1852 -1931Этот человек рожден был для того, чтобы стать великим экспериментатором. Хладнокровный, расчетливый, упорный, он мог ставить одну серию тончайших опытов за другой и был счастлив, когда находил у себя же ошибку: тогда у него появлялся повод еще раз поставить тот же эксперимент.
С точностью, поражающей и сейчас, он определил скорость света — сделал, казалось бы, невозможное. Этот опыт так и называют: опыт Майкельсона.
Люди пунктуальные любят говорить с гордостью: точность — вежливость королей. Они говорят так, чтобы лишний раз подчеркнуть это свое достоинство, которое многие из нас в наш стремительный век растеряли. Впрочем, и короли, если с доверием относиться к хроникам, не грешили особой точностью, почти всегда на всякие торжественные церемонии они являлись чуть позже условленного часа.
Но пусть будет так, пусть действительно точность — это вежливость королей. И тогда физики — это короли вежливости. Ибо никто, пожалуй, как физик, не выверяет с такой точностью каждый свой шаг в науке. Они делают это не только ради установления истины, но и ради того, чтобы те, кто пойдет следом за ними, могли доверить себя тем результатам, которые получили идущие первыми.
Но и доверяя, они проверяют. Хотя бы потому, что новые приборы и новые методы позволяют добиться еще более высокой точности. А эта новая «уточненная точность» помогает продвинуться дальше, куда еще недавно путь был закрыт.
Вот почему особого уважения и удивления достойны те, кто сумел добиться результатов, не потерявших своего былого значения и своей былой точности спустя многие и многие десятилетия
Все сказанное больше, чем к кому-либо другому, пожалуй, относится к Альберту Майкельсону, который почти сто лет назад с поразительной точностью измерил скорость света.
«Опыт Майкельсона» — так называется этот классический эксперимент. Это опыт, который человек ста-вил всю свою жизнь.
Родился он в Стрельно — маленьком польском городе. Отец его, как многие его соотечественники в те времена, не найдя счастья на родине, отправился искать его за океан. Альберту тогда было два года.
Отец попытался вначале осесть в Нью-Йорке и занялся там ювелирным делом, но дело пошло не так, как хотелось, да тут еще слухи о поистине золотой земле Калифорнии, куда в погоне за золотом устремились тысячи переселенцев. Сэмюэл Майкельсон вновь собирает вещи, закупает товар для будущей лавочки и отважно пускается в новое путешествие через весь континент.
Тогда путь в Калифорнию был долог и труден: либо на корабле полгода по морю, вокруг мыса Горн, либо в тряском фургоне по пустынным местам, где на путешественников нередко нападали бандиты. Сэм Майкельсон выбрал другой путь. До Панамского перешейка они плыли по морю, через перешеек ехали верхом на мулах и в телегах, а потом вдоль побережья плыли на стареньком паруснике. Это было путешествие, полное настоящих приключений, но маленький Майкельсон запомнил лишь большой, пахнущий старой смолой корабль с туго натянутыми парусами.
На прииске, неподалеку от лагеря Мэрфи, того самого Мэрфи, о котором писали Марк Твен и Брет Гарт, Сэм Майкельсон открыл свою галантерейную лавочку, такую же, какая была у него когда-то на родине, в Польше.
Золотоискатели — суровые люди, но один из них полюбил кареглазого мальчишку с иссиня-черными волосами и научил его играть на скрипке. Альберт учился прилежно и был потом благодарен этому человеку всю жизнь: скрипка помогала скрасить ему одиночество, она приносила радость, она успокаивала.
Отец в Калифорнии не разбогател. Золотые жилы захирели, а вскоре и вовсе иссякли. Прииски опустели, и Майкельсоны, нажившие за эти годы лишь шестерых детей, отправились в Вирджиния-Сити — город, в котором работал никому не известный газетный репортер по имени Сэмюэл Клеменс и которого узнает чуть позже весь мир. Узнает под именем Марка Твена.
