Майкельсон и скорость света

Бернард ДЖЕФФ

2. Юность

Альберт Абрахам Майкельсон родился 19 декабря 1852 года в исконно польском городке Стрельно, принадлежавшем, однако, в то время Германии. Стрельно был расположен неподалеку от польско-германской границы, всего в 150 км от Торуня, где четырьмя столетиями ранее родился Коперник. Вместе со всем Познаньским княжеством этот городок отошел к Германии в 1772 году, когда по инициативе Фридриха Великого совершился раздел Польши. Город был возвращен Польше лишь после первой мировой войны.

Хотя Майкельсон никогда не проявлял особого интереса к родственникам, оставшимся в Старом свете, ему доставляло какое-то удовольствие, а может быть, утешение, считать себя поляком. «Поляк никогда не бывает счастлив», – с горькой иронией объяснил он однажды своим детям.

Семью Майкельсона, как и тысячи других, принесла в Америку волна иммиграции, вызванная европейскими политическими событиями 1848 года. Америка не чинила препятствий беглецам; наоборот, она приветствовала приток талантов. В списке переселенцев, бежавших за океан в поисках прибежища и ставших гражданами и строителями Соединенных Штатов, было немало известных имен. Среди них Абрахам Дж. Якоби, проведший до бегства в Америку два года за решеткой и ставший впоследствии великим врачом; инженер и изобретатель Генри Флэд; ботаник Чарльз Мор; Лео Лекере, ведущий палеоботаник своего времени; Арнольд Гийо, знаменитый геолог, профессор Принстонского университета.

По своим масштабам переселение 1848 года напоминало бегство евреев и интеллигентов-антифашистов из гитлеровской Германии.

Из Польши в Вирджиния-Сити

Когда семья Майкельсона уехала из Европы, Альберту было два года. В Стрельно его отец, Сэмюэль Майкельсон, владел небольшой галантерейной лавочкой. В возрасте сорока лет Сэмюэль женился на хорошенькой восемнадцатилетней Розалии Пржлубской, дочери врача – поляка. Когда в стране поднялась новая волна преследований, Майкельсоны забрали свои скромные сбережения и уехали в Америку. Некоторое время Сэмюэль Майкельсон работал ювелиром в Нью-Йорке. Однако он не был доволен своей участью и решил переехать в Калифорнию к сестре, которая жила там с первых дней «золотой лихорадки».

В 1848 году Джемс У. Маршалл нашел близ деревни Колма в Калифорнии первый золотой самородок. Вслед за этим туда устремились толпы золотоискателей: через два года Калифорния получила статус штата. Сэмюэль мечтал создать в молодом цветущем штате собственное дело, а Розалию привлекал более здоровый климат и надежда на материальное благополучие. Ходили рассказы о торговцах, доставивших в один из новых городов груз товаров и разбогатевших за одну ночь.

Сэмюэль закупил в Нью-Йорке товар и отправил его пароходом вокруг мыса Горн в Сан-Франциско. Оставалось решить, как добраться всей семьей в Калифорнию. Железной дороги, пересекающей континент, тогда еще не было. Ехать в крытом фургоне им не хотелось: они читали о тяготах такого путешествия и сотнях людей, погибших в пути. Переезд морем вокруг мыса Горн занимал слишком много времени – от трех до шести месяцев. Хотя это путешествие не было особенно трудным, оно было крайне утомительным и обошлось бы слишком дорого. По совету сестры Сэмюэля, они выбрали маршрут, который отнимал меньше всего времени, хотя и был далеко не самым безопасным. Из Нью-Йорка до Панамского перешейка они доехали морем, перешеек пересекли по суше сначала верхом на мулах, затем в лодках и, наконец, в телегах. Завершив второй этап своего путешествия и счастливо избежав цинги, холеры, панамской лихорадки и встречи с бандитами, они устроились на старом суденышке, плававшем вдоль тихоокеанского побережья. После короткой остановки в Сан-Франциско они направились на прииски. Летом 1856 года Сэмюэль. Майкельсон открыл маленькую галантерейную лавочку в лагере Мэрфи, в районе Калаверас. (В 1865 году Марк Твен обессмертил этот район в своем рассказе «Знаменитая скачущая лягушка из Калавераса». Действие рассказа происходит недалеко от лагеря Мэрфи.)

Детство Альберта прошло в этом поселке на границе цивилизации, среди шумно веселых золотоискателей и живописных торговцев-лоточников, общество которых доставляло ему, как любому мальчишке, много удовольствия. Ему, наверное, было известно немало людей, похожих на персонажей рассказов Брет-Гарта «Счастье Ревущего Стана» и «Изгнанники Долины Покер». «Снегоступ» Томпсон, неистребимый почтальон, двадцать лет носивший письма и посылки через Сиерры и летом и суровой зимой, часто бывал в Мэрфи, и Альберт, вероятно, знал его хотя бы в лицо. Один из золотоискателей оказал на Альберта огромное влияние и остался памятен ему до конца дней. Этот человек был хорошим музыкантом. Он часто посещал галантерейную лавку, привязался к мальчику и начал учить его игре на скрипке. Семя упало на добрую почву. Альберт старательно упражнялся в свободное время и научился очень неплохо играть. Музицирование было для него утешением всю его жизнь.

