На протяжении последних веков ученые, интересующиеся строением Вселенной, искали базовые строительные блоки, из которых состоит материя, – самые простые и неделимые составляющие материального мира. Атомная теория раскрыла причину всего многообразия химических веществ, постулировав существование ограниченного набора атомов так называемых химических элементов и через различные их сочетания объяснив природу всех остальных веществ. Таким образом, от сложности и многообразия на внешнем уровне ученым удалось перейти к простоте и упорядоченности на элементарном уровне.
Увидев, что голова изобретателя, с трудом прочитавшего последнюю фразу, в старческой дреме обессилено склонилась к подушке кресла, известный научный обозреватель нью-йоркской прессы Джон О’Нил очень осторожно собрал листки своей рукописи в объемный портфель и, сняв ботинки, на цыпочках вышел из номера отеля, тихонько прикрыв мягко лязгнувший английский замок. Надев обувь, он со вздохом взглянул на дверь, за которой остался его кумир – выдающийся ученый Никола Тесла, и направился к гостиничному лифту…
Оставим здесь, читатель, гениального изобретателя, так и ушедшего в мир иной с твердым убеждением, что атомы материи формирует всепроникающая среда «мирового электрического эфира». Последуем за О’Нилом в его тесный редакционный кабинет, заваленный бумагами и гранками еще не вышедшего обширного научно-популярного обзора «Прометей электричества», и попробуем взглянуть на начало «атомного века» с еще одной точки зрения – выдающегося британского теоретика Оливера Хевисайда…
Эта следующая экскурсия в середину 20-х годов прошлого века необходима и для того, чтобы понять последующую логику нашего рассказа о крайне запутанных событиях, сопровождавших становление атомной науки и породивших столько тайн, загадок и открытий.
Глава 2
Атом Хевисайда
Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный свет проникает
В наше жилище и мрак прорезает своими лучами,
Множество маленьких тел в пустоте, ты увидишь, мелькая,
Мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света;
Будто бы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах,
В схватки бросаются вдруг по отрядам, не зная покоя,
Или сходясь, или врозь беспрерывно опять разлетаясь.
Можешь из этого ты уяснить себе, как неустанно
Первоначала вещей в пустоте необъятной мятутся.
Тит Лукреций Кар. О природе вещей
Он родился в одной из лондонских трущоб, у него не было университетского образованиями, за исключением шести лет работы в телеграфной компании, он был безработным. Однако благодаря своему таланту и целеустремленности Оливер Хевисайд стал одним из ведущих физиков Викторианской эпохи. Он развил теорию электромагнитного поля Джеймса Клерка Максвелла, открыл принцип передачи сигналов на дальние расстояния, что позволило осуществить дальнюю телефонную связь, высказал идеи, предвосхитившие телевидение, радиосвязь и некоторые аспекты теории относительности Эйнштейна.
П. Нахин. Оливер Хевисайд
Торки, или Торквей, или Торкей, благодаря Гольфстриму является одним из самых теплых морских курортов на юго-западном побережье Англии в графстве Девон. Сегодня это протянувшийся вдоль всего берега залива Торбей (пролива Ла-Манш) современный город, который практически сросся с соседним городком Пэйнгтон, во многом, правда, подрастеряв свою былую привлекательность из-за суеты и многолюдья. Между тем в XIX и в первой половине XX века это было модное место отдыха, заслужившее за свой климат прозвище Английской Ривьеры. Здесь на нескольких десятках километров морского берега можно встретить сосны, кипарисы и даже пальмы, окружающие живописные деревни, зеленые поля, крутые холмы и множество красивейших бухт. Сам город Торки построен на семи холмах, с которых открываются грандиозные панорамные виды на главную бухту Канала, как называют Ла-Манш англичане, всегда заполненную лодками и парусами яхт.
Среди своих знаменитых сограждан местные жители, конечно же, назовут вам Агату Мэри Клариссу Маллоуэн, урожденную Миллер, известную во всем мире по фамилии своего первого мужа как Агата Кристи. Однако мало кто знает, что в первой четверти прошедшего столетия здесь закончил свой жизненный путь один из самых блестящих британских, да и, можно сказать, мировых мыслителей, во многом, как и его друзья Никола Тесла и Джордж Фрэнсис Фицджеральд, опередивший свое время. Это был Оливер Хевисайд (1850–1925) – крупнейший математик и физик-теоретик конца позапрошлого и начала прошлого века.
Теплое дыхание Гольфстрима делает морские местечки южной Англии практически круглогодичными курортами, в которых зимние температуры редко опускаются ниже пяти-семи градусов Цельсия. Тем не менее изнеженные мягким климатом местные жители рано начинают отопительный сезон, вовсю пользуясь газом и углем. Может быть, поэтому отключение газовой компанией отопления за долги человеку, страдающему, как и великий французский математик Фурье, редкой формой аномальной чувствительности к низким температурам, было для него настоящей жизненной трагедией.
