация впервые увидела и услышала Резерфорда.

Остался тот конгресс памятной вехой и в летописи научных исканий самого Резерфорда. Ливерпуль стал для него и победой, и поражением Ещё будучи секретарём студенческого Научного общества Кентерберийского колледжа, Резерфорд сдержал обещание, которое дал в своей «тронной речи». Он прочитал в Обществе доклад о работах господина Герца – об электрических волнах и колебаниях. И продемонстрировал неотразимо доказательные опыты господина Герца. И он так сжился с кругом идей немецкого физика, что на кафедре вдруг представился самому себе не студентом-докладчиком, а едва ли не провозвестником этих новых физических истин. Для такого необычного самоощущения была у него, однако, немаловажная причина: томившее его желание как-то продолжить замечательные искания Герца было уже небеспредметным – в голове бродил конструктивный замысел. Его мысль работала просто – она искала путь прямо к сердцу проблемы.

В те времена электромагнитное поле ещё не рассматривали как физическую субстанцию – разновидность самой материи. Оно рисовалось физикам чередой возмущений в некоем упругом эфире. В каждой точке эфира, куда успела дойти волна возмущений, как бы начинали качаться два маятника – электрический и магнитный. Один – вверх-вниз, другой – вправо-влево. И начинали они качаться с той же частотой, с какой где-то вдали, в источнике электромагнитного поля, колебались электрические заряды.

Максвелл дал математическое описание этого круга незримых физических событий. Его теория появилась за семь лет до рождения Эрнеста. Вначале непонятная и принятая даже иронически, она была одним из самых бесстрашных и самых красивых созданий физико-математического гения. Существование электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света, вытекало из неё само собой.

Замысливший создание уловителя этих невидимых волн, молодой Резерфорд подумал о магнитной составляющей в силовом электромагнитном поле: раз в любой точке эфира, до которой дошли возмущения, возникает быстро колеблющийся «магнитный маятник», нельзя ли заставить этот маятник работать? А что значит – работать? Самое простое – намагничивать железо. Если это возможно, то вот он, принцип будущего детектора волн Максвелла–Герца!..

Рассказал ли он о своём замысле на том заседании Научного общества, когда ему милостиво ассистировали м-р Пэйдж и м-р Эрскин? Неизвестно. Неизвестно и другое: вполне ли созрел тогда этот замысел. Одно очевидно: он приступал к своей работе уже одержимый пьянящей идеей. Сегодня мы назвали бы её идеей радиосвязи!

Всё получалось, как он и надеялся втайне. Исчезали самые серьёзные сомнения. Магнитный маятник высокочастотного разряда работал: намагничивал стальные иглы! Или размагничивал, если предварительно они были доведены до магнитного насыщения. Это было для него всего важнее: такой эффект легче поддавался количественному наблюдению.

Неспроста дошёл он до регистрации частот в 500 миллионов колебаний в секунду: он знал, что с электромагнитным излучением именно такой частоты (это волны длиной 60 см) проводил свои заключительные эксперименты Герц. Впрочем, новозеландец высказал надежду, что железные намагниченные иглы будут «откликаться» на любую частоту – от 100 до 1 000 000 000 колебаний в секунду. Он верил в универсальность задуманного им детектора электромагнитных волн и, возможно, это было его вдохновляющей целью.

Была ли подобная цель у Генриха Герца? Скорее всего, он не успел этой целью задаться. Просто не успел. Его, тридцатисемилетнего, не сумели спасти от заражения крови. Если бы научные успехи и жизненные неудачи вели между собой честное единоборство! Но всё устроено не так, и заражение крови не стало милостивей от того, что кровь принадлежала Герцу. Он умер слишком рано. Это случилось 1 января 1894 г., когда в Европе стояла зима, а в Новой Зеландии лето, и бакалавр искусств Резерфорд в Пунгареху как раз готовился к работе над своей магистерской диссертацией.

Разумеется, он тогда не знал, что вышел на старт интернационального радиокросса. Не знал, что на другой стороне планеты, в глубине Финского залива, в Кронштадте, на маленьком острове вблизи Санкт-Петербурга, молодой инженер-физик уже многое сделал, чтобы вскоре осуществить передачу и приём первой в мире радиограммы: «Генрих Герц». Не знал, что в Италии уже мучился той же дурманящей идеей юноша, чьи успехи и предприимчивость должны были впоследствии сыграть немалую роль в его, Эрнеста, судьбе.

Первым был Александр Попов. Другим – Гульельмо Маркони. Всё это выяснилось позднее. Гораздо позднее. Попов и Маркони, выбрав иной путь воплощения того же высокого замысла, блистательно исполнили свою историческую миссию. А он?..

