Файл: Джефф Б. Майкельсон и скорость света.pdf

ствовала уже четверть века. Одним из ее основателей был выдающийся океанограф, военный моряк Мэтью Фонтен Мори.

Идея понравилась Альберту и он решил попытать счастья. На штат Невада приходилось одно место. Для поступающих был организован конкурс, к участию в

человек) держали письменный экзамен в здании суда Вирджиния-Сити. Альберт получил хорошие оценки по чтению, письму, арифметике, географии и английской грамматике, однако зачислен не был. Несмотря на мно­ гочисленные ходатайства (было отправлено больше сотни писем и телеграмм), место в Академии досталось пятнадцатилетнему Джемсу У. Блэкли, получившему одинаковые с ним оценки. Блэкли был сыном ветерана Гражданской войны, потерявшего в боях правую

РУку.

Альберт не пал духом. Он решил обратиться через члена конгресса от их округа Томаса Фича к президен­ ту Соединенных Штатов с просьбой предоставить ему одно из внеконкурсных мест в Академии. Шансы на успех были невелики, но Альберт решил попытаться.

Интервью с президентом Грантом

Путь от Вирджиния-Сити до Вашингтона был далекий. Последний костыль первой трансконтинентальной же­ лезной дороги был забит в Промонтори-Пойнт (штат Юта) всего несколькими неделями ранее, 10 мая 1869 года, и поезда ходили еще очень нерегулярно. Аль­

30

берту пришлось добираться до столицы сначала в ка­ рете, затем верхом, потом пешком и, наконец, в поезде. Он запасся письмом от отца своего более удачливого

он «старательный, прилежный и необыкновенно способ­ ный юноша». В письме директора школы говорилось, что Альберт «закончил школу с отличием и проявил большие способности к точным наукам».

Всем было известно, что президент Грант имеет обыкновение ежедневно в один и тот же час выводить на прогулку свою собаку. Альберт дожидался его у ворот Белого дома. Узнав, что привело к нему ше­ стнадцатилетнего просителя, президент сказал, что все десять внеконкурсных вакансий уже заполнены, но всетаки выслушал Альберта до конца и прочитал все рекомендательные письма. «Если я поступлю в Акаде­ мию, вы сможете мной гордиться»,— заверил его Аль­

берт.

Президент вспомнил, что недавно получил от Фича несколько странное письмо, в котором тот приводил довольно убедительный довод в пользу зачисления Альберта в Академию. «Если бы я мог руководство­ ваться лишь соображениями политической выгоды,—

ло способствовал нашему делу и обеспечил нам под­ держку своих единоверцев. Эти люди играют немалую роль в нашей политике, и они очень заинтересованы в судьбе мальчика, отличающегося необычайными спо­ собностями и прилежанием; я совершенно уверен, что, предоставив ему место в Академии, Вы еще крепче при­ вяжете их к делу республиканцев. В лице коммерсантов

31

Невады Вы будете иметь подлинную опору правитель­ ства на западном побережье. Зачисление юного Майкельсона в Академию произведет на них самое благо­ приятное впечатление и укрепит положение нашей партии, и я беру на себя смелость просить Вас этому способствовать».

Эти доводы возымели действие. Поразмыслив, прези­ дент Грант препоручил Майкельсона своему советнику по военно-морским делам, а тот послал юношу в Анна­ полис к вице-адмиралу Дэвиду Д.- Портеру, директору Академии. Альберту обещали предоставить вакансию,. если какой-либо из десяти кандидатов, назначенных пре­ зидентом, не выдержит экзамена.

Альберт пробыл в Аннаполисе три дня и хотел уже было ехать обратно в Вашингтон, чтобы в послед­ ний раз обратиться к президенту, когда, наконец, прибыл посланец с известием, что для него специально учредили еще одно место. Альберт стал одиннадцатым президент­ ским кандидатом. Много лет спустя Майкельсон шутя говорил, что его научная карьера началась «с нарушения закона».

