«От эмигранта к изобретателю»

Никола никогда не встречал моих американских друзей, о которых упоминал в своем приглашении, но он был понаслышке хорошо знаком с ними. Мой сокурсник по Колумбийскому университету А. В. Уильямс Джексон, ныне выдающийся востоковед и профессор Колумбийского университета, в то время находился в Галльском университете, занимаясь у великого востоковеда профессора Гельтнера. Он навестил меня в Берлине, и я ответил на его визит, проведя с ним уик-энд в Галле. Это было незадолго до смерти великого кайзера. Мать и две сестры Джексона находились там с долгим визитом, и в течение двух дней я чувствовал себя так, будто снова вернулся в Нью-Йорк, и был бесконечно счастлив. По дороге обратно в Берлин я не мог выбросить из головы слова мамы: «Ты должен жениться на американской девушке, если хочешь остаться американцем, а я знаю, что ты этого хочешь». С самого моего возвращения из Галле я слышал эти слова, звучавшие в моих ушах везде, где бы я ни находился: в моей квартире, в лаборатории, в лекционных аудиториях или даже в магазине Николы. Никола прочитал мои мысли, и когда он упомянул моих американских друзей, он имел в виду Джексона, его мать и сестер в Галле. Что ж, они приехали, увидели и победили. Одна из сестер Джексона отправилась весной в Италию, и я последовал за ней; она вернулась в Берлин к матери, и я последовал за ней; она поехала на остров Нордерней в Северном море провести часть летнего сезона, и я последовал за ней. Электромагнитная теория Фарадея — Максвелла и эксперименты Герца, мое исследование по физической химии, ученые труды Гельмгольца и Уилларда Гиббса, а также всех прочих отцов физической химии — все это исчезло из моей памяти так, будто их никогда там не было. Единственная проблема, которая могла там найти место, заключалась в вопросе: примет ли она меня? В конце концов она согласилась, и я прямиком направился в Нью-Йорк, чтобы узнать, как скоро я смогу найти там работу.

Руководство Колумбийского университета организовывало в то время новое подразделение в Школе горных дел — кафедру электротехники, — и они были рады видеть меня и посоветоваться со мной по этому поводу. Она должна была начать работу год спустя, то есть в конце сентября 1889 года. Мне предложили там должность «преподавателя математической физики на кафедре электротехники». Довольно длинное название, поистине, но так оно и было, и с ним связана интересная история. Я с радостью согласился и помчался обратно в Европу гордый как павлин. Моя невеста и ее семья встретили меня в Лондоне, и мы поженились в греческой церкви по обряду православной веры — веры моей матери и всех моих предков.

«Брак придает жизни ту полноту, которую ничто другое придать не может», — сказал Гельмгольц, когда я снова увиделся с ним в Берлине и сообщил, что женат и что мне пообещали академическую должность в Колумбийском колледже. Он одобрил то, что я бросил экспериментальное исследование и заменил его математическим исследованием в области физической химии. Это исследование было завершено ранней весной, и я отослал его Гельмгольцу, который находился тогда в Баден-Бадене. Он телеграфировал: «Ваше успешное усидчивое старание одобрено и принято». Никогда ни до, ни после я не получал телеграммы, которая сделала бы меня счастливее. Экзамены не доставили мне серьезных хлопот, и поздней весной того года я получил докторскую степень и стал гражданином в мире науки. Три тезиса, которые, согласно старому немецкому обычаю, каждый соискатель, добивающийся звания доктора философии, должен сформулировать и публично защитить, приведены здесь, чтобы показать мое итоговое умственное настроение, сформированное моими научными штудиями в Европе.

I. Преподавание физики в подготовительных школах должно быть по возможности практическим.

II. Термодинамические методы Гиббса, фон Гельмгольца и Планка образуют наиболее надежную основу для изучения тех физических процессов, которые мы не можем проанализировать с помощью обычной динамики.

III. Электромагнитная теория света заслуживает большего внимания, чем ей уделялось до сих пор в университетских лекциях.

Обычно к этим тезисам, прилагаемым к немецким докторским диссертациям, не относятся слишком серьезно ни сам кандидат, получающий ученую степень, ни кто-либо другой. Но я отнесся к своим тезисам очень серьезно. Первый суммировал доктрину президента Барнарда, касающуюся научного образования, которую я описывал ранее в связи с моим рассказом об американском движении в поддержку научных исследований в американских колледжах и университетах; второй суммировал мое восхищение новой наукой физической химией, впервые заложенной нашим соотечественником Джозайей Уиллардом Гиббсом; а третий суммировал мою любовь к электромагнитной науке Фарадея — Максвелла. По поводу этих трех вопросов физической науки у меня, как мне казалось, сложились вполне четкие и определенные представления; и это придавало мне большую уверенность в том, что я возвращаюсь в Соединенные Штаты достаточно подготовленным, чтобы оказать услугу в ответ на многие знаки внимания, которые я получил.

Когда корабль, везший меня обратно в Соединенные Штаты, вошел в гавань Нью-Йорка, справа я увидел Кастл-Гарден; он выглядел точно так же, как и пятнадцать лет назад, когда я впервые прибыл на эмигрантском судне, и это напомнило мне о тех более ранних днях. Я сказал своей невесте, стоявшей рядом со мной, что везу в нью-йоркскую гавань не намного больше денег, чем пятнадцать лет назад, когда я впервые посмотрел на Кастл-Гарден, и тем не менее чувствую себя богатым, как Крез. Я чувствовал, сказал я ей, что владею всеми Соединенными Штатами, потому что был уверен: Соединенные Штаты владеют мной; что у меня идеальная американская невеста, которая заверила меня, что я соответствую стандартам идеального американского жениха; и что у меня прекрасная должность в великом американском заведении и твердые надежды справиться с ней к всеобщему удовлетворению. Я перечислил все это и многое другое своей невесте и закончил шутливым заявлением: «У меня также есть некоторые перспективы, называть которые мне мешает скромность», а затем добавил: «Вот и все мирские блага, которыми я тебя наделяю».

X. ПЕРВИЙ ПЕРИОД МОЕЙ АКАДЕМИЧЕСКОЙ КАРЬЕРЫ В КОЛУМБИЙСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Новый «департамент электротехники в Школе горных дел Колумбийского колледжа» объявил о своих учебных курсах за немало месяцев до моего прибытия в Нью-Йорк. С покойным Фрэнсисом Бэконом Крокером, в то время новоназначенным преподавателем электротехники, моим будущим коллегой и другом на всю жизнь, консультировались относительно этих курсов, и он проявил максимальную широту взглядов по отношению к теоретической стороне, которая должна была стать моей долей преподавания. Он придавал большое значение фундаментальной теории, хотя и был инженером-практиком. Новое подразделение должно было быть независимым от других научных кафедр. Однако мы столкнулись с определенными трудностями в поддержании этой независимости: старые инженерные кафедры проявляли склонность претендовать на некие права опеки над новым младенческим подразделением. Например, многие химики полагали, что электротехника — это в значительной степени химия, учитывая аккумуляторные батареи, гальванические элементы и электрохимические процессы, составлявшие важную часть электрических операций в ранней истории прикладного электричества. Другие утверждали, что поскольку механическая инженерия занималась проектированием и конструированием электромагнитных генераторов и силовых установок, обеспечивавших движущую силу, то электротехника, следовательно, в значительной мере является механической инженерией.

