Статьи и речи

В декабре 1839 г. Джемс потерял мать. Она мужественно согласилась на тяжёлую операцию, но не перенесла её.

В университет его хотели готовить дома. Был приглашён юноша с хорошими рекомендациями, отсрочивший для этого свои занятия в колледже. Но осенью 1841 г. отец решил определить сына в Эдинбургскую академию — учебное заведение типа классической гимназии. В академию мальчика привели в гленлэрском платье из серого твида, которое сэр Джон считал чрезвычайно «гигиеничным»; на грубых башмаках с квадратными носами блестели медные пряжки. Это было упущение. Новичка, явившегося во второй класс на втором месяце занятий да ещё в таком одеянии, сразу же взяли в оборот. Домой он вернулся в синяках, в изорванной одежде. Однако сладить с ним, видимо, было не просто, его сразу прозвали «бешеным». Постепенно он завоевал уважение своей отвагой, неимоверной силой рук и необыкновенной, непонятной какой-то добротой.

Первые школьные годы были для Джемса мучительны. После сельского приволья все в академии было ему постыло. В младших классах сидело по шестьдесят сорванцов, справиться с которыми учителям едва удавалось. Для арифметики у Джемса, говорили, не хватало находчивости. Да и вообще он не мог похвалиться успехами, к занятиям относился скептически, а кроме того много болел. К пятому классу он выучил восемьсот неправильных греческих глаголов и научился сочинять латинские стихи. В письмах к отцу появились и его собственные стихотворные опыты, за которые он вскоре получил приз. Он с увлечением декламировал товарищам Бёрнса, он полюбил смотреть пьесы Шекспира. Жил он у тётки. Кузина Джемима, кончавшая художественную школу, давала ему уроки гравирования. Отцу Джемс сообщал не столько о своих учебных делах, сколько о развлечениях, об успехах в плавании, например. «Я плаваю, как наши гленлэрские лягушки!» По Гленлэру он очень скучал. «Как поживают травы, кустарники и деревья? коровы, овцы, лошади, собаки и люди?»

Интерес к учёбе у него пробуждался медленно. Известный английский физик Питер Тэт, шедший классом ниже, вспоминал потом, что товарищи считали Максвелла застенчивым и тупым. В свободное время избегая шумных компаний, он читал старинные баллады, Дрейтона, Свифта, рисовал какие-то диаграммы и конструировал механические модели. В пятом классе стали проходить геометрию, и он вдруг увлёкся. Он сообщал отцу: «Я сделал тетраэдр, додекаэдр и два других эдра, названия которых ещё не знаю». Геометрия словно бы расковала силу его ума. Максвелл становится не просто первым, а самым блестящим учеником академии. Один из его товарищей рассказывает: «Я помню, ...наш учитель трижды заполнял чёрную доску решением одной сложной задачи по стереометрии; едва он успел закончить, как Максвелл задал вопрос: нельзя ли эту задачу решить геометрическим путём? И показал, как при помощи одной фигуры и нескольких линий немедленно получалось решение».

Скучая без сына, сэр Джон частенько наезжал в Эдинбург. 12 февраля 1842 г. они с Джемсом осматривали новинку — электромагнитную машину. Они бывали на строящейся железной дороге, в порту... Иногда отец брал сына на заседания Королевского общества. Там во время обсуждения доклада о форме этрусских погребальных урн учёные мужи однажды затронули вопрос — как построить совершенно правильный овал? Джемс заинтересовался задачей и остроумно решил её. Попутно он придумал простое устройство для вычерчивания овальных кривых и эллипсов посредством куска связанной нити и двух воткнутых в картон (в точках фокусов) булавок; этот способ употребителен и поныне. Своё сочинение Джемс назвал «О черчении овалов и об овалах со многими фокусами». Подростка в курточке немыслимо было выпустить на кафедру перед чопорным учёным собранием. Поэтому работу юного Максвелла представил профессор Форбс. Это произошло 16 апреля 1846 г. Сэр Джон записал в своей памятной книжке: «Он был выслушан с большим вниманием и одобрением». Работа была опубликована в «Трудах» общества.

В то время Максвелл уже всерьёз интересовался наукой; особенно занимали его магнетизм и поляризация света. В последнем, пожалуй, повинен Уильям Николь, профессор Эдинбургского университета, изобретатель поляризационной призмы — «николя» (1828). Как-то дядя Джемса, Джон Кей, взял племянника и Кемпбелла в гости к Николю, который показал им несколько опытов с поляризованным светом. После того Джемс сконструировал полярископ и занялся исследованием фигур, получающихся при просвечивании кусков неотожженного стекла и кристаллов. Наиболее интересные фигуры он нарисовал акварелью и послал Николю. Он был щедро вознаграждён: учёный подарил ему пару призм собственноручного изготовления. Они Максвеллу долго потом служили.

