Неслучайные случайности - Валентин Азерников

Второе научное путешествие, тоже двухгодичное, еще более сблизило его с физикой и химией, он смог лично ознакомиться со многими выдающимися достижениями того времени, в частности с работами Вольты. Вернувшись в 1813 году в Данию, Эрстед продолжил преподавание физики, и никаких особо важных сведений о его деятельности того периода не имеется, из чего можно сделать вывод, что ничего особо интересного он в те годы и не сделал. Хотя после ему пришлось не раз доказывать, что и до этого времени его уже посещала одна новая, необычная идея и он работал над ее экспериментальным доказательством, но, мол, безрезультатно, до июня 1820 года, когда удача наконец посетила его скромную лабораторию. Так это или не так, у нас еще будет случай обсудить — вместе с коллегами Эрстеда, которые делали это с немалым рвением.

Пока же будем придерживаться точно известных фактов. А они говорят о том, что до мая 1820 года Эрстед занимался тем, что изучал возникновение тепла под действием электрических разрядов. А если сказать проще, он соединял полюсы вольтовой батареи проволокой, наблюдал, как она нагревается, иногда даже раскаляется докрасна, и раздумывал, что же при этом происходит с электричеством. Ход его мыслей, как он сам излагал его, был следующий. Раз проволока соединяет противоположные полюса, значит, в ней смешиваются каким-то образом противоположные заряды. Ну хорошо, смешались они, а дальше что? Совсем исчезнуть они вроде бы не могут, но вместе с тем собственно электрических проявлений тоже не заметно. Не значит ли это, думал Эрстед, что электричество переходит в какую-то иную форму? И не следует ли отсюда, что этот скрытый вид электричества, заключенный в раскаленной проволоке, может оказать какое-нибудь действие на магнит?

Сейчас такие рассуждения покажутся наивными даже семикласснику: чего ж тут думать, ясное дело — окажет. Но не забывайте, что тогда слова «электро» и «магнит» писались порознь и понимались порознь и между собой никак не связывались, и поэтому даже мысль о том, что такая связь может существовать, пусть и в неизвестно еще какой форме, уже была революционной.

И вот эта новаторская мысль, взрывающая всю тогдашнюю физику, и посетила скромного датского профессора где-то перед 1820 годом — по словам самого скромного датского профессора. Я не призываю безоговорочно довериться им, ибо существуют воспоминания его ассистента, где утверждается вовсе иное, а именно: что влияние электричества на магнит профессор увидел совершенно случайно на лекции, когда демонстрировал своим слушателям вольтов столб, а рядом лежала магнитная стрелка, а. уж только после этого случая его посетила та самая новаторская мысль. Различие существенное: в одном случае ученый выдвинул гипотезу и должен был ее доказать, в другом — он случайно наблюдал экспериментальный парадокс и должен был выдвинуть теорию для его объяснения.

Кто прав, где истина, сейчас трудно установить. Если бы Эрстед действительно выдвинул новую гипотезу, причем не просто новую, а гениальную, означающую новую эру в физике, он должен был, как всякий разумный человек, я уж не говорю — тщеславный, эту мысль тут же попытаться каким-то образом доказать. А этого-то он как раз и не сделал. Сам признался потом: «Я не преследовал задуманную идею с тем рвением, какого она заслуживала». Возможно, тогда ему, помимо всего прочего, еще и неясно было, чего она заслуживает. Он пишет, правда, что высказал ее как-то перед студентами, но потом забыл. Странная забывчивость, если подумать, о чем идет речь. И лишь весной 1820 года, когда он читал курс по гальванизму, электричеству и магнетизму, кто-то из учеников якобы напомнил ему о его идее. И только тогда уж он решил взяться как следует за ее экспериментальное доказательство. Но, вы скоро убедитесь, именно как следует он этого и не сделал.

