Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез

Я думаю, вместе с теологами Вестминстера и их предшественниками, что до скончания времен «главная цель человека — восхвалять Бога и вечно радоваться Ему».

Максвелл в письме Льюису Кэмпбеллу, датированном ноябрем 1851 года

Неудивительно, что университетская молодежь заинтересовалась темой спиритуализма и даже воодушевилась ей. Максвелл тоже отдал дань этой моде, но скорее для развлечения.

Однако он испытывал и беспокойство: 

«Каждый день я вижу все больше причин думать, что вопрос «оккультных наук» должен быть исследован. Я считаю, то, что называется склонностью к суеверию, сегодня более значимо, чем многие полагают. Преобладание ошибочной тенденции показывает, что наука идет по неверному пути. Природа и суть этой тенденции требуют изучения».

В колледже Джеймсу было комфортно, и он пытался утвердить свой жизненный распорядок, в некоторых моментах раздражавший других учащихся. Например, он выходил в два часа ночи, чтобы побегать полчаса по коридорам общежития, пока не начинал попадать под град из щеток, ботинок и других предметов, летящих из комнат товарищей. Но несмотря на эти «неудобства», присутствие Максвелла очень ценили на различных встречах и студенческих ужинах. В большинстве случаев он отказывался от приглашений на подобные мероприятия, потому что не хотел, чтобы его университетская жизнь была потрачена на пирушки. Зато молодой человек не отказался вступить в число «Апостолов» (формальное название — Select Essay Club) — группы из 12 студентов, которые считались сливками студенческого общества Кембриджа, куда каждый год избирались новые члены, чтобы заменить тех, кто ушел. Их встречи заключались в том, чтобы собираться вечером по субботам, пить чай и есть тосты с сардинами (они называли их «китами»), после чего один из членов читал очерк на любую тему, который затем обсуждали. Присутствующие от руки записывали свои разговоры, и их коллекция сегодня известна как «шкатулка», в противоположность «книге» — последующей практике записывать все в тетради с кожаным переплетом.

Сложная структура науки [...] иногда похожа на крошечную модель природы, а иногда на нечто, естественным образом выросшее в человеческом разуме.

Высказывание Максвелла о том, что законы природы связаны с человеческим разумом

«Апостолы» действительно были элитной группой: в нее входили такие выдающиеся личности, как английский поэт Альфред Теннисон (1809-1892), британский философ Бертран Рассел (1872-1970), австрийский философ Людвиг Витгенштейн (1889-1951), британский экономист Джон Мейнард Кейнс (1883-1946) и британский математик Годфри Харолд Харди (1877-1947). В этой дискуссионной группе большее значение имела форма, чем суть, и это была отличная возможность попрактиковаться в ораторском искусстве и риторике.

В «Апостолах» Максвелл пользовался возможностью отстаивать свой подход к науке, согласно которому и теория, и эмпирические данные важны для понимания мира. Очерк об использовании аналогий в научном исследовании («Существуют ли действительные аналогии в природе?»), подготовленный Максвеллом в феврале 1856 года, происходил из темы, которая заинтересовала его на занятиях по философии Гамильтона: существуют ли аналогии в реальном мире или это продукт человеческого разума?

Очерк для «Апостолов» заканчивался так: 

«Единственные законы материи — те, что может изобрести наш разум, и единственные законы разума — это законы, изобретенные для него материей». 

Помимо интереса к философии научного исследования, Максвелл проявлял себя и в других сферах деятельности. Он также писал множество разнообразных стихов: от переводов эпических од с латыни и греческого до стихотворений, пропитанных тонкой иронией, призванных посмешить друзей. Даже рассказывают, что ради развлечения и мести, поскольку в Тринити не разрешалось держать в комнатах собак, он вынуждал товарищей, владельцев котов, поучаствовать в специфическом исследовании. Его целью было установить высоту, с которой их любимые домашние животные способны упасть на лапы.

