книги из ГПНТБ / Джефф Б. Майкельсон и скорость света

науки, и любой ученый считал для себя честью получить предложение их прочитать. Темой своих лекций Майкельсон избрал «Световые волны и их применение». Бостонцы произвели на него самое благоприятное впе: чатление. «Упреки бостонцам в недостатке радушия,— писал он президенту университета Гарперу, — чистейшая клевета».

Затем Майкельсон ненадолго поехал в Англию. В Кембриджском университете состоялась церемония присвоения ему почетного звания доктора наук. Когда он вернулся, Гарпер попросил его подготовить свои оп­ тические приборы для экспонирования на предстоящей Всемирной выставке в Париже. Это поручение не было интересным, и Майкельсон согласился с большой неохо­ той. В Париж были отправлены интерферометр, эшелон­ ный спектроскоп и новый гармонический анализатор.

Майкельсон создал гармонический анализатор — еще одно свидетельство его разносторонности — с помо­ щью аспиранта Сэмюэля У. Стрэттона. Этот прибор да­ вал возможность, анализировать сложные интерферен­ ционные картины, включающие сложные гармонические колебания. Машина упрощала вычисления при разло­ жении сложных кривых на совокупность простых сину­ соид. Гармонический анализ применяется также в исследованиях музыкальных звуков, переменного элек­ трического тока, движений приливов и отливов и в мете­ орологии.

Президент Гарпер посетил Парижскую выставку летом 1900 года и вернулся оттуда в большом огорчении. Приборы Майкельсона даже не были распакованы. Он немедленно отправил в Париж Роберта А. Милликена, поручив ему распаковать экспонаты и найти для них место на стенде. В результате Чикагский университет получил за эти экспонаты «Гран при». Когда Майкель-

109

сон, отдыхавший в это время в Вудс Хоуле, узнал при­ ятную новость, он написал Гарперу: «Я искренне Вам благодарен за все, что Вы сделали, и признаю, что Вы поступили мудро, добившись отправки приборов, не­ смотря на все трудности, в том числе и на мои возра­ жения...»

Самая совершенная диффращионная решетка

Покончив со всеми этими делами, отвлекавшими его от исследований, Майкельсон смог теперь сосредоточиться на проблеме создания машины для нанесения штрихов на диффракционные решетки. Для этой работы ему тре­ бовались значительные средства, и он счел необходимым поставить в известность Гарпера.

«...За последние десять лет,— писал он,— спектроско­ пия добилась замечательных успехов, и есть все основа­ ния предполагать, что усовершенствование основного элемента спектроскопа — „решетки” — даст возможность раскрыть новые секреты лаборатории Природы. Сейчас я работаю преимущественно над созданием и усо­ вершенствованием именно этих диффракционных решеток.

Процесс изготовления решетки состоит в нанесении (алмазным резцом) на оптически безукоризненную ме­ таллическую поверхность чрезвычайно тонких штрихов, и основная сложность заключается в том, что винт, кото­ рый сейчас изготовляют в моей мастерской, должен обладать необыкновенной точностью».

Винт — это сердце всей штриховальной машины. Он должен с чрезвычайной точностью отмеривать расстоя­ ние от одного штриха до другого.

110

Майкельсон мечтал, что Чикагский университет ста­ нет мировым центром спектроскопии, и не жалел сил для

в штате всегда состояли высококвалифицированный кон­ структор и мастер-механик. Обычно он сначала долго вынашивал мысль в голове. Тщательно все обдумав, он делал черновой чертеж и звал мастера. Его указания всегда были в высшей степени ясными и определенны­ ми, и он требовал, чтобы прибор был изготовлен безу­ коризненно.

В 1905 году, после шести лет упорного труда, Май­ кельсон приступил к штрихованию новой решетки [22] своей собственной машиной, представлявшей собой усо­ вершенствованный вариант машины Роуланда. Работа велась в комнате, где поддерживалась постоянная тем­ пература. Помещалась она в подвале физической лабо­ ратории Райерсона. Всего на решетку размером 15 см было нанесено 110 000 штрихов. С такой решеткой он мог получить разрешение спектральных линий, которое

.давала бы призма с длиной стороны 10 м. Хотя достижение было огромным, он не остановился на этом.

Ухватившись, по выражению Милликена, «за хвост медведя», он никак не желал его выпускать. (Его первая машина была передана Массачусетскому

Майкельсон потратил еще десять лет на создание второй штриховальной машины, еще более фантастиче­ ских возможностей, и при ее помощи изготовил диффракционную решетку размером 20 см, а затем решетку раз­ мером 24 см, которая и поныне остается самой широкой из когда-либо изготовленных диффракционных решеток.

