Приключение великих уравнений - Владимир Карцев

Современники писали о нем: "Лаплас был рожден довести все до совершенства, все исчерпать, решить все, что решению поддается. Он бы завершил и небесную механику, если бы наука эта имела конец". Некоторые называли его Ньютоном своего времени. Лаплас умер ровно через сто лет после Ньютона - 5 марта 1827 года, явившись на склоне лет свидетелем расцвета французских, да и не только французских, исследований.

Другому члену этого славного созвездия - Жану Батисту Био, старшему из остальных, суждена была грустная доля пережить всех своих соратников. Его жизнь была наполнена разнообразной и блестящей деятельностью. Начал он с артиллериста, затем попал в Политехническую школу, откуда вышел первоклассным математиком. Потом - профессор в Центральной школе, чем только не занимавшийся: он обследовал только что упавшие метеориты, запускал с Гей-Люссаком воздушные шары, мерил вместе с Араго дугу меридиана на Балеарских островах, помогал Ньепсу - одному из изобретателей фотографии; кстати, одну из самых первых в мире фотографий сделали с Био.

Савар был моложе Био на семнадцать лет. В историю он вошел как один из создателей "закона Био-Савара-Лапласа" - математической зависимости, связывающей величину магнитного поля, создаваемого током, с величиной этого тока.

Следующий член сообщества - Доминик Франсуа Жан Араго был на пять лет старше Савара. Он отличался от прочих членов прежде всего своим огненным темпераментом - уже его фамилия выдает испанское происхождение. Отец его владел плантациями винограда и оливковых деревьев. Учился Араго в Париже в Политехнической школе - там, где как раз сооружались по приказу Наполеона гигантские вольтовы столбы. Покровительство Лапласа сделало для Араго возможным, при его блестящих способностях, стать Секретарем Парижской обсерватории, где он познакомился с Био. В книге "История моей юности" Араго со вкусом описывал приключения в Северной Африке, свою работу во Франции, свои поразительные успехи в науке. Он стал членом Академии наук двадцати трех лет. Его книги до сих пор не потеряли в большой мере своей ценности. Его наблюдения над грозами на суше и в море легли в основу книги "Гром и молния", из которой мы приводили большое число интересных до сего времени выдержек.

И, наконец, последний из созвездия, формально не входивший в "Общество", Ампер. Последний, разумеется, лишь по порядку, но не по той роли, которую его труды сыграли в истории науки, может быть, стоит даже сказать - человеческой цивилизации.

"Этот докучливый умник Ампер"

Известие о его смерти не было воспринято современниками слишком драматически...

А сейчас есть город Ампер, железнодорожная станция Ампер, научно-исследовательский центр имени Ампера, музей Ампера, "Общество друзей Ампера". Наконец, в международной системе единиц среди четырех главных единиц - метра, килограмма, секунды, ампера - лишь одна единица названа в честь ученого.

Только специалисты знают сейчас имя его сына литератора Жан-Жака Ампера, а когда-то отец был совсем мало известен, зато имя сына знал чуть не каждый. В чем-то справедливы слова знаменитого некогда Шатобриана, покровителя Жан-Жака: "Поэт с несколькими стихами уже не умирает для потомства... Ученый же, едва известный в продолжении жизни, уже совершенно забыт на другой день смерти своей..."

Мировая слава Ампера началась с того памятного немногим заседания Международного конгресса электриков в 1893 году, когда термин "ампер" был официально введен в нашу речь в качестве одной из основных единиц электротехники - единицы силы электрического тока.

Бронзовый Ампер, восседающий сейчас на одной из площадей своего родного города Лиона, вряд ли похож на настоящего, живого Ампера - тот был человек из плоти и крови, он "скорее был уродлив, чем некрасив, одевался плохо и был явно неряшлив, всегда ходил "на всякий случай" с большим зонтом, был неуклюж и неловок"8.

Андре-Мари Ампер.

Жизнь его с самого начала складывалась неудачно. Отец, мировой судья в Лионе, во время революции 1789 - 1793 годов был казнен на гильотине, хотя, казалось, всегда действовал с лучшими намерениями. "Я сомневаюсь, чтобы... нашелся хотя бы один гражданин, который был бы предан отечеству, как я... я всегда добросовестно относился к моим обязанностям и болел за дело..." - писал он жене перед казнью. В том же письме он описывает и неблагоприятное состояние семейных финансов: "Самым большим моим расходом была покупка книг и геометрических приборов, без которых мой сын не мог бы обойтись".

