Максвелл. Электромагнитный синтез - Мигель Анхель Сабадель

После смерти отца Максвелл был избран на должность преподавателя, которую он занял в ноябре, проведя грустное лето в Гленлэре, осуществляя в имении то, что собирался и не успел сделать его отец.

Когда Максвелл обосновался на новом месте, его настигла первая неожиданность: в свои 25 лет он был самым молодым преподавателем в колледже, и хотя он и надеялся найти коллег своего возраста, младше 40 лет никого не было. Средний возраст преподавателей был около 50 лет. Вторая неожиданность заключалась в том, как тепло его приняли коллеги. Действительно, они все были хорошими друзьями, и очень скоро он чаще стал ужинать вне дома. Хотя существовало одно «но»:

«Здесь никто не понимает ни одной шутки. Я не рассказал ни одной за два месяца, и когда замечаю, что одна из них хочет сорваться у меня с языка, я вынужден прикусить его».

Маришал колледж был вторым старейшим шотландским учебным заведением после Эдинбургского университета. Он выпускал магистров искусств (МА), и обязательными предметами здесь были греческий, латынь, естественная история, математика, натуральная философия, моральная философия и логика. Большинство студентов жили в городе или его окрестностях. Учащиеся в основном происходили из семей торговцев, но также из семей фермеров, священнослужителей, учителей и адвокатов. Дети первых двух категорий обычно не хотели следовать по стопам родителей и мечтали о карьере врачей, священнослужителей, преподавателей или юристов.

Как требовала традиция, любой новый преподаватель должен был прочитать инаугурационную лекцию, на которой присутствовало все университетское сообщество, и объяснить, каким правилам он собирается следовать на своем отделении. Максвелл подготовил ее добросовестно. Он ясно дал понять, что будет не только распространять знания, но также учить студентов думать самостоятельно:

«Я верю, что благодаря тщательному и аккуратному изучению законов природы мы будем способны избежать опасностей туманных и безосновательных форм мышления и приобретем здравую привычку энергичного мышления, которое позволит нам признать ошибку в любом ее виде».

Ученый добавил, что собирается покончить с академической привычкой презрения к эксперименту: лаборатория должна быть основной частью занятий. К счастью, его предшественник был энтузиастом исследования и оставил после себя хорошо оснащенную лабораторию.

Максвелл четко знал, что он хочет делать на своих занятиях, но было необходимо составить письменный план обучения. Его будни были достаточно загружены работой: лекции и практические сессии в колледже, а также (раз в неделю) занятия в Абердинском механическом институте — центре, который открыл свои двери в ответ на новые требования промышленной революции дать техническое образование рабочим. В течение трех десятилетий предшественники Максвелла занимались тем, что по вечерам читали лекции слушателям раз в неделю, и он был очень рад продолжить эту традицию. Таким образом, его еженедельная аудиторная нагрузка занимала 15 часов, к чему добавлялось время, которое он посвящал административным и бюрократическим формальностям своего отделения, а также подготовке к занятиям.

Кроме того, Максвелл стремился уделять время исследованиям.

Джеймс обосновался в уникальном городе: во всей Шотландии было пять университетов, и два из них находились в Абердине — Маришал и Кингс-колледж. Это было несколько необычно, и учебные заведения собирались объединять, несмотря на сложность задачи, поскольку между ними существовало нездоровое соперничество. Джеймс, сердечный человек по натуре, быстро подружился с самыми молодыми представителями Кингс-колледжа, но сразу понял, что между двумя колледжами на самом деле существовала лишь ледяная вежливость: никто не общался с представителями «другой стороны».

Итак, Максвелл начал чувствовать себя одиноко. Он недавно стал частью общества, которое выглядело дружелюбным, но на самом деле оказалось довольно закрытым, и в этой среде он должен был работать в течение всего учебного года, с ноября по апрель. В Гленлэре он тоже жил один, заботясь о поместье и редко принимая друзей. Обычно Максвелл навещал родственников, но его отношения с наиболее близкими людьми складывались в основном по переписке. Письма Джеймса того периода рисуют нам образ человека, увлеченного своей работой и высоко ценящего дружбу. Но ему было очень сложно справиться с болью и одиночеством.

В 1857 году одна проблема занимала практически все свободное время Максвелла.

И она же интриговала астрономов в течение более 200 лет: речь идет о кольцах газового гиганта Сатурна. Его система колец интересовала научное сообщество настолько, что за выяснение их природы была обещана премия Адамса.

В 1848 году несколько сотрудников Колледжа Святого Иоанна в Кембридже учредили премию Адамса в честь молодого математика, который предсказал — одновременно с французом Урбеном Леверье (1811-1877) — существование планеты за орбитой Урана. Обе работы доказывали истинность законов небесной механики: дело в том, что реальная орбита Урана отличалась от рассчитанной. Наиболее рациональным объяснением этого факта было существование планеты, расположенной дальше, которая притягивает Уран к себе и влияет на его орбиту.

Нептун официально открыли в 1846 году, когда астроном в Берлинской обсерватории обратил внимание на письмо, присланное ему Леверье, в котором тот просил его направить телескоп в указанную им точку. Так и был найден Нептун. В то же время в середине сентября 1845 года молодой и блестящий математик по имени Джон Куч Адамс (1819-1892), который окончил университет двумя годами ранее, завершил свои расчеты с целью определить, где может находиться таинственная планета. Честь открытия была отдана французскому астроному, а ученый из Кембриджа остался ни с чем, и это было несправедливо. Более того, в 1846 году самая престижная награда Королевского общества (и первая научная почесть в мире), медаль Копли, была присуждена исключительно Леверье за «доказательство существования и предсказание местоположения новой планеты». Сообщество Кембриджа не могло пройти мимо такого оскорбления и по прошествии двух лет создало премию Адамса, вручаемую раз в два года. Любопытно, что именно тогда Королевское общество признало свою забывчивость и вручило медаль Копли Адамсу.

При этом члены Колледжа Святого Иоанна установили, что согласно принятым нормативам данная премия будет присуждаться только бывшим ученикам Кембриджа и только за достижения по одной из тем, предварительно избранных комитетом. Первые три работы, выдвинутые на соискание премии, касались небесной механики. Они привлекли так мало ученых, что премию предоставили только в одном случае (в 1850 году) — некоему Роберту Пирсону, о котором ничего не известно. По остальным проблемам премию не присвоили.

ОТКРЫТИЕ НЕПТУНА

После двух лет работы, в 1845 году, Джон Куч Адамс вычислил, где может находиться планета, которая вызывала необъяснимые искажения орбиты Урана, замеченные астрономами. Он показал свои результаты Джеймсу Чэллису, директору Кембриджской обсерватории, а тот, увидев их, заявил, что должен переслать их сэру Джорджу Бидделю Эйри, настоящему астроному и директору Гринвичской обсерватории. К несчастью, вычисления Адамса совсем не понравились Эйри. Во-первых, потому что у Адамса, крестьянского сына, не было должного социального положения. Во-вторых, потому что он был исключительно практиком и не любил чистую теорию; он считал, что предсказывать математически, а затем проверять вычисления неприемлемо: начинать надо с эксперимента. Несмотря на свое негативное отношение, Эйри послал данные Адамса астроному-любителю, чтобы тот поискал планету. Но этот любитель не мог ничего искать, так как лежал в постели с вывихнутой лодыжкой. Между тем Нептун находился практически в том месте, которое вычислил Адамс.