Тогда, в Ливерпуле, его выступления ждали. О магнитном детекторе уже шла молва. За три месяца до конгресса, 11 июня 1896 г., Дж.Дж.Томсон представил работу Резерфорда Королевскому обществу. Через неделю она была прочитана на очередном заседании в Барлингтон-хаузе. Её встретили с одобрением и удивлением. Wireless – беспроволочная связь – возбуждала воображение. Нелегко сегодня поверить, что в те времена даже физиков поражала способность электромагнитных волн проходить сквозь непрозрачные препятствия. Каменные стены, кирпичная кладка, деревянные полы Кавендиша... – настойчиво, не без скрытого торжества перечислял Резерфорд в своей работе «толстые преграды», преодолённые сигналом. Всем хотелось увидеть наконец этот детектор в действии. Перед отъездом в Ливерпуль Резерфорд хорошо отладил его вместе с Таунсендом и Эвереттом...

Только что отзвучали его многообещающие слова. Затихли перешёптывания и шарканье ног. Все были готовы встретить рукоплесканиями отклонение стрелки магнитометра – «сигнал, пришедший издалека, принят!» Но стрелка не скользила по шкале. Детектор не работал.

Усмехнулись скептики. Начался шум. Резерфорд пощёлкал магнитометром... Самое скверное, если раздадутся учёные советы. Они прозвучат иронически. Всё равно важно сохранить уверенность в себе и самообладание.

Он поднял голову и холодно взглянул на аудиторию. «Господа, тут кое-что разладилось! – сказал он. – Если вам будет угодно выйти на пять минут, прогуляться и покурить, вернувшись, вы увидите работающий детектор». Это понравилось. (И запомнилось!) Все вышли.

Первым через пять минут вернулся в сопровождении лондонского инженера-электрика Приса молодой итальянец. Он с живейшим интересом слушал вступительные объяснения кавендишевца, и, видимо, ему не терпелось увидеть самый эксперимент.

А детектор уже работал. Опыт пошёл отлично. Сообщение, что сигнал был принят с расстояния в полмили, вызвало аплодисменты. Они стали ещё громче, когда было сказано, что в Кембридже дело доходило до мили...

Он возвращался на своё место в зале, провожаемый долгими взглядами старых заслуженных профессоров. Те, с кем он нечаянно встречался глазами, спешили дружески ему улыбнуться. Пробрался через ряды и подсел к нему иностранный гость конгресса – ещё сравнительно молодой профессор из Стокгольма, норвежец Вильгельм Бьёркнес. Протянул свою визитную карточку. Поблагодарил за ссылку на его работу по затуханию колебаний в герцевском вибраторе. Поздравил с успехом. Выразил восхищение убедительной простотой всего услышанного и увиденного... В перерыве подошёл профессор из Оксфорда Оливер Лодж. Улыбаясь, сказал, что миля – это в двадцать с лишним раз больше, чем восемьдесят ярдов. Стоявшие рядом не поняли этой шутки, но Резерфорд понял: восемьдесят ярдов было рекордом дальности приёма в оксфордских экспериментах Лоджа... Подходили учёные из Шотландии, Канады, Индии. Знакомились, спрашивали, где и когда будет опубликована его работа. Он отвечал предположительно: возможно, в ближайшем томе «Философских трудов Королевского общества». Всё вместе и было победой. Он почувствовал, что принадлежит не одному Кембриджу...

А потом сэр Вильям Прис – авторитетнейший электрик Англии, консультант итальянского Министерства почт – представил конгрессу молодого итальянца: «Синьор Маркони...» – и через несколько минут Резерфорд уже знал, что больше никогда не будет заниматься своим детектором. Со сложными чувствами слушал он Приса.

Сначала просто с удивлением. Оказалось, что двадцатидвухлетний изобретатель из Болоньи ещё в мае приехал в Англию. Именно как изобретателя представил его Прис. И объяснил: синьор Маркони предложил почтовому ведомству «новый способ сигнализации через пространство». Успешные опыты уж проводились в Лондоне и на Салисберийской равнине. Потом к удивлению примешалась досада. Вильям Прис сообщил, что Министерство почт решило предоставить Маркони средства и льготы для усовершенствования его изобретения. Резерфорд тотчас припомнил то, что постарался скрыть от него Дж.Дж., но о чём недавно рассказал ему Стрэтт (будущий Рэлей-младший): Томсон однажды запрашивал лондонское Сити о возможностях финансирования его, резерфордовых, исследований по беспроволочной связи и получил отказ! Ему ответили, что едва ли эта сомнительная проблема может представлять коммерческий интерес.

Потом к удивлению и досаде примешалось чувство протеста. Вильям Прис не мог ничего сказать о конструкции приборов итальянца. Это секрет синьора Маркони! Перед мысленным взором Резерфорда прошли Крайстчёрч, Аделаида, Кембридж. На всех широтах он с готовностью рассказывал о своём детекторе. И почитал это только за честь. И был признателен всем, кто ему помогал: Таунсенду, Мак-Клелланду, Эверетту... Физическое открытие не может быть ничьим секретом!