Крокер и я утверждали, что существует электрическая наука, которая является подлинной душой электротехники, и что любая другая абстрактная наука или ее приложение являются лишь сопутствующим элементом в электротехнике. Мы одержали победу несмотря на то, что в других высших учебных заведениях Соединенных Штатов электротехнику преподавали на кафедрах физики или машиностроения. Но в те дни было непросто убедить людей в том, что электрическая наука с ее приложениями была тогда или когда-либо станет достаточно масштабной, чтобы нуждаться в собственной кафедре, подобно, например, гражданскому строительству.

Небольшой кирпичный сарай, временное сооружение, был построен при Колумбийском колледже для размещения нового подразделения. Студенты называли его «коровником», и парень, придумавший это название, ничуть не покривил душой в плане воображения. Он действительно походил на коровник. Лабораторное оборудование состояло из динамо-машины, электромотора и генератора переменного тока, а также нескольких так называемых практических измерительных приборов. Когда я сравнил возможности нового «департамента электротехники в Колумбийском колледже» с возможностями Политехнической школы в Берлине, я почувствовал себя несколько приниженным, но не упал духом. Я сказал Крокеру: «Наши орудия малы и немногочисленны; людям, стоящим за орудиями, придется вырасти далеко за пределы своих нынешних размеров, если это подразделение хочет произвести хоть какое-то впечатление на электротехническое дело». «Пупин, — сказал Крокер, — вы не представляете, как быстро растет молодой человек, когда пытается обучать новому предмету плохо подготовленных новичков».

Крокеру и мне дали понять, что любое дополнительное оборудование в течение первого года придется покупать на пожертвования извне университета. Мы добыли немного денег, прочитав курс из двенадцати популярных лекций, за которые брали по десять долларов с человека. Каждая лекция длилась два часа; мы несколько сомневались в их качестве, а потому обеспечили щедрое количество материала. Мы собрали таким образом триста долларов и купили дополнительное оборудование, но вряд ли какие-либо два молодых ученых трудились усерднее ради заработка в триста долларов. Однако этот опыт стоил многократно больше данной суммы. Наша аудитория состояла из деловых людей и юристов, которые либо интересовались электротехнической промышленностью, либо рассчитывали заинтересоваться ею. У них почти не было предварительной научной подготовки. Требовалось много рассудительности и мастерства, чтобы говорить о науке с этими людьми, не целясь слишком высоко над их головами. Каждый из них был уверен, что электрическая наука находится в зачаточном состоянии и что большинство ее полезных применений получено эмпирически, методом проб и ошибок. Когда мы говорили им, что электрическая наука является одной из самых точных среди всех физических наук, некоторые качали головами и проявляли изрядный скептицизм. Один из них спросил меня: «Доктор, вы знаете, что такое электричество?» «Нет», — ответил я, и он добавил другой вопрос: «Тогда как у вас может быть точная наука об электричестве, если вы даже не знаете, что такое электричество?» На это я парировал: «А вы знаете, что такое материя? Конечно, не знаете, и никто другой этого не знает, и тем не менее кто станет отрицать, что существуют точные науки, относящиеся к материальным вещам? Вы отрицаете, что астрономия — точная наука?» Трудно заставить ненаучных людей понять, что наука изучает в первую очередь проявления вещей, а не их предельную природу.

В том первом курсе публичных лекций я счел необходимым посвятить значительную часть своего изложения исправлению ошибочных представлений, засевших в умах моей аудитории. Когда я сказал слушателям, что ни один электрический генератор не производит электричество, поскольку электричество было создано Богом и, по словам Фарадея, его количество во Вселенной постоянно, и что на каждый положительный заряд приходится равный отрицательный, большинство членов моей аудитории были склонны думать, что я говорю метафизикой. «Тогда что же он производит?» — спросил один из моих слушателей. Я ответил: «Он производит движение электричества, и благодаря этому движению он предоставляет нам средства для выполнения полезной работы, такой как телеграфия, телефония и электрическое освещение». Затем я добавил: «Электрическая наука изучает силы, заставляющие электричество двигаться вопреки противодействию тел, через которые оно движется; преодолевая это противодействие, движущееся электричество совершает полезную работу». Иллюстрации из динамики материальных тел помогали не слишком сильно, поскольку у моей аудитории почти не было знаний даже об элементах великого труда Ньютона, хотя Ньютон считал эти элементы очевидными истинами. Все, что они знали о Ньютоне, сводилось к тому, что он «открыл гравитацию». Когда я сказал им, что Ньютон открыл закон гравитационного взаимодействия, а не саму гравитацию, они решили, что я занимаюсь буквоедством. Я никогда не был до конца уверен, что эти добрые люди вынесли много знаний из моих лекций, но я был абсолютно уверен, что они оставили много знаний у меня. Пытаясь прояснить их представления, я весьма существенно прояснил свои собственные. Крокер был прав, когда говорил: «Вы не представляете, как быстро растет молодой человек, когда пытается обучать новому предмету плохо подготовленных новичков». В этом и заключалась истинная польза от нашего первого курса публичных лекций.

От каждого образованного человека ожидают осмысленного взгляда на литературу, изобразительное искусство и социальные науки, и это вполне справедливо. Но кому когда-либо приходило в голову предположить, что культура требует осмысленного взгляда на первоначальные понятия в фундаментальных науках? Если бы у образованных людей он был, не было бы нужды периодически возобновлять утомительную тему о мнимом столкновении между наукой и религией, и было бы гораздо больше последовательного мышления по поводу вещей в целом. Каждый ребенок в государственных школах должен быть прекрасно знаком с простыми экспериментами, иллюстрирующими фундаментальные элементы божественной философии Ньютона, как Мильтон называет науку. Барнард, Джозеф Генри, Эндрю Уайт и другие лидеры научной мысли в Соединенных Штатах, положившие начало великому движению в пользу высших научных исследований и лучшего научного образования, столкнулись с тяжелым подъемом в гору, потому что люди на высоких постах не имели осмысленного взгляда на науку. Один знаменитый юрист, попечитель крупного учебного заведения, выглядел удивленным, когда я сказал ему более тридцати лет назад, что нельзя обучать науке без лабораторий как для начального, так и для продвинутого обучения. Он искренне верил, что высшим школам в области науки нужны лишь груды досок, мела и губок, да лектор, способный готовить лекции, читая книги. Он верил в то, что, по его мнению, подходило ему лучше всего, а именно: университет должен быть построен на вершине холма из мела, губок и книг. Эти средства стоят дешевле лабораторий, а это привлекает многих попечителей университетов. Преподаватель, способный читать лекции по книгам, а не на основе собственного опыта работы в лаборатории, также обходится гораздо дешевле. Но упаси бог страну, которая доверяет свою судьбу дешевым людям, оперирующим дешевыми средствами. Я прочитал этому попечителю лекцию, процитировав проповедь, которую Тиндаль произнес в разделе «Резюме и выводы» своих знаменитых лекций 1872–1873 годов. Я хватило смелости прочитать несколько таких лекций людям на высоких постах. Кому-то они понравились, кому-то нет, но все сходились на том, что у меня есть собственное мнение по этому вопросу и я не боюсь его высказывать.