111

На нее нанесено 117 000 штрихов, и она является вели­

чайшим человеческим достижением в этой области меха­ ники.

За те многие годы, что он потратил на создание точ­ нейших штриховальных машин и спектроскопов, на пути Майкельсона вставало множество трудностей. Трение, вибрация, перекосы, ползучесть, износ частей, измене­ ния температуры и даже пыль — все точно сговорилось отравлять жизнь ему и его технику. В погоне' за совер­ шенством они пытались осуществить почти неосущест­ вимое, добиваясь, чтобы штрихи, едва различимые даже в микроскоп, были обязательно одинаковы по ширине, глубине и длине, чтобы все расстояния между ними бы­ ли абсолютно точно равны между собой, а сами штрихи безукоризненно параллельны. Чтобы исправить одно не­

точное движение, часто требовалось несколько недель работы.

«Когда скопление трудностей начало казаться непрео­ долимым, — писал однажды Майкельсон, — была созда­ на совершенная машина, проблема объявлена решенной и радостное событие отмечено всеобщим ликованием, а на следующем же испытании оказалось, что надо все начинать сначала». Майкельсон даже стал относиться к этим машинам, как к разумным существам. «Я чуть было не сказал, как к женщине, к которой нужно подлажи­ ваться, которую нужно уговаривать, умасливать, кото­ рой иногда не грех и пригрозить. Потом пришло созна­ ние, что машина напоминала скорее ловкого и умелого игрока в какую-то сложную, но увлекательную игру, игрока, который немедленно воспользуется любой ошиб­ кой противника, который „ошарашит” его самым неожи­ данным сюрпризом, который никогда не полагается на случаи, но вместе с тем играет честно, ни на йоту не отступая от известных ему правил, но и не делая ника­

112

ких скидок на то, что вы этих правил не знаете; Когда вы сами научитесь играть по этим правилам, игра будет протекать так, как ей положено».

Джулиус Пирсон, который, как и его брат Фред, проработал у Майкельсона четверть столетия в качест­ ве техника, вспоминал, что Майкельсон зачастую вроде бы и не проявлял особого усердия в работе. Но если происходила какая-то заминка, он работал неустанно, с неослабевающим упорством, пока не устранял ставшее на его пути препятствие. А потом он снова работал не спеша.

Майкельсон не имел обыкновения восторгаться соб­ ственными достижениями или впадать в лирические из­ лияния, но, выступая на съезде Американской ассоциа­ ции по содействию развитию науки в 1911 году, он говорил о новых спектроскопических инструментах поч­ ти языком поэта:

«Послания, которые мы получаем из глубины звезд­ ного мира, или от электрической дуги в нашей лаборато­ рии, независимо от того, доходят ли они до нас за миллионную долю секунды или за сотни световых лет, являются достоверными сообщениями о событиях, имел­ ющих глубочайшее значение для человечества. Они до­ ходят до нас в виде шифра — на языке, который мы только начинаем понимать. Наш долг — научиться по­ лучать и записывать эти сообщения. Когда новый Кеп­ лер или Ньютон расшифрует их, нам откроются чудеса, для понимания которых потребуется величайшее на­ пряжение нашего интеллекта».

Майкельсон дожил до начала эпохи этих великих открытий. При помощи современного мощного спектро­ графа, основанного на диффракционных решетках, были раскрыты сокровеннейшие секреты атома, и перед

9

Ч Е Л О В Е К

Майкельсон был сложной натурой. Человек с таким происхождением, способностями и устремлениями вряд ли мог быть иным. Сын иммигранта в чуждом окруже­ нии,— а что может быть непривычнее для польской се­ мьи, чем лагерь Мэрфи или Вирджиния-Сити?— он вы­ рос в суровой обстановке. В Морской академии и во время службы на флоте его приучали к строгой дисцип­ лине, против которой порой, несомненно, восставали его ум и творческий дух, даже если он сам не сознавал это­ го. Еще в самом начале жизни ему пришлось обращать­ ся к президенту Соединенных Штатов с просьбой за­ числить его в Академию, затем ему приходилось убеж­ дать ректоров различных университетов, чтобы ему дали возможность заниматься исследовательской работой. Жизнь его в значительной мере сводилась к усилиям убедить «практических людей» в том, что он, Майкель­ сон, знает, что делает, и что дело его действительно важно и необходимо.