Итак, 28 июня 1869 года по ходатайству министра военно-морского флота Альберт Абрахам Майкельсон предстал перед медицинской комиссией, которая не

по чтению, письму, арифметике и английской грамматике и признал ого подготовку удовлетворительной. Через три дня он принес присягу и подписал обязательство слу­ жить в военно-морском флоте Соединенных Штатов в течение восьми лет. В возрасте шестнадцати с половиной лет он официально был зачислен кадетом-мичманом Академии.

32

Мичман Майкельсон

Четыре года в Аннаполисе прошли быстро и без особых происшествий, если не считать стычки с одним из каде­ тов на последнем курсе. Вот как рассказывает об этом эпизоде Брэдли А. Фиске, ставший впоследствии вицеадмиралом. Однажды Майкельсон, назначенный коман­ диром небольшого отряда, сделал Фиске какое-то заме­ чание. «Отставить, мистер Фиске!» — приказал он. Фиске не понравился тон Майкельсона, и он вызвал «Майкамузыканта» драться после обеда. Это был традицион­ ный способ разрешения споров, и Майкельсон принял вызов.

Схватка продолжалась ровно одну минуту. Судья прекратил поединок, поскольку у Фиске так заплыли оба глаза, что он уже ничего не видел. После этого Фиске восемь дней пролежал в лазарете и за это время сообразил, что напрасно задел «первую перчатку Ака­ демии в легком весе». Майкельсон занимался боксом

ифехтованием и очень гордился своим здоровьем, силой

иловкостью. Он хорошо играл в теннис и всю жизнь старался поддерживать себя в спортивной форме. Однажды, когда ему было уже за шестьдесят, он при­ шел обедать к своему приятелю. На обычный вежли­

вый вопрос о здоровье, он ответил с излишней, как по­ казалось его приятелю, горячностью: «Никогда не чувствовал себя лучше и только что сыграл два сета в теннис».

Из восьмидесяти шести человек, поступивших в Ака­ демию вместе с Майкельсоном, курс закончили всего двадцать девять. Они получили дипломы 31 мая 1873 года. За исключением естественных наук и мате­ матики, академические успехи Майкельсона были весьма средними. По общей успеваемости он закончил девятым.

Девятым он был и по числу взысканий. За ним числи­ лось 129 мелких нарушений дисциплины, и он несколько раз попадал на гауптвахту. Но зато он был первым по оптике и акустике и вторым по математике, динамике, теплоте и климатологии. По химии и статике он был третьим, а по технической грамоте числился в первом де­ сятке. Его успехи в механике, электричестве и физической географии были вполне удовлетворительными. Тактика, артиллерийское и морское дело его совсем не интере­ совали, и по морскому делу он стоял в списке двадцать пятым. По истории и словесности он был также среди последних. Когда предмет его не интересовал, Майкельсон совсем им не занимался.

Директором Академии в то время был Джон Л. Уор­ ден. В прошлом боевой морской офицер, Уорден не склонен был потворствовать увлечению Майкельсона академическими дисциплинами в ущерб военным нау­ кам. Однажды он сказал Майкельсону: «Если вы будете уделять поменьше внимания всем этим естественным нау­ кам, а побольше артиллерийскому делу, то, может быть, когда-нибудь вы и окажетесь полезным вашей родине».

Джемс Уистлер, один из самых замечательных художников Америки, был в свое время исключен из Военной академии США в Вест-Пойнте, провалившись на экзамене по химии. Много лет спустя Уистлер гово­ рил: «Знай я, что элемент кремний в обычном своем состоянии вовсе не газ, то, может, вместо художника стал бы генерал-майором». . Кто знает, кем стал бы Майкельсон, будь он первым в классе по морскому делу. В одном Уорден был прав: Майкельсону не была суждена военная карьера. Но Уорден ошибался, опасаясь, что Майкельсон не сумеет принести пользы своей стране.