Американский институт инженеров-электриков слышал о моих несколько новаторских взглядах на преподавание электрической науки в ее приложении к электротехнике и пригласил меня выступить с докладом на эту тему на своем ежегодном собрании в Бостоне летом 1890 года. Доклад назывался «Практические аспекты теории переменного тока». Это была хвала электрической науке и особенно Фарадею, Максвеллу и Джозефу Генри с чисто научной стороны, а также техническим специалистам, развивавшим систему распределения электрической энергии посредством переменных электрических сил. Я заметил, что моя аудитория разделилась на две четкие группы; одна группа была теплой и признательной, но другая — холодной как лед. Знаменитый электрик и изобретатель Элиху Томсон оказался в дружественной группе, разыскал меня после доклада и сердечно поздравил. Это было огромным воодушевлением, и я почувствовал себя счастливым. Другой человек, известный физик и инженер, также разыскал меня и спросил, действительно ли я рассчитываю, что студентов-электротехников когда-либо можно будет приучить проглотить и переварить всю ту математическую премудрость, которую я изложил в своем докладе. Эта «математическая премудрость», к которой он отсылал, представляла собой весьма элементарную теоретическую иллюстрацию. Я подумал о своих товарищах — зубрилках из Кембриджа и об их удивительной способности заглатывать и переваривать «математическую премудрость», но ничего не сказал; человек, обращавшийся ко мне, был из тех людей, кто невысокого мнения о способности и готовности наших американских парней «проглотить и переварить» столь же много «математической премудрости», сколько это делают их английские кузены.

Незадолго до моего возвращения в Колумбийский колледж в 1889 году в нью-йоркских газетах разгорелась ожесточенная полемика по поводу двух методов распределения электрической энергии: метода постоянного тока и метода переменного тока. Нью-йоркские круги поддерживали первый, а другая группа, включая компанию Westinghouse, выступала за метод переменного тока. Противники последнего метода называли его «смертоносным переменным током» и изо всех сил старались его дискредитировать. Им действительно удалось, как мне говорили, убедить власти штата установить машину переменного тока в тюрьме Син-Синг для использования при смертной казни. Когда во время выступления в Бостоне я произнес свою хвалебную речь в адрес системы переменного тока, я ничего не знал об этой ожесточенной полемике, но когда услышал о ней, то понял причину прохладного приема среди части моей аудитории.

Следующей осенью мне дали понять, что мое выступление в Бостоне произвело дурное впечатление и задело чувства некоторых влиятельных лиц, интересовавшихся электротехнической промышленностью. Я не мог не заметить недвусмысленного намека на то, что новый «департамент электротехники в Колумбийском колледже» пострадает из-за того, что одного из двух его преподавателей обвинили в непростительной «электрической ереси». Великий и могущественный человек, поднявший этот вопрос передо мной, намекнул, что, пожалуй, самым простым выходом из этой ситуации была бы моя отставка. «Очень хорошо, — сказал я, — я непременно подам в отставку, если попечители Колумбийского колледжа, назначившие меня, сочтут меня виновным в научной ереси». Попечители никогда не слышали об этом инциденте, но мой коллега Крокер узнал о нем и произнес в своей излюбленной манере: «Сегодня найдется немало людей, которые без колебаний сожгли бы салемскую ведьму, но в попечительском совете Колумбийского колледжа таких людей нет». Крокер был родом с мыса Кейп-Код, и у него была очень мягкая слабость к салемской ведьме.

Представление многих капитанов индустрии о том, что электрическая наука находится в зачаточном состоянии и действует методом проб и ошибок, позволило развернуть подобную оппозицию против внедрения системы переменного тока для распределения электрической энергии. Двигатель переменного тока Теслы и вращающийся преобразователь Брэдли для изменения переменного тока в постоянный были доступны в то время. Электротехническое дело было готово тогда совершить многое из того, что оно так успешно делает сегодня, если бы не сопротивление людей, боящихся, что им придется сдать в утиль часть своего оборудования на постоянном токе и заводы по его производству, если система переменного тока получит хоть какую-то поддержку. Крайне неамериканское ментальное отношение! Каждому беспристрастному и компетентному эксперту было ясно, что обе системы удивительным образом дополняют друг друга и что продвижение одной из них будет способствовать продвижению другой. Такие люди, как Элиху Томсон и мой коллега Крокер, понимали это, но в начале девяностых годов царили невежество и ложные представления, потому что капитаны электротехнической промышленности уделяли мало внимания высококлассным ученым-электрикам. Вот почему в те дни варварские стальные канаты все еще использовались для таскания вагонов по Третьей авеню в Нью-Йорке и почему в 1893 году я видел подготовительные работы на Коламбус-авеню в Нью-Йорке по установке дополнительных варварских стальных канатов для тяги трамваев. Но, к счастью, электрическая тяга пришла на помощь Коламбус-авеню.

