Максвелл. Электромагнитный синтез - Мигель Анхель Сабадель

Форбс написал отцу Джеймса:

«Его [Келланда] мнение совпадает с моим в том, что статья Вашего сына очень содержательна и достойна похвалы. Мы считаем, что это новый метод построения многофокусных фигур. [...] Если он пожелает, я думаю, что простота и элегантность метода дает ему право быть представленным в Королевском обществе».

Таким образом, первая научная статья Джеймса Клерка Максвелла «К описанию овалов и многофокусных овальных кривых» 6 апреля 1846 года была прочитана перед членами Эдинбургского королевского общества самим Форбсом, поскольку он считал, что Джеймс был слишком молод для этого. Его отец записал в своем дневнике: «Овалы Джеймса были приняты с большим вниманием и всеобщим одобрением». Он не мог бы гордиться сыном еще больше.

ПОДГОТОВКА УМА

Библиотечные изыскания Форбса позволили Джеймсу познакомиться с впечатляющей математической работой Декарта. Именно тогда он принял решение, которое очень сильно повлияло на его научную карьеру: не предпринимать никакого исследования ни в одной области науки, не прочитав предварительно по данной теме работы всех предыдущих авторов. Максвелл также нашел небольшую ошибку в расчетах француза и усвоил, что даже самые лучшие ученые ошибаются. Это было не напрасно, поскольку он сам понял, что часто допускает неточности в расчетах.

Максвелл всегда спокойно относился к ошибкам в расчетах других ученых, но был абсолютно нетерпим к отсутствию честности и ясности по отношению к читателю. Он часто выражал глубокое недовольство физиком и математиком Симеоном Дени Пуассоном за то, что он «сказал неправду о способе изготовления барометров», а также физиком Андре-Мари Ампером за то, что тот опубликовал только свои лучшие эксперименты, демонстрировавшие взаимодействие между двумя электрическими проводами, когда по ним протекал электрический ток, и намеренно скрыл результаты (более грубые и менее ясные), благодаря которым открыл закон, носящий его имя.

УИЛЬЯМ ТОМСОН, ЛОРД КЕЛЬВИН

Уильям Томсон, родившийся в Белфасте в 1824 году, в десять лет уже был студентом университета Глазго. Он обладал более чем примечательной способностью находить практическое применение научным знаниям. Благодаря ей ему удалось скопить небольшое состояние, которое он после окончания Кембриджского университета растратил во время недолгого пребывания в Париже. Через некоторое время после подобной экономической «неудачи» Томсону предложили кафедру натуральной философии в университете Глазго. Ему тогда было 22 года, и он остался на ней до самой смерти, несмотря на многочисленные предложения, которые получал в дальнейшем. Томсон посвящал свое время двум занятиям: исследованиям и работе в тогда еще новой сфере телеграфной связи (что приносило неплохие деньги). Первенство Британии в международной связи и подводном телеграфе стало возможным благодаря работам Томсона над проблемами передачи сигналов на большое расстояние. Также он запатентовал телеграфный аппарат, который был выбран как официальный аппарат всех телеграфных офисов Британской империи.

Портрет Уильяма Томсона кисти Губерта фон Геркомера, хранящийся в Музее Глазго.

Основы термодинамики

Однажды в Оксфорде Томсон прослушал доклад молодого ученого по имени Джеймс Джоуль, в котором тот излагал результаты своих исследований природы тепла. Томсон не мог выбросить эти идеи из головы и впоследствии опубликовал статью «О динамической теории тепла». В данной работе он утверждал, что все процессы, в которых участвует тепло, могут быть объяснены, если признать существование двух фундаментальных законов. Один из них недавно сформулировал Джоуль — закон сохранения энергии. Другой, говорил он, показывает фундаментальную асимметрию природы: тепло спонтанно передается от теплого тела к холодному. Эти два закона — ключевые элементы термодинамики. Уильям Томсон, который получил титул барона Кельвина за свои заслуги и был председателем Лондонского королевского общества в течение пяти лет, скончался 17 декабря 1907 года в Ларгсе, Шотландия. Его состояние и достижения в области телеграфной связи оказались преданы забвению, остались только надгробная плита в Вестминстерском аббатстве и память о его интеллектуальном подвиге в науке.

Джеймс наслаждался двумя последними годами в школе, хотя в этот период перенес ряд болезней: несмотря на силу и атлетическое телосложение, он не обладал крепким здоровьем. Читал Джеймс запоем, что было чрезвычайно полезным для него, поскольку он обладал завидной способностью запоминать практически все из прочитанного. И когда Максвелл не был погружен в книжные страницы, он занимался тем, что сочинял стихи, соблюдая правильный размер и ритм. В 1847 году, когда закончилось его школьное обучение, Джеймс был первым в классе по математике и английскому языку, а также обладал призами за знание истории, географии и французского языка. По успеваемости в целом он был вторым в классе. Преподавательский состав академии, желая произвести впечатление на родителей будущих учеников, добавил новый предмет в учебный план: физические науки. Один из его одноклассников через некоторое время вспоминал, что Максвелл и Тэт знали по этому предмету больше, чем преподаватель...

Я вполне способен написать фантастическую формулу.

Максвелл о своих ошибках в расчетах

Время от времени Джеймс проводил время с сестрой своей матери, тетей Джейн. Она ясно понимала, в чем состоит ее задача: смягчить излишнюю неординарность своего племянника и научить его быть адекватным членом общества. Когда он застывал неподвижно, наблюдая за игрой света от свечей на стеклянной поверхности, она отвлекала его словами: «Джеймс, ты витаешь в облаках». Религия также присутствовала в юношеской жизни Максвелла; он посещал службы как англиканской, так и пресвитерианской церквей. Тетя посылала его на уроки катехизиса к своему другу Дину Рэмси, хорошему человеку, больше всего обеспокоенному тем, чтобы молодые люди не попадали под влияние новых религиозных организаций, которые возникали в стране. Такой, например, была Свободная пресвитерианская церковь Шотландии — ответвление национальной церкви этой страны, которая называлась Церковью Шотландии.

Но с Максвеллом подобные меры предосторожности были излишни. Вера стала одним из главных принципов, которые вели его по жизни, и она являлась плодом интенсивного личного размышления, практически не оставляя места для доктрины какой-либо секты.

Другим очень важным человеком для Максвелла был старший брат его матери, дядя Джон. Адвокат и судья по профессии, он разделял с отцом Джеймса страсть к технике. Однажды дядя Джон отвез племянника к одному из самых известных физиков-оптиков того времени, Уильяму Николя, который изобрел способ поляризации света с помощью призм, очень осторожно разрезая кристаллы исландского шпата. Его работа была столь удачной, что призмы, сделанные таким образом, носят название «призмы Николя». Джеймс настолько остался впечатлен визитом, что решил сам исследовать поляризацию света. Кроме того, Максвелл часто навещал свою двоюродную сестру Джемиму в Глазго. Она была замужем за Хью Блэкберном, профессором математики в университете, большим другом одного из самых великих физиков того времени, ставшим патриархом английской науки, — Уильямом Томсоном. Профессор натуральной философии разглядел в молодом Джеймсе огромный потенциал, и между ними завязалась дружба, которая длилась всю жизнь. Более того, он и Фарадей более других ученых повлияли на научную жизнь нашего героя.