Андре-Мари получил волей несчастного отца хорошее образование, хотя не посетил ни одного класса школы. Он увлекался математикой, тринадцати лет он даже представил в Лионскую академию наук свое решение задачи о квадратуре круга, задачи, как известно, принципиально неразрешимой. Он, как и его отец, увлекался литературой, сохранилось большое число стихотворений Ампера, даже писем в стихах. Увлекался он механикой, химией, греческим языком, ботаникой, усовершенствованием конструкции воздушных змеев - это уже явно под впечатлением недавних опытов Франклина.

Время юности Ампера - время великих открытий в области электричества. Эксперименты Франклина были проведены, когда Амперу было шестнадцать, первая статья Вольта о гальваническом электричестве появилась, когда Амперу двадцать пять. В это же время по приказу Наполеона Французская академия наук объявляет конкурс с большими премиями за работы в области вольтаического электричества.

Естественно, что все эти события не могли оставить увлекающегося Ампера невозмутимым и уже со времен франклиновых опытов Ампер то и дело возвращается к электричеству.

У двадцатисемилетнего Ампера уже намечаются в самом общем виде те идеи, благодаря которым он через много лет приобретет признание, выразив их в неожиданной и яркой форме языком новой науки - электродинамики.

Некоторые исследователи придерживаются эффектного мнения о том, что вся электродинамика Ампера была разработана в течение двух недель, непосредственно следовавших за демонстрацией в Париже опытов Эрстеда. Однако вряд ли это так. Вопросы связи электричества и магнетизма занимали Ампера еще за двадцать лет до того дня, когда его посетило озарение. И все эти двадцать лет его идея находилась с ним, он думал о ней, может быть, не непрерывно, но достаточно настойчиво. Может быть, такое состояние можно сравнить с хранением пороха в крюйт-камере: там взрыва не будет до тех пор, пока не возникла искра; или еще лучше - с накоплением ядерного горючего, которое. взрывается, когда его количество превосходит критическую массу. Материал - мысли и эксперименты, раздумья и беседы до поры до времени спокойно накапливались у Ампера. Быть может, не хватало лишь немногого до создания "критической массы" знаний.

Откуда это известно? Из раздобытых исследователями творчества Ампера документов следует, что однажды, а именно 24 декабря 1801 года, Ампер присутствовал на докладе Вольта в Лионской академии, и не только присутствовал, но и отважился (после невероятно знаменитого тогда Вольта!) в свои двадцать шесть лет прочесть собственный мемуар - наброски системы, которая должна была бы объединить самые разрозненные отрасли физической науки в одно стройное знание. В нем электричество и магнетизм сводились к одним и тем же неправильным механистическим представлениям. Бесстрастный язык академического протокола фиксирует, что Ампер после Вольта выглядел не очень-то блестяще; кроме того, шепелявость и глухой голос Ампера не способствовали эффекту его выступления.

Таким образом, Ампер интуитивно видел какие-то общие, хотя и неверные, корни, связывающие, или, точнее, питающие и электричество и магнетизм.

К такому же выводу можно прийти, просмотрев черновик речи (к ней он долго готовился), которой Ампер начал чтение в Лионе курса физики: "Нам, пожинающим плоды трудов гениев, не разделяя их славы, следует, я полагаю, особенно стараться свести к минимуму число принципов, объясняющих все физические явления".

Мы теперь знаем, что Амперу именно таким путем удалось "разделять славу гениев".

Однако заняться электричеством в те годы Амперу не пришлось, несмотря, в частности, и на желание получить премию имени Вольта. Он увлекся математикой, где выполнил некоторые работы, связанные с такой модной теперь теорией игр, и именно благодаря математическим успехам стал довольно быстро двигаться по академической лестнице славы.

Ампер славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде три минуты свои часы, держа яйцо в руке. Другой часто приводимый случай: Ампер шел по улице, производя, как всегда, в уме сложные расчеты. Он ничуть не удивился, когда прямо перед ним возникла прекрасная черная доска, спокойно достал из сюртука непременный кусок мела и стал записывать результаты; он не удивился и тогда, когда доска начала двигаться вперед, и для того, чтобы поспевать за ней, ему пришлось идти, а затем... бежать. Доска оказалась задней стенкой кареты.