А потом удивление, досада, протест сменились ревностью. Выступал юный итальянец. И все услышали, что на Салисберийской равнине сигнал был принят с расстояния в полторы мили. «Полторы мили – это в полтора раза больше одной мили!» – с принуждённой улыбкой сосчитал Эрнест и поискал глазами Оливера Лоджа. И главное: там был детектирован сложный сигнал, переданный по азбуке Морзе! До решения такой практической задачи магнитный детектор Резерфорда доведён ещё не был. Конечно, и с его помощью можно было принять любую последовательность dots-and-dashes – точек и тире телеграфного кода. Но только после каждой точки и каждого тире нужно было снова намагничивать размагниченные принятым сигналом стальные иглы. Громоздко и неудобно. Инженерная проблема? Вероятно. Но итальянец-то её разрешил!

Ревнивое удивление Резерфорда возросло бы ещё больше, если бы узнал он тогда, что и Маркони был уже не оригинален. Но этого никто ещё не знал – ни в Италии, ни в Англии. И не нужно думать, что это знал сам Маркони, одержимый своими поисками с 14 лет. Только позже, из патентных описаний итальянца выяснилось, что его приёмник был повторением грозоотметчика Александра Попова. А Попов подробно рассказал о своей конструкции ещё в 1895 г. на страницах «Журнала Русского физико-химического общества». Один американец заметил, что открытие Попова обладало роковым недостатком: оно не было запатентовано. Резерфорд счёл бы это достоинством. Ни тогда, ни позже – никогда! – не помышлял он о патентах и не брал их.

...Так или иначе, но за победой сразу пришло поражение. Был ли он обескуражен случившимся? Что передумал он в те сентябрьские дни в Ливерпуле? Не стоит гадать. Гораздо существенней, что после конгресса тема Wireless совершенно исчезает из его переписки. Точно не связывалось с нею никаких надежд. Точно не ей был обязан он своим быстрым возвышением в Англии. Точно не ей отдал он свою юность.

Стоит вообразить себе, каково было бы Маркони на его месте. Непредвиденное поражение могло бы сделать итальянца надолго несчастным человеком. Для него это, по-видимому, в самом деле означало бы крушение всех надежд. Маркони являл собой пример одарённейшего изобретателя-однолюба. И свет для него клином сходился на беспроволочной связи. Скорее всего, он не был рыцарем познания вообще. Не был естествоиспытателем! И по крайней мере на первых порах ему некуда было бы отступать.

Для Резерфорда такой проблемы не существовало. Трудно ли, легко ли, но он решительно простился с магнитным детектором. И обнаружил в этой истории всю масштабность своей натуры. То, что он вышел на старт не один и не первый, оказалось везением человечества: дело Максвелла–Герца было прекрасно завершено другими, а напор пионерской мысли новозеландца понадобился истории для иных начинаний. Его гений словно бы освободился для иных великих дел. Но это выяснилось позднее...

С видимым наслажденьем исполнял он впервые осенью 1923 г. обязанности президента Британской ассоциации. Его почтили этой ролью на очередном конгрессе Би-Эй, ничем особенно не примечательном, кроме сущей малости: он проходил в Ливерпуле. Это и вправду было сущей малостью для всех, за исключением Резерфорда. А он очень помнил предыдущий ливерпульский конгресс 1896 г., когда было сказано о нём: «Этот молодой человек далеко пойдёт!» Но помнил он не столько это, сколько своё поражение в непреднамеренном соперничестве с юным Маркони.

Как же всё-таки мудро поступил он тогда, решительно распрощавшись со своим магнитным детектором! Конечно, Wireless совершила за минувшие двадцать семь лет баснословные успехи; беспроволочная связь уже гордилась не милями и не азбукой Морзе; отсюда, из Ливерпуля, его президентское послание конгрессу можно было уже транслировать по всей Англии. И конечно, могла быть громадной его доля в этом прогрессе, если бы тогда, двадцать семь лет назад, он не посторонился, а вступил бы в борьбу... Уж у него-то хватило бы энергии на любые схватки! Но, помилуй Бог, за что боролся бы он при этом? И против чего? За научную истину? Да ведь её никто тогда не оспаривал. Против зла? Да разве это было злом – одержимость одарённого коллеги? Значит, попросту за блага приоритета и за обеспеченное место под солнцем была бы его борьба. А сколько на неё ушло бы времени, сил, покоя, гордости!

Ни о чём не жалел он, оглядываясь назад с последнего перегона. Да, в согласии с другим итальянцем, Данте, почитавшим тридцать пять лет серединой земного пути, он прошёл уже три четверти отпущенного срока. О сильнейшем искушении, пришедшемся на годы, когда он сам ещё был учеником, напомнил ему Ливерпульский конгресс 1923-го. И среди прочего он готов был благодарить Природу за то, что она одарила его достаточной широтой и сверхдостаточным великодушием, дабы в долгой дороге успешно справляться с искусами зависти и тщеславия. В своей президентской речи, и вправду передававшейся по радио, он с благодарностью воздал Маркони должное.

Литература

Данин Д.С. Резерфорд.– М.: Молодая гвардия, 1966.
Морозов И.Д. А.С.Попов с Г.Маркони не встречался и подарки ему не дарил. – Физика («ПС») № 16/03, с. 2–5; 17/03, с. 5, 6.
The collected papers of Lord Rutherford of Nelson: v.1. New Zealand-Cambridge-Montreal; L., 1962.