Летом 1893 года мне посчастливилось довольно часто встречаться с Уильямом Барклаем Парсонсом, выдающимся инженером, будущим строителем первого нью-йоркского метро и нынешним выдающимся председателем Совета попечителей Колумбийского университета. Он проводил летние каникулы в Атлантик-Хайлендс, а я — в Монмут-Бич, и мы пользовались одним и тем же пароходом для наших редких поездок в Нью-Йорк. Его голова была полна планов решения проблемы скоростного транспорта в Нью-Йорке, но я заметил, что его идеи не до конца прояснены в вопросе о том, какую передачу электроэнергии следует использовать. Всего несколько лет спустя его мысли чудесным образом прояснились. Он побывал в Будапеште в 1894 году и видел там уличные вагоны, которые приводились в движение электричеством самым удовлетворительным образом с помощью подземного троллейного токосъемника. Это был поучительный наглядный урок, но как же унизительно было для инженерной гордости великих Соединенных Штатов консультироваться с маленькой Венгрией в вопросах электротехники! Система передачи электроэнергии, используемая сегодня в нью-йоркском метро, практически та же самая, что была предложена и принята Парсонсом, главным инженером, не так уж много лет спустя после наших поездок в Нью-Йорк в 1893 году; это передача электроэнергии, состоящая из комбинации систем переменного и постоянного тока. Не применялось никаких принципиально новых методов, которых не существовало в то время, когда машина переменного тока была установлена в тюрьме Син-Синг с целью казни людей с помощью «смертоносного переменного тока». Меньше чем за пять лет в народных представлениях произошел радикальный сдвиг в отношении того, что с самого начала прекрасно понимали люди с высшим научным образованием, такие как Стиллвелл, главный инженер компании Niagara Power Company, и Спраг, известный пионер в области электрической тяги, изобретатель системы многих единиц, без которой наше метро было бы практически невозможным.

Четыре исторических события, весьма важных в летописи электрической науки в Соединенных Штатах, произошли одно за другим в период с 1890 по 1894 год. Первым стала успешная передача электроэнергии между Лауфеном и Франкфуртом в Германии в 1891 году; в ней использовалась система переменного тока. Вторым стало решение компании Niagara Falls Power and Construction Company использовать систему переменного тока для передачи своей электроэнергии; профессор Генри Августус Роуланд из Университета Джонса Хопкинса в качестве консультанта-эксперта компании поддержал эту систему; другой научный эксперт-консультант, знаменитый лорд Кельвин, выступал за систему постоянного тока. Третьим историческим событием стало объединение Edison General Electric Company с компанией Thomson-Houston из Линна, штат Массачусетс. Это слияние означало конец сопротивлению системе переменного тока со стороны лиц, имевших наибольшее влияние в электротехнической промышленности. Подобная оппозиция не могла существовать в электрической корпорации, где экспертное мнение Элиху Томсона имело хоть какой-то вес. Четвертым историческим событием стал Электротехнический конгресс на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году. Гельмгольц приехал в качестве официального делегата Германской империи и был избран почетным президентом конгресса. Темы, обсуждавшиеся на этом конгрессе, и лица, их обсуждавшие, показали, что электрическая наука не находится в зачаточном состоянии и что электрические дела не делаются методом проб и ошибок.

Однажды я спросил профессора Роуланда, не предлагал ли ему кто-нибудь когда-нибудь уйти в отставку из Университета Джонса Хопкинса на том основании, что, поддерживая систему переменного тока для передающей установки Ниагарского водопада, он сделал себя уязвимым для обвинения в ереси. «Ересь? — сказал он. — Я считал, что моя ересь стоит большого гонорара, и когда компания попыталась его урезать, суды поддержали мой иск». С этим связана интересная история. Когда компания Niagara Power and Construction Company возразила против размера гонорара, запрошенного Роуландом за его услуги в качестве научного советника, и потребовала его снижения, дело было передано в суд. Во время перекрестного допроса Роуланда адвокат ответчика, покойный Джозеф Чоут, задал ему вопрос: «Кто, по вашему мнению, является величайшим физиком в Соединенных Штатах?» Роуланд ответил без малейшего колебания: «Я». Судья улыбнулся, но согласился со свидетелем, и его согласие гармонировало с мнением всех людей науки. Роуланд оправдывал свой на вид эгоистичный ответ тем, что, будучи свидетелем на трибуне, он давал присягу говорить правду; он определенно сказал правду, когда свидетельствовал, что является ведущим физиком в Соединенных Штатах.

Интерес Роуланда к электрической науке и ее техническим приложениям во многом способствовал развеиванию представления, разделяемого многими, о том, что она эмпирична и все еще находится в зачаточном состоянии. Фальшивые изобретатели всегда подпитывали это суеверие. Внимание, которое Роуланд и его бывший ученик, покойный доктор Луис Данкан, уделяли электротехнике в Университете Джонса Хопкинса, очень помогло поднять статус электротехники. Когда новая компания General Electric Company была организована путем слияния Edison General Electric Company и Thomson-Houston Company, Элиху Томсон стал главным научным советником новой корпорации и ее высшей судебной инстанцией по научным вопросам. Я помню, как говорил своему коллеге Крокеру, что если бы компания Thomson-Houston не внесла в новую корпорацию ничего, кроме Элиху Томсона, она внесла бы более чем достаточно. Томсон, по моему мнению, был американским Сименсом, а Роуланд — американским Гельмгольцем новой эры в истории американской промышленности — эры тесного сотрудничества между абстрактной наукой и инженерией. С появлением этих двух людей среди лидеров электрической науки и электротехнической промышленности в Соединенных Штатах бессмысленная оппозиция системе распределения энергии на переменном токе начала спадать. Она быстро улетучилась после Электротехнического конгресса 1893 года. Первым видимым результатом сотрудничества между абстрактной наукой и техническими искусствами стала великолепная силовая установка на Ниагарском водопаде, а позже — система распределения электроэнергии в нью-йоркском метро, в которой системы переменного и постоянного тока удивительным образом дополняли друг друга.

HENRY AUGUSTUS ROWLAND (1848–1901)

First Director of the Physics Laboratory of Johns Hopkins University

Научный дух лаборатории и лекционных аудиторий Роуланда ощущался везде в электротехнической промышленности; он также чувствовался в наших учебных заведениях. Его исследования и исследования его студентов в области солнечных спектров и других проблем высшей физики сделали этот дух доминирующим влиянием среди подрастающего поколения физиков в Америке. Всеобще признавалось, что Джонс Хопкинс — настоящий университет. Интеллектуальное движение в пользу высших научных исследований, впервые начатое Джозефом Генри, президентом Колумбийского колледжа Барнардом и доктором Джоном Уильямом Дрейпером в начале семидесятых годов, неуклонно шествовало вперед под руководством Роуланда, когда я начинал свою академическую карьеру в Колумбии тридцать четыре года назад, и он вел за собой словно «храбрый троянский рыцарь», как привык называть его Максвелл. Именно дух Джонса Хопкинса вдохновлял поколение начала девяностых годов в его поддержке движения за развитие американского университета. Некоторые энтузиасты в Колумбийском колледже доходили даже до того, что выступали за упразднение учебной программы колледжа и замену Колумбийского колледжа Колумбийским университетом; я не был среди этих энтузиастов, потому что слишком хорошо знал историческую ценность Колумбийского колледжа и других американских колледжей. Чем был бы Кембриджский университет без своих старинных колледжей? Колледж закладывает фундамент для высшего гражданского сознания; университет закладывает фундамент для высшего образования.