Своего классического образования он не завершил: осенью 1847 г., по совету Николя, Форбса и других профессоров, он был отдан в Эдинбургский университет. В английских университетах ещё жива была традиция предоставлять студентам большую свободу в организации своего обучения. Студенты имели возможность выбирать предметы, следуя собственным склонностям. Но свобода в деле обучения — это одно, второе и — главное — это желание и умение по-деловому её использовать. Максвелл увлекается опытами по оптике, химии, магнетизму, штудирует книги по механике и физике, много времени проводит в математических размышлениях. Мисс Кей, его тётке, нередко за столом приходилось восклицать: «Джемси, ты опять погрузился в математику!» Видя непреодолимую тягу сына к науке, сэр Джон устроил в Глеплэре физико-химическую лабораторию. Теперь, приезжая на каникулы, Джемс не прерывал занятий. В марте 1850 г. он писал одному из друзей: «Я прочёл «Лекции» Юнга, «Принципы механики» Уиллиса, «Технику и механику» Мозли, «Теплоту» Диксона, и «Оптику» («Repertoire d’optique») Муаньо... У меня имеются кое-какие намерения относительно кручения проволок и стержней, но привести их в исполнение не удастся до каникул; с количественными результатами экспериментов по сжатию стекла, желатина и т. п. дело сделано; далее идут вопросы о связи между оптическими и механическими постоянными, о желательности их определения и т. д., затем висячие мосты, ценные линии, упругие кривые». Максвелл основательно углубился в теорию упругости. В том же году он (на сей раз уже сам!) прочитал перед Королевским обществом свой доклад «О равновесии упругих тел». Он доказал важную в теории упругости и в строительной механике теорему (она стала называться «теоремой Максвелла») и занялся исследованием законов вращения твёрдого тела. Эту серьёзную работу, включая сюда и оптический метод анализа напряжений в поляризованном свете, он выполнил на пороге своего 19-летия.

Летом 1850 г. Джемс отправился в Бирмингем навестить друга Вдогонку отец прислал письмо, содержавшее обширнейшую программу действий. «Ознакомься, если можешь,— писал отец,— с работой оружейников, производством пушек и с их испытаниями, с производством холодного оружия и его испытанием; с папье-маше и лакированием; с серебрением путём цементации и путём накатки; с серебрением электролитическим способом — на заводе Элкингтона; с плавкой и штампованием — на заводе Брэзиера, с обточкой и изготовлением чайников из белого металла и т. п.; с производством пуговиц различных сортов, стальных перьев, иголок, булавок и всевозможных мягких предметов, которые очень интересно изготовляются путём разделения труда и при помощи остроумных инструментов; к местной промышленности относится и производство разных сортов стекла, а также и литейное дело всех видов, производство машин, инструментов и приборов (оптических и научных) как грубых, так и тонких». Это письмо свидетельствует не только о том, что шотландский лендлорд всерьёз и глубоко интересовался техническим прогрессом, но и о том, как высоко он ценил деловые качества сына. Нет сведений, сколь полно сын выполнил поручение отца, но известно, что начал оп со стекольного производства и, видимо, не без лично своего к тому интереса...

Он уже бесповоротно решил посвятить себя науке, физике. Потом он скажет: «Мы всегда чувствуем себя увереннее, когда имеем дело с физикой». И даст ей такое определение: «Физика есть тот отдел познания, который изучает господствующий в природе порядок или, другими словами, правильную последовательность событий». Он отчётливо осознал, что принадлежит к тому сорту людей, для которых «момент, энергия, масса не являются просто абстрактным выражением результатов научного исследования. Эти слова имеют для них глубокое значение и волнуют их душу, как воспоминания детства».

Эдинбургский университет его уже не удовлетворял, хотелось вырваться в мир более широкий. Осенью 1850 г. он перевёлся в Кембриджский университет, в знаменитый Тринити-колледж, откуда вышли многие английские физики, в том числе Ньютон, и который славился высоким уровнем преподавания математических дисциплин. Англия — страна традиций. В Тринити-колледже сохранился не только прежний дух, по и прежний уклад жизни. Физику по старинке именовали натуральной философией, и как самостоятельная наука она не преподавалась. Оптика была частью математики, а некоторые главы теплоты входили в химию. На что тогда нацеливали студентов-натурфилософов? По свидетельству Артура Шустера, им сплошь да рядом внушалось, что, за исключением чисто теоретических работ, принести исследователю имя может только усовершенствование методов измерения; «что все главнейшие факты в природе уже известны, что шансы сделать большое экспериментальное открытие ничтожно малы и что поэтому задача экспериментатора состоит в разрешении споров между соперничающими теориями или в нахождении незначительных остаточных явлений, которые могут добавить более или менее важные подробности к теории». Максвелл к таким советам относился с презрением.

Питер Тэт, перешедший из Эдинбургского университета в Тринити-колледж двумя годами ранее, вспоминает, что в Кембридж Максвелл прибыл с огромным (даже безотносительно к его возрасту) запасом знаний, однако эти знания «находились в состояния такого беспорядка, что это привело в ужас его руководителя-методиста» У. Гопкинса, пользовавшегося репутацией лучшего репетитора колледжа. Он готовил Максвелла к специальному экзамену по математике и быстро распознал таланты этого, несколько эксцентричного черноволосого шотландца с бледным девичьим лицом и с горячими чёрными глазами. «Это был самый экстраординарный человек, которого я когда-либо видел,— вспоминал Гопкинс.— Он органически был неспособен думать о физике неверно».

Помимо математики, Максвелл изучает механику, астрономию, физику. В учебных курсах, естественно, излагались господствовавшие тогда физические теории. Но Максвелл не оставляет без внимания и противоположные им учения, проявляя в этом большую самостоятельность. Так, он начал изучать «Экспериментальные исследования по электричеству» Фарадея и был покорён их глубиной и мощью. «Я решил,— писал он,— не читать ни одного математического труда из этой области, покуда не изучу вполне основательно «Экспериментальных исследований по электричеству»». Учение Фарадея не только определило направление деятельности молодого Максвелла, но и привело его вскоре к величайшим открытиям столетия...