34

Преподаватель Академии

Вскоре после окончания Академии Майкельсон полу­ чил назначение на «Мононгахелу». Он отслужил обя­ зательные два года сначала на этом судне, а потом на трех других. Летом 1874 года ему присвоили звание младшего лейтенанта, а по окончании срока обязатель­ ной морской службы предложили пост преподавателя физики и химии в Академии. Майкельсон с радостью согласился. Должность преподавателя гарантировала ему материальную обеспеченность и давала возмож­ ность продолжать научные занятия. Он знал, что его обязанности не будут обременительными и что свобод­ ного времени будет вдоволь. «С этими обязанностями мог бы справиться любой морской офицер,— писал он позднее.— Материал тогда прорабатывался в классе и все, что от меня требовалось, — это опережать кадетов на несколько страниц учебника».

Физика интересовала Майкельсона больше, чем хи­ мия. Он все больше увлекался оптикой и принялся изучать ее всерьез. Но жизнь в Академии не ограничива­ лась учебой даже для Майкельсона. Он регулярно играл в теннис, увлекся рисованием — в свое время он был по рисованию первым в классе. Нередко он брался и за скрипку. Оставалось время и для девушек, по край­ ней мере для одной девушки.

Капитан третьего ранга (позднее вице-адмирал) Уильям Т. Сэмпсон возглавлял в Академии кафедру естественной и экспериментальной философии (то, что сейчас называют физикой). У его жены была племян­ ница, Маргарет Маклин Хеминуей, которая иногда приезжала к ним в гости. Однажды вечером Сэмпсоны пригласили к себе Майкельсона, чтобы познакомить его с Маргарет. Оказалось, что они уже встречались. Когда

3.

ПЕРВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Зимой 1876 года знаменитый английский физик Джон Тиндаль приехал в Америку, чтобы прочитать цикл лек­ ций по теории света. Во время своих поездок по Соеди­ ненным Штатам он имел возможность ознакомиться с состоянием научной работы в стране.

«На мой взгляд, ваш общественный строй сам по себе никоим образом не исключает занятий чистой нау­

не из-за политических неурядиц, а из-за того, что та­ лантливые люди, способные заниматься научными ис­ следованиями, перегружены административными и пре­ подавательскими обязанностями, несовместимыми с продолжительной и спокойной работой мысли, которой требуют оригинальные изыскания».

К этим замечаниям, которые нередко можно слы­ шать и в наши дни, Тиндаль добавил следующий совет: «Среди вас есть способные ученые. Уберите с их пути все лишние трудности. Проявляйте особую заботу о тех, кто движет вперед науку. Дайте им свободу, необ­

37

ходимую для их исследований, не требуйте от них так называемых практических результатов и, главное, не задавайте вопрос, который невежество так часто обра­ щает к гению: а какую пользу принесет ваша работа?» Совет Тиндаля и посейчас не потерял своей актуаль­ ности и его надо почти столь же часто повторять, как и без малого сто лет тому назад.

Тиндаль не случайно избрал теорию света темой своего американского цикла лекций. Эта тема привле­ кала все большее внимание ученых. Всего за три года до этого, в 1873 году, Джемс Клерк Максвелл, один из величайших физиков всех времен, опубликовал свой монументальный труд «Электричество и магнетизм», в котором он языком математических уравнений уста­ новил связь между светом, с одной стороны, и электри­ чеством и магнетизмом — с другой, постулировал суще­ ствование электромагнитных (радио) волн и высказал предположение, что они распространяются с такой же скоростью, как и световые волны. «Поневоле напраши­ вается вывод,— писал Максвелл,— что свет представ­ ляет собой поперечные колебания той же среды, в кото­ рой рождаются электрические и магнитные явления». Работа Максвелла явилась событием для физиков всего мира. Скорость света была признана одной из важней­ ших природных величин, и от нее зависело решение некоторых основных проблем физики.

Более точное определение

Измерить скорость света с предельной точностью — эта задача увлекла Майкельсона своей трудностью. «То, цто скорость света является категорией, недоступ­ ной человеческому воображению, и что, с другой

38