By courtesy of the Columbia University Library

JAMES CLERK MAXWELL (1831–1879)

First Director of the Cavendish Laboratory at Cambridge University

Говоря о физических науках, я могу сказать, что в те дни не было недостатка в квалифицированных ученых, которые легко могли бы расширить работу американского колледжа и добавить к ней область передовых исследований, тесно напоминающую деятельность европейских университетов. Большинство этих людей получили высшее академическое образование в европейских университетах, и довольно многие из них прибыли из Джонса Хопкинса. Но существовали два препятствия: во-первых, недостаток средств для экспериментальных исследований; во-вторых, недостаток досуга для научных изысканий. Роуланд и его последователи признавали существование этих препятствий и требовали реформ. Большая часть энергии преподавателей физических наук уходила на аудиторные занятия; они были педантами, «вливающими информацию в пассивных реципиентов», как охарактеризовал это Барнард. Мой собственный случай был типичным. Какое я мог вести исследование, пока в моем распоряжении были лишь динамо-машина, мотор, альтернатор и несколько примитивных измерительных приборов, и все это предназначалось для ежедневного использования в обучении студентов-электротехников? Когда летом 1891 года профессор инженерного дела скончался, часть его работы — теория теплоты и гидравлика — была возложена на меня. Профессор динамики умер чуть позже, и его работа также была переведена на меня. Я должен был нести дополнительную нагрузку аудиторных занятий временно, но был освобожден от нее лишь частично спустя несколько лет. В качестве награды мое звание было повышено до адъюнкт-профессора с увеличением жалованья до двух тысяч пятисот долларов в год. Но в обмен на это царское жалованье мне приходилось читать лекции по три-четыре часа каждое утро и помогать на практических занятиях в электротехнической лаборатории по вечерам. Пока эта педагогическая ноша давила на мои плечи, о серьезных научных исследованиях не могло быть и речи. Мои молодые коллеги в других колледжах находились в схожем положении. Эта перегрузка молодых ученых педагогической работой грозила затормозить, и часто действительно тормозила, их рост, а также рост зарождающегося американского университета. «Пусть будут учреждены кафедры, достаточно, но не роскошно обеспеченные, главной целью и стремлением которых будут первоначальные исследования», — таково было историческое предупреждение, с которым Тиндаль обратился к американскому народу в 1873 году, однако в 1893 году было мало свидетельств того, что к нему прислушались где-либо за пределами Университета Джонса Хопкинса. Но там у них были Роуланд и целый ряд других звезд первой величины, которые сменили Джозефа Генри, Барнарда и Дрейпера на посту лидеров великого движения в пользу высших научных исследований. В 1883 году Роуланд выступил с памятной речью в качестве вице-президента одной из секций Американской ассоциации содействия развитию науки. Она называлась «В защиту чистой науки» и описывала дух не только тогдашнего Джонса Хопкинса, но и всех сторонников высшего научного образования. Этот дух отстаивался здесь Тиндалем в 1872–1873 годах, и под руководством Роуланда он должен был выиграть нашу битву за высшие идеалы в науке. Народ Соединенных Штатов глубоко обязан Джонсу Хопкинсу за руководство в том великом движении, которое, как мы видим сегодня, привело к замечательному интеллектуальному прогрессу в этой стране. Около тридцати лет назад я слышал, как Роуланд сказал в публичном выступлении: «В Балтиморе всегда говорят, что ни один человек в этом городе не должен умирать, не оставив что-нибудь Джонсу Хопкинсу». Когда он произнес это, он знал, что Джонс Хопкинс очень беден. Сегодня он беднее, чем когда-либо, и ни один богатый человек в Соединенных Штатах не должен умирать, не оставив что-нибудь Джонсу Хопкинсу, университету-пионеру Соединенных Штатов.

Роуланд как-то сказал, что недостаток экспериментальных возможностей и времени не является уважительной причиной для полного пренебрежения научными исследованиями. Я разделял это мнение; пренебрежение порождает равнодушие, а равнодушие вырождается в атрофию исследовательского духа. Машина переменного тока электротехнической лаборатории в Колумбии была свободна по вечерам, как и мое время — при условии, что моя жена не будет возражать, а поскольку она была благородной и самоотверженной женщиной, она не возражала. С помощью нескольких энтузиастов-студентов, среди которых был Гано Данн, ныне один из самых выдающихся инженеров в Соединенных Штатах, я начал исследовать прохождение электричества через различные газы при низких давлениях и опубликовал две статьи в American Journal of Science. Вскоре я обнаружил, что большинство моих результатов были предвосхищены профессором Дж. Дж. Томсоном из Кембриджа, который, по всей вероятности, черпал вдохновение из того же источника, что и я. Он не только опередил меня, но, кроме того, продемонстрировал гораздо более глубокое понимание предмета, чем я, и обладал значительно лучшими экспериментальными возможностями. Я решил оставить это поле деятельности за ним и наблюдать за его прекрасной работой со стороны. Это было мудрое решение, поскольку оно подготовило меня к пониманию эпохальных открытий в этой области, которые вскоре должны были быть объявлены — одно в Германии, а другое во Франции. Я обратил свое внимание на другую область.

Тем не менее, я должен упомянуть один из результатов, который Томсон не предвосхитил и который произвел большое впечатление на астрономов. Я заметил странное явление в электрическом разряде, исходившем от маленькой металлической сферы, которая располагалась в центре большой стеклянной сферы, содержавшей воздух при низком давлении. Разряды очень напоминали лучистую корону солнца, которую астрономы наблюдают во время затмений и которая всегда была таинственной загадкой в физике Солнца. Наклеив диск из станиоля на стеклянную сферу так, чтобы скрыть металлический сферу и видеть только исходящий от нее разряд, я сфотографировал внешний вид разряда и получил снимки, приведенные на странице 294. Сходство этих фотографий со снимками двух типов солнечной короны поразительно. Вот что я сказал об этом в то время:

«Какое значение эти экспериментальные результаты могут иметь для теории солнечной короны, я предпочитаю оставить на усмотрение других. Что они могут послужить наводящим ориентиром в изучении солнечных явлений, представляется вполне ожидаемым».