Постепенно эта история перешла все границы, превратившись в жестокий эксперимент, во время которого котов выбрасывали из окон колледжа. Спустя много лет Максвелл вернулся в Кембридж, а эта история все еще была там на слуху и даже обросла более ужасными подробностями, в связи с чем ему пришлось все отрицать.

В любом случае, когда Джеймс не выбрасывал котов из окна, он уделял довольно много времени окружавшим его людям. Если какому-то товарищу была нужна помощь или он просто болел и ему требовался уход, Джеймс был тут как тут. Он подбадривал тех, кто грустил, помогал новичкам, у которых были проблемы с учебой, читал вслух свои учебные конспекты каждый вечер и, кроме того, находил время писать отцу, тете Джейн и друзьям.

Подобная гиперактивность иногда чревата последствиями: в течение лета, проведенного в Суффолке, где Джеймс навещал семью друга, у него были ужасные приступы жара, из-за которых он пробыл в бреду две недели.

Летом 1854 года британский физик и химик Майкл Фарадей (1791-1867) провел самое авторитетное исследование спиритизма, особенно явления вращающихся столов, которые левитировали, двигались или наклонялись, чтобы ответить посредством стука на вопросы присутствующих. В свои 60 лет человек с бесспорно мировым именем решил определить, что может оказаться причиной такого захватывающего явления.

«Ни один тип эксперимента или способ наблюдения, которые я мог бы провести, не дал мне ни малейшего указания на какую-то особенную силу. Никакого притяжения или отталкивания... ничего, что можно приписать чему-либо, кроме как механическому давлению, оказываемому непроизвольно субъектом».

ГЛАВА 4

Изучение цвета и света

Максвелл успешно справился с испытаниями Кембриджа и понимал, что настала пора вернуться к собственным исследованиям. Пребывание в университете подарило ему уверенность, ясность мысли и отработанную методику — все это он был готов применить при решении стоявших перед ним задач. К данному периоду относится одно из самых интересных исследований Максвелла, получившее широкую известность, — теория цветов.

Благодаря ей он стал известен как физик- экспериментатор с хорошим знанием математики.

В середине XVII века молодой английский ученый захотел выяснить, почему мы видим листья деревьев зелеными, небо голубым, а хлопок белым. Для этого он смотрел прямо на Солнце до тех пор, пока цвета в его глазах не изменялись. Он так увлекся своим занятием, что ему пришлось закрыться на несколько дней в абсолютно темной комнате, пока скопления светящихся точек, которые постоянно плавали перед его глазами, не исчезли. Этим «несознательным» исследователем был великий Исаак Ньютон.

Через несколько лет он вернулся к данной теме, но уже с большей осторожностью. Модная теория того времени, распространенная в академических кругах, утверждала, что цвета — это смешение света и темноты. Существовала даже шкала, которая шла от ярко-красного (чистого белого света с минимальным количеством темноты) до темно-синего цвета, предшествующего черному, то есть абсолютному исчезновению света в полной темноте. Однако Ньютона такое объяснение не устраивало: если делать запись черными чернилами на белой бумаге, то написанное не становится цветным...

Ньютон начал исследовать то, что было известно как «знаменитый феномен цветов». Ученые использовали призму для своих работ и думали, что в ней есть что-то, ответственное за придание свету различных цветов. Проблема была в том, что они помещали экран, на который падал свет, исходящий из призмы, очень близко от нее, поэтому видели только разноцветное пятно. Ньютон отдалил экран от призмы насколько это было возможно, и... появилась радуга. Тогда он усложнил эксперимент. В экране, на который падал свет, разложенный на цвета, ученый сделал маленькую щель как раз на той высоте, где проходил зеленый пучок, и поставил позади другую призму. Ньютон выяснил, что свет, который проходит через эту вторую призму, остается зеленым. Так он доказал, что белый свет является простым смешением цветов, а единственное, что делает призма, — разделяет их. Следующим его шагом стал поиск правил, регулирующих смешение цветов. И Ньютон создал то, что сегодня известно как цветовой круг Ньютона (см. рисунок).