Человек, который полностью посвятил себя заняти­ ям, весьма далеким от повседневных дел простых смерт-

ных, и поглощен своими мыслями, часто оборачивается к посторонним не слишком привлекательной стороной. Именно таков был Майкельсон. Он мог быть очарова­ тельным собеседником, но редко делал первый шаг. Он любил, чтобы его общества искали. Обедая в клубе Кводренгл при Чикагском университете, он, как прави­ ло, садился один и часто рисовал карандашом разные фигурки или карикатуры на обедающих. Если к нему подсаживался коллега, желающий обсудить какую-либо проблему, Майкельсон оживлялся, был очень любезен и с удовольствием с ним разговаривал. Но чаще всего он был суров и замкнут. Даже ближайших своих по­ мощников он не звал по имени. Иногда он бывал резок, даже больно задевая людей, но не менее строго и бес­ пристрастно судил и самого себя.

Как-то один из его коллег по Чикагскому университе­ ту весьма резко о нем отозвался. Затем этого коллегу стала мучить совесть, и он пошел к Роберту А. Милли­ кену, надеясь, что тот его поддержит. Был ли он прав в своих нападках на Майкельсона? «Спросите-ка у него самого,-— ответил Милликен, — он вам скажет». Тот по­ слушался совета. А когда он вернулся от Майкельсона, вид у него был присмиревший.

«Да уж, он сказал», — сообщил он. Некоторое время спустя Майкельсон попросил у него извинения, сослав­ шись на то, что «такой уж у него характер».

Ученый, а не администратор

Майкельсон тяготился преподавательскими обязанно­ стями, отнимавшими у него драгоценное врем». Его раз­ дражала необходимость тратить время на тех аспиран­ тов, которых он не считал способными к научной работе.

116

Ему самому не пришлось писать докторской диссерта­ ции, и ему надоело возиться с чужими диссертациями. В 1905 году он попросил Милликена избавить его от «этой мороки» и заявил, что будет заниматься с аспи­ рантами так, как он сочтет нужным. Милликен выполнил его просьбу. Майкельсон все больше отходил от админи­ страторских обязанностей и почти совсем перестал посе­ щать факультетские заседания. И так слишком много способных ученых покинули живое дело и превратились в администраторов, хотя для этой работы подошли бы и менее творчески одаренные люди. Майкельсон не имел ни малейшего намерения попасться в эту же ловушку.

Однако, когда было нужно, он всегда был готов искренне посочувствовать и помочь делом. Когда поссорились двое его сотрудников, Сэмюель У. Стрэт­ тон и Фрэнк Л. Уодсуорт, Майкельсон пошел к самому президенту Гарперу с просьбой помочь разрешить этот конфликт. «Это недоразумение меня чрезвычайно, огор­ чает,— сказал он Гарперу, — и я был бы очень рад, если бы оно благополучно разрешилось». Уодсуорт через год, в '1906 году, ушел из Чикагского университета и стал инженером-изобретателем, а Стрэттон пять лет спустя был назначен директором Национального бюро стан­ дартов.

Майкельсон всегда охотно брал к себе в отдел спо­ собных работников, и перспектива работать под руко­ водством такого крупного ученого привлекла к нему многих одаренных молодых людей. Лучшие из них про­ работали с ним много лет. Среди его сотрудников были знаменитые астрономы Джордж Эллери Хэл и Эдвин П. Хэббл, а также два будущих нобелевских лауреата— Милликен и Артур Г. Комптон.

Милликен впервые встретился с Майкельсоном на це­ ремонии открытия физической лаборатории Райерсона.

117

В то время он намеревался заняться исследованиями в области поляризации света. Когда он пришел к Майкельсону в лабораторию, он застал его за следующим занятием: профессор направлял световые лучи из подва­ ла физической лаборатории на чердак и обратно. Погово­ рив с Майкельсоном, Милликен пришел к выводу, что тот знает о поляризации света больше, чем кто-либо другой во всей Америке, и решил записаться в Чикагский уни­ верситет на летний семестр. В течение этого лета Майкельсон неоднократно помогал Милликену советом и дважды побывал в его лаборатории, чтобы узнать, не нуя^но ли ему еще чем-нибудь помочь. Два года спустя Милликен, занимавшийся исследованиями электромаг­ нитных волн в немецком городе Гёттингене, ’получил телеграмму от Майкельсона. Тот предлагал еку долж­ ность ассистента в своем отделе с годовым окладом в 900 долларов. Милликен немедленно согласился, и со­ дружество его с Майкельсоном продолжалось четверть столетия.

За стенами лаборатории

В свободное время Майкельсон не искал общества и не любил зрелищ. Ему уже шел седьмой десяток, а он ос­ тавался физически крепким, всегда подтянутым. Он с удовольствием играл в теннис и много ходил пешком. Кроме того, он играл на биллиарде, иногда в бридж и шахматы. Он чрезвычайно любил музыку и совершенно отрешался от действительности, беря в руки свою скрипку,

Самозабвенное увлечение работой часто заслоняло для него близких людей. После двадцати лет совмест­ ной жизни его брак с Маргарет Хеминуей кончился раз­

118