ELECTRICAL DISCHARGES REPRESENTING TWO TYPES OF SOLAR CORONÆ

SOLAR CORONA OF 1922

Photographed by the Lick Observatory Expedition to Australia

В сообщении, прочитанном позже перед Нью-Йоркской академией наук, я был гораздо смелее, предварительно обсудив этот вопрос с моими друзьями в Джонсе Хопкинсе и с покойным профессором Янгом, известным астрономом из Принстона. Вскоре я обнаружил, что горячо отстаиваю электромагнитную теорию солнечных явлений. Немецкий профессор по фамилии Эберт, известный авторитет в области электрических разрядов в газах, отнесся к моим словам весьма серьезно, что очень льстило, но он заявил о своем приоритете. Мне не составило труда доказать свой приоритет на страницах Astronomy and Astro-Physics, одним из редакторов которой был Джордж Эллери Хейл, ныне выдающийся директор обсерватории Маунт-Вилсон. Мне действительно посчастливилось познакомиться с ним в тот период, когда мы оба были очень молодыми людьми. Его влияние уберегло меня от излишних крайностей с моей электромагнитной теорией солнечных явлений. Благодаря блестящим астрофизическим исследованиям в обсерватории Маунт-Вилсон в Калифорнии под руководством доктора Хейла мы сегодня знаем, что огромные электрические токи циркулируют на поверхности солнца, и мы также знаем из других исследований, что отрицательное электричество выбрасывается всеми горячими телами, даже теми, которые не столь горячи, как солнце, и что солнечная корона, по всей вероятности, тесно связана с этой электрической активностью на солнце.

Оставив тему электрических разрядов в газах, я стал искать другую исследовательскую проблему, с которой мог бы справиться при своих скудных лабораторных возможностях. Роуланд обнаружил искажения в переменном токе, когда этот ток намагничивал железо в электротехнической аппаратуре. Это искажение заключалось в добавлении высших гармоник к нормальным гармоническим изменениям в токе. Это напомнило мне гармоники в музыкальных инструментах и человеческом голосе. Гельмгольц был первым, кто проанализировал гласные в человеческой речи, изучая содержащиеся в них гармоники. Гласный «о», например, пропетый на определенной высоте, содержит помимо своей основной высоты — скажем, ста колебаний в секунду — другие колебания, частоты которых являются целочисленными краткими ста, то есть двумя, тремя, четырьмя... ста колебаниями в секунду. Эти более высокие колебания называются гармониками основного тона. Гельмгольц обнаружил эти гармоники с помощью акустических резонаторов; это было эпохальное исследование. я приступил к поиску аналогичной процедуры для анализа роуландовских искаженных переменным током колебаний, и я нашел ее. Я сконструировал электрические резонаторы, основанные на динамических принципах, схожих с принципами акустических резонаторов, использовавшихся Гельмгольцем. Эти электрические резонаторы играют важнейшую роль в современном радиоискусстве, и представляется желательным сказать несколько слов об их работе. Начиная от Атлантики и до Тихого океана раздается сегодня крик миллионов людей, которые хотят знать, что именно они делают, поворачивая ручку на своих радиоприемниках в поисках правильной длины волны для определенной радиовещательной станции. Я несу ответственность за их работу и должен им объяснение.

Масса и форма упругого тела, скажем, камертона, и его жесткость определяют высоту тона, так называемую частоту вибрации. Когда периодически изменяющаяся сила, скажем, звуковая волна, действует на камертон, максимальное движение зубцов будет достигаться тогда, когда высота тона или частота действующей силы равна частоте камертона. Говорят тогда, что они находятся в резонансе, то есть движение камертона резонирует с действием силы или синхронизируется с ним. Каждая упругая структура обладает собственной частотой. Столб воздуха в органной трубе имеет собственную частоту; то же самое относится и к струне рояля. Можно возбудить движение каждого из них, пропев ноту той же частоты; нота существенно иной частоты практически не вызывает никакого движения. Явления акустического резонанса слишком хорошо известны, чтобы нуждаться здесь в дальнейших комментариях. Существуют также явления электрического резонанса, очень похожие на явления акустического резонанса. Если вы понимаете одно из них, у вас не возникнет трудностей с пониманием другого.

Если электрический проводник, скажем, медную проволоку, смотать так, чтобы получилась катушка со множеством витков, а ее клеммы подключить к конденсатору, то есть к проводящим пластинам, отделенным друг от друга изоляционным материалом, то движение электричества в этой проводящей цепи подчиняется тем же законам, что и движение зубцов камертона. Любое движение, будь то электричество или материя, полностью определяется силой, порождающей это движение, и силами, с которыми движущийся объект противодействует этому движению. Если закон действия этих различных сил одинаков как в случае движущейся материи, так и в случае движущегося электричества, то и их движения будут одинаковыми. Движущие силы называются действием, а противодействующие силы называются реакцией, и третий закон движения Ньютона гласит: Действие равно противодействующей реакции. Я всегда считал это самым фундаментальным законом во всех физических науках. Он применим ко всем движениям независимо от того, что именно движется — весомая материя или невесомое электричество. Двадцать шесть лет назад мой студент Альберт Р. Галлатин, брат нынешнего комиссара парков Нью-Йорка, преподнес в дар электротехнической лаборатории Колумбийского колледжа большую индукционную катушку в знак признательности за мои услуги ему, потому что, по его словам, эта формулировка фундаментального закона в электротехнической науке, которую я только что привел, сделала для него все предельно понятным. Это было весьма ободряюще для молодого профессора, и само собой разумеется, что с тех пор мы с ним были близкими друзьями. Он банкир, а я до сих пор профессор, но интерес к фундаментальным принципам физических наук является прочной связующей нитью между нами.

Электрическая сила, приводящая в движение электричество в описанной цепи, испытывает две основные реакции. Одна реакция обусловлена линиями электрической силы, которые, прикрепляясь к электрическому заряду на пластинах конденсатора, скучиваются в изоляционном пространстве между этими пластинами. Эта реакция соответствует упругой реакции зубцов камертона и подчиняется тому же закону. В случае камертона упругая реакция пропорциональна смещению зубцов от их нормального положения; в электрическом случае реагирующая сила пропорциональна электрическим зарядам, которые были разведены в стороны, отрицательный от положительного, и направлены на пластины конденсатора. Назовем это разделение электрическим смещением, и закон можно сформулировать в том же виде, а именно: Реагирующая сила пропорциональна электрическому смещению. Чем больше расстояние между пластинами и чем меньше их площадь, тем больше реакция при заданном электрическом смещении. Варьируя эти две величины, мы можем изменять электрическую податливость, так называемую емкость, электрического конденсатора. Именно это вы делаете, когда поворачиваете ручку и изменяете емкость конденсатора в вашем приемнике.

Движущиеся зубцы обладают импульсом, и изменение импульса порождает противодействующую силу, так называемую инерционную реакцию, которая равна скорости этого изменения. Это открыл Галилей более трех лет назад. Мы ощущаем действие этого закона каждый раз, когда натыкаемся на движущийся объект. Ирландский матрос, который после описания аварии, заставившей его упасть с мачты, уверял своих друзей, что его поразило не падение, а внезапная остановка, в полной мере оценил реагирующую силу, возникающую из-за быстрого изменения импульса. Каждый мальчик и каждая девочка в государственных школах должны знать фундаментальный закон Галилея, и они знали бы его, если бы им преподавали его с помощью нескольких простых экспериментов. Но сколько учителей действительно учат этому? Сколько моих читателей действительно знают этот закон? Только подумайте, каким обвинением против нашей современной системы образования является то обстоятельство, что так много умных мужчин и женщин, мальчиков и девочек не знают столь фундаментального закона, открытого Галилеем столь давно!