Мне кажется, тут возможна и третья версия: Эрстед и впрямь предчувствовал новое открытие, устанавливающее связь между электричеством и магнетизмом, и, возможно, действительно говорил об этом студентам, но не знал, как это доказать. Ведь умение построить эксперимент требует не меньшей проницательности, чем создание умозрительной гипотезы. А не зная, как доказать, не приступал к экспериментам, ограничивался только размышлениями на эту тему. А счастливый случай на лекции указал этот скрытый путь. И тогда уже все завертелось, закрутилось. По записям самого Эрстеда трудно судить о последовательности его действий. По его словам, когда ему напомнили о забытой идее, он сразу решил проверить ее в опыте. Он пишет, что приготовления к нему сделал в тот день, когда собирался читать очередную лекцию, она должна была состояться вечером следующего дня. В чем заключалось приготовление, тоже неясно. Судя по теме той лекции, никаких особых приготовлений и не требовалось. Вечером Эрстед собирался демонстрировать влияние грозы на магнитную стрелку (был май, месяц гроз), а также некоторые опыты с участием вольтова столба. Следовательно, всё, что потребовалось для открытия электромагнетизма — источник электричества, провод, по которому оно течет, и магнитная стрелка, — всё, это вечером стояло на демонстрационном столе. Тем не менее Эрстед утверждает, что на той лекции он решил продемонстрировать слушателям свою идею в действии. Он поместил между проводами, идущими от полюсов батареи, тонкую платиновую проволоку, так как ему казалось, что наибольший эффект должен произойти, если провод раскален, а под проволоку поместил магнитную стрелку. Стрелка и впрямь качнулась, как и надеялся ученый, но столь слабо, что он не посчитал этот опыт удачным и отложил свою затею до другого времени, когда, как он пишет, «надеялся иметь больше досуга». Странное признание. Что-то здесь не так. Или в тот вечер стрелка шевельнулась только в воображении Эрстеда, или он еще не понимал, что означает этот поворот — поворот в науке, — иначе было бы логичнее не откладывать опыт почти на месяц, а отложить лекцию и повторять, повторять эксперимент весь вечер, всю ночь.

Вместо этого Эрстед спокойно дочитал лекцию, спокойно отправился домой и так же спокойно на другой день приступил к ежедневным обязанностям. И только в начале июля повторил неудавшийся опыт, на этот раз, правда, вполне удачно. И тогда меньше чем за три недели он выполнил все свое знаменитое ныне исследование, выполнил тщательно, досконально, и так же обстоятельно и досконально описал открытое явление, и не по-датски, а по-латыни, и не в одном экземпляре, а в десятках, и к 21 июля все было кончено.

Как-то странно все: сначала неторопливая многомесячная раскачка, а потом вдруг бешеный, двухнедельный рывок. По-моему, это может иметь только одно объяснение: в какой-то день Эрстед должен был заметить нечто, изменившее отношение его к планам, развязавшее его инициативу, и наиболее вероятным кажется здесь как раз то случайно увиденное явление, о котором писал его ассистент.

Эти умозаключения, слегка смахивающие на детективные, кажутся, быть может, слишком сложными, но они покажутся совсем простыми, когда мы вслед за физиками пустимся в еще более глубокое расследование обстоятельств, предшествовавших открытию Эрстеда. Потому что после некоторого молчания, вызванного, вероятно, проверкой необыкновенного феномена, сообщенного датским физиком, во всех физических лабораториях поднялся настоящий ураган, в котором ясно различались крики о том, что Эрстед свою работу не только открыл случайно, но еще и украл.

Чем не детектив?

Но прежде чем пуститься его распутывать, ознакомимся с тем, из-за чего, собственно, разгорелся весь сыр-бор. Если говорить в двух словах, то Эрстед сообщил, что он наблюдал, как гальванический ток, идущий по проводу с севера на юг, отклоняет находящуюся под ним магнитную стрелку на запад; а если стрелка подвешена над проводом, то — на восток. В брошюре это сообщение занимало, конечно, больше места, оно состояло примерно из десяти параграфов, где давалось детальное описание эксперимента и всех его вариаций, с тем чтобы каждый мог легко все повторить. Помимо самого явления. Эрстед, несмотря на спешку, успел установить некоторые закономерности, сопутствующие «электрическому конфликту» — так он поначалу назвал открытое им проявление электромагнетизма.

В частности, он отметил, что величина отклонения стрелки зависит от ее удаленности от провода и от силы вольтова столба; а материал, из которого сделан провод, значения не имеет. Далее было отмечено, что новая неведомая сила легко проходит сквозь преграды — металлические, деревянные, стеклянные. Чтобы физики легко запомнили, куда что отклоняется, Эрстед выводит формулу: «Полюс, над которым вступает отрицательное электричество, поворачивается на запад; полюс, под которым оно вступает, поворачивается на восток». Правда, оказалось, что усвоение самой формулы ненамного легче, чем описание всего опыта; некоторые физики даже назвали избранную им формулу неудобной и нецелесообразной. Если сравнить ее с правилом, приведенным в современном учебнике, то можно согласиться с такими определениями.