В школе Альберт учился хорошо, но преуспевал лишь в математике, а больше, кажется, его ничто особенно не интересовало. Мать надеялась, что сын, когда вырастет, станет врачом, отец же во время разговоров о будущем сына больше молчал: он думал о том, что за учение в университете надо платить, а платить было нечем. Видно, Сэм Майкельсон не слишком удачно избрал свой жизненный путь…
Альберт выбрал Морскую академию. Нет, его не привлекала романтика моря и в будущем он не видел себя блестящим морским офицером, но в этой академии платят стипендию, проезд до Аннаполиса — города, где она находилась, тоже оплачивался, ну а главное все же — академия открывала дорогу в науку. Альберт Майкель сон, а было ему тогда семнадцать лет, уже знал, что ступит на эту дорогу.
Но получилось это не сразу. На штат Невада, где обосновались Майкельсоны, академия предоставила всего одно место и досталось оно не Альберту. Тогда он собирается и едет один в Вашингтон, чтобы просить самого президента Штатов предоставить ему возможность поступить в академию.
Мальчик узнал, что рано утром, в один и тот же час, президент Грант выводит гулять свою любимую собаку и, набравшись смелости, обращается к президенту. Уже в старости Майкельсон с улыбкой вспоминал, как обещал президенту, что тот сможет гордиться им, если он сумеет поступить в академию.
А потом он плавал два года на военном корабле, дослужился до младшего лейтенанта и, когда истек срок обязательной службы, получил приглашение в академию, на кафедру физики и химии. Несколько раньше, когда его корабль заходил в Англию, у могилы Диккенса он встретился с девушкой, с которой обменялся всего-то двумя-тремя фразами и сразу расстался и которая тем не менее ему очень понравилась. Нежданно-негаданно он увидел ее в Америке, она оказалась дальней родственницей одного из преподавателей академии, увидел и больше не захотел потерять.
Альберт Майкельсон и Маргарет Хэминуэй поженились, когда ему было двадцать пять лет, а ей — восемнадцать. Это была красивая и счастливая пара.
Тогда он еще ничего не сделал в науке. А всего через полтора года о нем писали газеты, его имя уже гремело. «Нью-Йорк тайме», одна из самых больших газет в Америке, оповещала: «На научном горизонте Америки появилась новая яркая звезда. Младший лейтенант морской службы, выпускник Морской академии в Аннаполисе Альберт Майкельсон, которому нет еще двадцати семи лет, добился выдающегося успеха в области оптики: он измерил скорость света».
То, что он сделал, помогло связать в единую цепь предсказания Максвелла и достижения физиков, которые работали после него. И так уж сложилось, Альберт Майкельсон открыл дорогу Альберту Эйнштейну.
Незадолго до смерти Максвелл сказал, что вряд ли человеку когда-нибудь удастся «измерить скорость света по времени, которое ему требуется, чтобы пройти расстояние между двумя точками на поверхности Земли». Максвелл очень хотел бы это сделать, потому что, проделав эти же измерения в обратном направлении, удалось бы определить и скорость движения эфира.
Максвелл ошибался, думая, что сделать это невозможно. И Майкельсон блестяще доказал это. Он же, Альберт Майкельсон, развенчал и низложил теорию эфира, которая царила в физике со времен Христиана Гюйгенса. В самом деле, что такое свет? Звук — это понятно: волны, упругие колебания среды, в которой он возникает и распространяется. Но тогда вполне возможно, рассуждал Гюйгенс, и со светом происходит нечто похожее, хотя и значительно более сложное. Звук в пустоте умирает — это он знал, свет не теряет силы. Значит, что-то передает все-таки и в пустоте световые волны? Но что?
Гюйгенс ответил: эфир. Некое вещество, которое всюду. Возможно, к этой мысли его подтолкнул Аристотель, написавший слова, посеявшие смуту в умах физиков на много столетий вперед: «Земля окружена водой, вода — воздухом, воздух — эфиром. Дальше нет ничего». И как это оказалось удобно — верить в этот эфир! Все просто, и все объясняется!
Говорят, Майкельсон по ночам думал над опытом. Над опытом, который бы доказал, что да, эфир существует либо он — плод гениальной фантазии.