В большом доме, называемом Хоумфилд, с восхитительным видом на залив Канала под новый 1925 год под грудой старого тряпья замерзал голодный, глухой старик. Газовое отопление давным-давно было отключено за долги, денег на уголь не стало еще раньше, а сейчас иссохшее тело покидали последнее силы, которых не хватало даже на то, чтобы разбить на дрова какую-нибудь мебель. Дом был давно заложен и перезаложен, нищенской пенсии хватало только на жизнь впроголодь, а книги, автором которых был хозяин дома, не продавались. Чтобы хоть как-то согреться, старик укрылся большим ворохом всяческих одеял, покрывал и пальто, но предательская дрожь, как и застарелый ревматизм, не отпускали скрюченное тело. В эти последние дни бренного существования его разум продолжал бороться, оставаясь ясным и острым аналитическим инструментом анализа окружающей действительности. Когда немного утихала зябкая дрожь и подагра отступала, из груды тряпья появлялась иссохшая старческая рука, обтянутая пергаментной кожей, и начинала на ощупь перебирать кипу бумаг на странном сооружении у изголовья. Несколько кирпичей поддерживали осколок мраморной плиты от туалетного столика. Впрочем, в комнате подобные конструкции встречались часто, ведь все, что могло гореть, сгорело, поддерживая в старике последнюю искру жизни.
Выбрав из пачки писем листок, рука подносила его к изголовью, и из-под покрывал появлялась растрепанная седая шевелюра. Поднеся страницу к самым выцветшим глазам, старик начинал читать, беззвучно перебирая синеватыми тонкими губами. Письмо было давнее, от безвременно ушедшего друга и единомышленника Германа Герца.
Календарные даты редко совпадают с реальными историческими событиями, поэтому и начало «атомного» XX века историки науки связывают с самыми разными открытиями, преимущественно произошедшими в XIX столетии – «веке пара и электричества». В чем-то исследователи становления атомной науки, безусловно, правы, и первые проблески будущей теории элементарных частиц и сил можно найти еще у гениального Максвелла в его «Трактате об электричестве и магнетизме»[7]. Именно там впервые появились два десятка уравнений с 12 переменными, которые впоследствии Оливер Хевисайд свел к четырем с векторами электрического и магнитного полей. Независимо от него это проделал и выдающийся немецкий физик Герман Рудольф Герц.
…Со времен Юнга и Френеля мы знаем, что свет – это волновое движение… Сомневаться в этих фактах больше невозможно; опровергать эти взгляды непостижимо для физика. С точки зрения рода человеческого волновая теория является очевидностью…
Г. Герц. Исследования о распространении электрической силы
В течение ряда лет уравнения электродинамики в новой форме назывались уравнениями Герца – Хевисайда, однако позже А. Эйнштейн по каким-то своим соображениям переименовал их в своих работах в уравнения Максвелла – Герца. Сегодня они присутствуют во всех школьных учебниках просто как «уравнения Максвелла», что, конечно же, не совсем справедливо по отношению к Хевисайду и Герцу. Итак, именно на системе этих поистине великих уравнений Максвелла – Хевисайда – Герца и построен весь мир окружающих нас электромагнитных явлений, на основе которых работает вся электротехника: от динамо-машин переменного тока до телефона и беспроводного телеграфа, включая и самосветящиеся газовые лампы Теслы.
…Некоторое время старик внимательно вглядывался в выцветшие чернильные строчки и ряды формул. Казалось, далекие воспоминания о выигранной интеллектуальной гонке чем-то подбодрили его и даже немного согрели стынущую в жилах кровь. Поправив гору подушек, он откинулся на них и разразился приступом хриплого кашля. Вытерев бисеринки выступившего пота, старик кряхтя дотянулся до стоявшего у изголовья странного сооружения из покрытых старыми газетами нескольких кирпичей, которое заменяло ему изрубленные на дрова журнальный столик и тумбочки. Зажав в ослабевших руках большую кружку с холодным чаем, еще третьего дня заваренным в помятом медном чайнике, который старик вскипятил на щепках от разбитого ящика, он сделал несколько жадных глотков и опять откинулся на подушки. Все же в сотый раз прочитанное изменило настроение старика и, поджав в неком подобии саркастической улыбки бескровные губы, он порывистым движением достал еще одно письмо, на этот раз пришедшее из-за океана от великого изобретателя… Бережно разгладив листок, испещренный какими-то схемами и чертежами, старик начал внимательно вглядываться слезящимися глазами в дрожащие строчки, одновременно вспоминая такие яркие события из мира науки… канувшие в Лету.