Движущееся электричество обладает импульсом. Магнитные силовые линии, создаваемые этим движением, служат мерой этого импульса. Изменению этих линий противодействует реагирующая сила, равная скорости этого изменения. Это было открыто Фарадеем почти сто лет назад. Чем больше число витков в катушке проволоки, тем больше будет импульс для данного электрического движения, то есть для данного электрического тока. Но как кто-либо может очень четко понять этот прекрасный закон, открытый Фарадеем, если он не понимает более простого открытия Галилея? Тот факт, что электричество, точно так же как и материя, обладает инерцией и что обе они подчиняются одному и тому же закону инерции, является одним из прекраснейших открытий в науке. Каждый раз, когда я думал о том, что столь многие умные и образованные люди ничего не знают об этом, я восставал против образовательной системы современной цивилизации.

Движение электричества в описанном выше проводнике преодолевает реагирующие силы, которые подчиняются тем же законам, что и движение упругих зубцов камертона. Движение одного, следовательно, имеет аналогию в движении другого. В электрической цепи, имеющей катушку и конденсатор, движущееся электричество обладает определенной инерцией и определенной электрической жесткостью; следовательно, оно будет иметь определенную высоту или частоту для своего колебательного движения, точно так же как и камертон; оно будет действовать как резонатор. Очевидно поэтому, что электрический резонатор, высоту которого можно настроить путем регулировки его катушки или конденсатора, или обоих сразу, представляет собой идеальную параллель акустическому резонатору. С помощью электрического резонатора такого рода, имеющего регулируемую катушку и регулируемый конденсатор, мне удалось обнаружить каждую из гармоник в искаженных переменных токах Роуланда точно так же, как Гельмгольц обнаружил гармоники в звуках гласных, но с гораздо большей легкостью, поскольку высоту электрического резонатора можно очень легко и точно изменить путем регулировки его катушки и конденсатора. Сегодня миллионы людей делают именно это, когда поворачивают ручки на своих радиоприемниках, настраивая их на длину волны передающей станции. Выражение «настройка их на высоту или частоту передающей станции» гораздо лучше, поскольку оно напоминает оператору об аналогии, существующей между акустическим и электрическим резонансом. Эта процедура была начата тридцать лет назад в «коровнике» старого Колумбийского колледжа. Я назвал это «электрической настройкой», и это название закрепилось за ней до настоящего времени. Слово «настройка» было подсказано действием, которое выполняет сербский волыщик, настраивая свою волынку, за чем я с живым интересом наблюдал в дни своего детства. Те ранние впечатления заставили акустический и электрический резонанс казаться мне впоследствии очевидными вещами.

Результаты этого исследования были опубликованы в American Journal of Science, а также в трудах Transactions of the American Institute of Electrical Engineers за 1894 год. Они, как мне сказали, никогда ранее не предвосхищались; и они полностью подтвердили взгляды Роуланда относительно магнитной реакции железа при подвергании его магнитному воздействию переменного тока. Когда Гельмгольц посетил эту страну в 1893 году, я показал ему свои электрические резонаторы и исследование, которое проводил с их помощью. Он был весьма впечатлен поразительным сходством между его анализом акустического резонанса и моим анализом электрического резонанса и призвал меня продолжать работу и повторить его ранние эксперименты по акустическому резонансу, поскольку мой электрический метод был гораздо удобнее его акустического метода.

Гельмгольц всегда интересовался как анализом, так и синтезом колебаний, соответствующих артикулированной речи. Телефон и фонограф были двумя изобретениями, которые всегда пользовались его восхищенным вниманием. Во время своего визита в Америку он с большим удовольствием ожидал встречи с Грэмом Беллом и Эдисоном. Простота их изобретений поразила его, так как вряд ли можно было ожидать, что простая мембрана способна вибрировать так, чтобы точно воспроизводить все сложные колебания, необходимые для артикуляции. Он провел воскресный день у меня в гостях в Монмут-Бич, и в ходе беседы я рассказал ему, какое впечатление произвел на меня телефон, когда я впервые послушал через него. Это случилось в период, когда я проходил свое ученичество в качестве новичка (гринхорна) и когда изо всех сил старался овладеть артикуляцией английского языка. Телефонная мембрана безупречно повторяла все, что говорилось на другом конце, и я сказал себе: «Эти американцы слишком умны для меня; они могут заставить простую стальную пластину артикулировать гораздо лучше, чем я когда-либо смогу надеяться сделать это всеми своими речевыми органами. Лучше мне вернуться в Идвор и снова стать пастухом». Гельмгольц от души рассмеялся и заверил меня, что артикулирующая телефонная мембрана произвела на него схожее впечатление, хотя он потратил несколько лет своей жизни на изучение теории артикуляции. «Диск фонографа так же умен, как и телефонная мембрана, — сказал Гельмгольц, — пожалуй, даже больше, потому что ему приходится тяжело трудиться, пока он усердно говорит».

Мои друзья-ученые в Нью-Йорке увидели в создании моего электрического резонатора и в его использовании для избирательного обнаружения переменных токов определенной частоты очень подходящее средство для практики гармонической телеграфии, впервые предложенной Грэмом Беллом, изобретателем телефона. В конце концов они уговорили меня подать заявку на патент, и я сделал это. Я часто сожалел об этом, поскольку это втянуло меня в чрезвычайно дорогостоящее и во всех отношениях неприятное судебное разбирательство. Два других изобретателя подали заявки на патент на то же самое изобретение. Один из них был американцем, а другой — французским изобретателем, и каждый из них поддерживался мощной промышленной корпорацией. Профессор колледжа с жалованьем в две тысячи пятьсот долларов в год не может выдержать длительный судебный процесс, когда ему противостоят две мощные корпорации; но это любопытный психологический факт: когда чьи-то права на изобретение оспариваются, он будет бороться за них так же, как тигрица борется за своего детеныша. Борьба длилась почти восемь лет, и я выиграл ее. Меня признали изобретателем, и мне был выдан патент. Но патент — это клочок бумаги, не имеющий никакой ценности, пока кому-нибудь не понадобится само изобретение. Я долго ждал, пока этот кто-то появится, и когда он наконец объявился, я почти забыл, что сделал изобретение. Тем временем у меня не было ничего, кроме клочка бумаги за все мои мучения, которые чуть не разорили меня финансово.