Это был замечательный опыт. Если эфир существует, размышлял Майкельсон, то он должен так же влиять на распространение света, как течение реки на пловца. Всякий пловец знает, что гораздо легче переплыть реку поперек и вернуться обратно, нежели проплыть то же расстояние вдоль реки и вернуться. Если эфир существует, подумал экспериментатор, то он должен или ускорять, или замедлять движение света. Теперь решить все должен был опыт. Майкельсон готовит его долго, тщательно, изобретает тончайший инструмент, который теперь так и называют «интерферометр Майкельсона», превзошедший в точности все существовавшие ранее такие приборы. Все, что Майкельсон делал, всегда оказывалось самым точным.
Когда Майкельсон и Морли были рядом, никто, наверное, не мог бы предположить, что у этих столь непохожих внешне людей может быть много общего. Майкельсон и в зрелом возрасте не расставался со спортом, отлично играл в теннис, был строен и энергичен. Быстрый, но проницательный взгляд обличал в нем человека решительного, которому чужды минутные колебания и который готов действовать в любое мгновение. Одет Майкельсон всегда был с иголочки и не терпел в костюме малейшей неряшливости.
А Морли… Морли внешне был его антиподом. Одевался он кое-как, и видно было, что мешковатый костюм его отнюдь не смущает. Майкельсон всегда был подстрижен и гладко причесан и лишь под левым виском у него топорщились непокорные волосы, а Морли, кажется, и вовсе не стригся и предпочитал носить шевелюру до плеч. Огромные, торчащие, цвета чищеной меди усы дополняли портрет ближайшего друга и верного соратника Майкельсона. Эти двое и поставили послед нюю точку над «и» в спорах вокруг эфира. Именно потому, что они были столь разные и столь похожие.
Майкельсон сам, человек, для которого весь мир заключен в любимой науке, еще не понимает, что сделал. Рассказывая об этом эксперименте, он заявил как-то: «На мой взгляд, эксперимент не прошел впустую, поскольку поиски разрешения этой проблемы привели к изобретению интерферометра». Вот так. Интерферометр, и больше ничего.
А Эйнштейн? Он всегда говорил о том, что опыт Майкельсона оказал огромное влияние на его работу и что он многим обязан этому странноватому американцу, для которого главное в жизни — эксперимент и который так никогда и не понял его теорию относительности.
Он вообще никогда не мыслил глобальными категориями. Его стихия — эксперимент, здесь он — король точности, гений ошеломляюще простого решения. А если нужно было отступить один шаг, чтобы окинуть взглядом здание новой идеи или теории — это ему если и удавалось, то далеко не всегда. Однажды он спросил одного известного астронома, в чем суть новой теории звезд Эддингтона. Тот ответил: в том, что звездное вещество может быть сжатым до плотности, большей плотности воды в тридцать тысяч раз. Майкельсон переспросил: «То есть превосходящей плотность свинца?» Выслушал подтверждение и убежденно добавил: «Тогда в этой теории что-то не так».
Может показаться, что измерение скорости света было для Майкельсона нечто вроде навязчивой идеи. Но это не совсем так. После изобретения интерферометра он проделал совершенно иную работу. Только за одну эту работу он достоин того, чтобы его поставили в ряд великих экспериментаторов.
Этот человек дорого заплатил за свою страсть к науке. Семейная жизнь, хоть и тянулась вот уже двадцать лет, все не ладилась — жена не могла понять, как это он не может найти времени ни для нее, ни для детей. А он и дома был мыслями в лаборатории.
Они расстались, прожив вместе двадцать лет, а еще лет через тридцать, уже будучи второй раз женат, он вдруг сообразил, как было трудно его жене Маргарет Хэминуэй с ним, и стал просить о прощении.
Но, кажется, и с Эдной Стентон он не был счастлив. В семьдесят лет Майкельсон возвращается к тому, с чего начал. Ему кажется, что его самые первые измерения, поражавшие всех своей точностью, на самом деле недостаточно точны.