Как раз в то время газеты сообщили, что молодой итальянский студент по имени Маркони, экспериментируя с волнами Герца, продемонстрировал, что герцевский осциллятор излучает электрические волны, которые проникают на гораздо большие расстояния, когда одна из его сторон соединена с землей. «Конечно, излучает, — сказал я, — заземленный осциллятор берет землю в более тесное партнерство». Когда в качестве помощника пастуха на пастбищах моего родного Идвора я вонзал нож в землю и ударял по его деревянной ручке, я прекрасно знал, что земля является частью вибрирующей системы и что звукопроизводящий удар воспринимается землей гораздо лучше, чем когда я ударял по рукоятке ножа, не вонзая нож в землю. Но я также знал, что если мальчик, который слушает, не прижмет ухо к земле, он услышит не так много. Поэтому для меня было совершенно очевидно, что лучшим детектором для заземленного герцевского осциллятора должен быть другой герцевский осциллятор, который также соединен с землей. Заземление передающего и принимающего герцевских осцилляторов было, по сути, фундаментальным пунктом изобретения Маркони. Маркони, по моему мнению, сам того не ведая, подражал молодым пастухам Идвора, когда, образно говоря, он вонзал свои электрические ножи в землю с целью передачи и приема электрических колебаний, но это подражание было весьма остроумным; действительно очень очевидным, как только на него указывали, подобно всем остроумным вещам.

То и дело нам говорят, что беспроводные сигналы можно будет когда-нибудь отправить на планету Марс. По мнению бывшего пастуха из Идвора, эти предложения ненаучны по той простой причине, что мы не можем получить заземление на планете Марс и, следовательно, не можем взять ее в тесное партнерство с нашими герцевскими осцилляторами. Без такого партнерства нет никаких перспектив покрытия больших расстояний. Очень простой эксперимент проиллюстрирует это. Поцарапайте дерево карандаша и спросите своих друзей, сидящих вокруг стола, слышат ли они царапанье. Они ответят: «Нет». Положите карандаш на стол и поцарапайте его снова; ваши друзья скажут вам, что слышат это слабо. Попросите их прижать уши к столу, и они скажут вам, что звук царапанья очень громкий. В третьем случае карандаш, стол и уши ваших друзей составляют единую тесно взаимосвязанную колебательную систему. Каждый пастух из Идвора правильно истолковал бы физический смысл этого эксперимента. «Если бы Маркони подождал чуть дольше, я бы сам проделал его трюк», — пошутил я в разговоре с Крокером, а затем временно отбросил этот вопрос из памяти, как будто ничего не произошло. Но я был вполне уверен, что мои электрические резонаторы когда-нибудь найдут полезное применение в этом новом методе связи, и Крокер был настроен еще более обнадеживо, чем я. Я обратил свое внимание на другую задачу и завершил бы ее решение, если бы моя работа не была прервана объявлением о самом замечательном открытии, сделанном в Германии — я имею в виду открытие рентгеновских лучей.

Я не могу описать последствия этого эпохального открытия, не упомянув снова великого Гельмгольца. Именно по его инициативе Герц занялся исследованием электрических колебаний, что подсказало Маркони их техническое применение. Это положило начало новой технической отрасли — беспроводной телеграфии, которая переросла в радиоискусство. Без Гельмгольца не только экспериментальная проверка электромагнитной теории Фарадея — Максвелла, но и радиоискусство могли бы задержаться на довольно долгое время. Сейчас я укажу на то, что великое открытие рентгеновских лучей также в значительной степени произошло благодаря инициативе Гельмгольца.

Находясь в Берлине, я проводил исследование упругости паров соляных растворов. Для этой цели мне требовалась помощь искусного стеклодува. Некий господин Мюллер был рекомендован мне людьми из Физического института. Я часто навещал его не только потому, что мне нравилось наблюдать за его удивительным искусством стеклодува, но и потому, что он знал историю замечательного физического исследования, проведенного доктором Гольдштейном, берлинским физиком, под эгидой Германской академии наук при содействии господина Мюллера, мастера-стеклодува, и часто развлекал меня ею.

Движение электричества через разреженные газы впервые интенсивно изучалось в Германии в пятидесятых и шестидесятых годах несколькими исследователями. Хитторф был одним из них, и я упоминаю его здесь по причинам, изложенным ниже. Английские физики занялись этим вопросом чуть позже, и среди них Крукс проделал наиболее выдающуюся работу. Его трубки с очень высоким вакуумом давали яркие катодные лучи, впервые открытые Хитторфом, которые производили среди прочего хорошо известное фосфоресцирование в вакуумных трубках из уранового стекла. Несмотря на превосходящую красоту электрических явлений в вакуумных трубках, выявленных экспериментами Крукса, к концу семидесятых годов из них нельзя было сделать окончательные и определенные выводы. Но он, несомненно, был первым, кто правильно заключил, что катодные лучи представляют собой маленькие электризованные частицы, движущиеся с очень высокой скоростью. Этот вывод оказался чрезвычайно важным. В 1893 году лорд Кельвин сказал: «Если предстоит сделать первый шаг к пониманию соотношений между эфиром и весомой материей, то наиболее обнадеживающей основой для этого, как мне кажется, являются знания, полученные из экспериментов с электричеством в высоком вакууме». Это было именно то мнение, которое Гельмгольц сформулировал пятнадцать лет назад, и он убедил Германскую академию наук выделить специальный грант на тщательный экспериментальный пересмотр всей области исследований, касающейся электрических движений в высоком вакууме. Доктор Гольдштейн был выбран для выполнения этой работы. Мюллер был его стеклодувом. Наиболее важным результатом этой работы стало открытие так называемых каналовых лучей, то есть движения положительного электричества в направлении, противоположном движению отрицательного электричества, причем последнее является причиной катодных лучей. Чтобы получить этот результат, Мюллеру пришлось изготовить бесчисленное множество вакуумных трубок самой разной формы. Он сказал мне, что если бы все эти трубки можно было воскресить, они заполнили бы дом, в котором находилась его мастерская. «Но великий результат стоил всех хлопот, и я горд тем, что выполнил всю работу стеклодува», — сказал Мюллер с торжествующим блеском в глазах, и его сияющее лицо свидетельствовало о том, что он чувствовал то, о чем говорил. Он был ремесленником, любившим свое ремесло; и, судя по его замечательным знаниям обо всех исследованиях вакуумных трубок, которые проводились до момента его сотрудничества с доктором Гольдштейном, я заключил, что он представляет собой уникальное сочетание науки и искусства, задействованных в той работе, которую он выполнял для доктора Гольдштейна. Мюллер был первым, кто пробудил мой интерес к результатам исследований вакуумных трубок, и я всегда считал его одним из своих выдающихся учителей в Берлине. Новое знание не ограничивается лекционными залами великого университета; его часто можно найти в самых скромных мастерских, где оно хранится скромными людьми, которые совершенно не подозревают, что являются стражами драгоценного сокровища. Мюллер был одним из таких скромных стражей.