Когда Альберту исполнилось тринадцать лет, его отправили в Сан-Франциско в мужскую среднюю школу. Он жил в доме директора школы Теодора Брэдли, который обратил внимание на незаурядные способности мальчика к механике и всячески поощрял их. Альберту было вверено нехитрое научное оборудование школы, за починку которого ему платили три доллара в месяц. В школе у Альберта было мало друзей, и он чувствовал себя одиноким. К тому же однажды ночью он был смертельно напуган начавшимся землетрясением – его кровать вдруг швырнуло через всю комнату. Поэтому он был очень рад, когда в 1869 году закончил среднюю школу и уехал из Сан-Франциско домой.

Дом его в то время находился уже не в лагере Мэрфи, а на Южной улице города Вирджиния-Сити, в районе Стори (штат Невада). В передней половине помещался магазин, в задней – жила семья. Калифорния не оправдала радужных надежд Майкельсонов.

Золото вокруг Мэрфи иссякло, а в 1859 году была открыта сказочная серебряная жила Комсток и старатели бросились в Неваду. Вирджиния-Сити, выросший на месте знаменитой жилы, за один год стал самым крупным центром старателей на Западе. В этом городе начался литературный путь одного из самых замечательных писателей Америки – Марка Твена, который в 1862 году был здесь газетным репортером. Через несколько лет Вирджиния-Сити уже мог похвастаться своими собственными миллионерами, улицы города украсились роскошными особняками. В 1875 году население района Стори насчитывало тридцать пять тысяч человек. Среди них были рудокопы из Ирландии и Корнуола и довольно большая прослойка китайцев. Всего иностранцев было около десяти тысяч. Одни работали, другие спекулировали, а третьи грабили и тех и других.

Куда идти дальше?

Вот в какую компанию попал Альберт, вернувшись домой по окончании школы. Ему очень нравились колоритные, буйные рудокопы, он с увлечением собирал разноцветные образцы руды, но горное дело как профессия его не влекло. Друзья, собиравшиеся в магазине Майкельсона, часто обсуждали будущность Альберта, отмечая его выдающиеся способности к математике. Мать хотела, чтобы он стал врачом, но отец смотрел на вещи трезво. Высшие учебные заведения были только в больших городах. Это значит, что придется платить за квартиру, питание, учебники и обучение; все это ляжет чувствительным бременем на семью. Правда, за семь лет до этого конгресс принял закон Моррилла, согласно которому в каждом штате самостоятельно или при государственных университетах основывались промышленные и сельскохозяйственные колледжи. Наиболее известными из них были Массачусетский Технологический институт, Политехнический институт Вустера и Колумбийская школа горного дела. Но все они находились на Востоке, далеко от Вирджиния-Сити, и обучение в них стоило слишком дорого. У Майкельсонов же было лишь небольшое дело, и никакой иной собственности и никаких сбережений.

На плечах у Сэмюэля была большая семья. К тому времени Розалия родила девятерых детей, из которых в живых оставалось шестеро. К выводку только что прибавился маленький братишка. Он был моложе Альберта на шестнадцать лет. Мириам – последний ребенок в семье Майкельсонов – родилась на следующий год. Среди братьев и сестер Альберта были способные люди. Полина стала учительницей. Мириам – газетным обозревателем и театральным критиком. Ей принадлежит несколько романов. Наиболее известный из них – «В карете епископа» (1904). Чарльз обнаружил блестящее дарование журналиста, и в 30-х годах был весьма влиятельной фигурой.

При обсуждении будущего Альберта возникла еще одна мысль – не поступить ли ему в Морскую академию Соединенных Штатов? Там он получит великолепное образование, перед ним откроется завидная карьера, он будет служить своей названной родине, и это поможет укрепить положение семьи. Кроме того, юношам, принятым в Академию, оплачивался проезд до Аннаполиса, и в течение срока обучения они находились на казенном содержании и получали стипендию в размере 500 долларов в год. Морская академия к тому времени существовала 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 котором допускались безо всяких ограничений юноши в возрасте от четырнадцати до восемнадцати лет. 10 июня 1869 года участники конкурса (их было десять 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 многочисленные 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 президенту 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 железной дороги был забит в Промонтори-Пойнт (штат Юта) всего несколькими неделями ранее, 10 мая 1869 года, и поезда ходили еще очень нерегулярно. Альберту пришлось добираться до столицы сначала в карете, затем верхом, потом пешком и, наконец, в поезде. Он запасся письмом от отца своего более удачливого соперника, а также рекомендациями директора школы и члена конгресса. Последний писал об Альберте, что он «старательный, прилежный и необыкновенно способный 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 шестнадцатилетнего просителя, президент сказал, что все десять внеконкурсных вакансий уже заполнены, но все-таки выслушал Альберта до конца и прочитал все рекомендательные письма. «Если я поступлю в Академию, вы сможете мной гордиться», – заверил его Альберт.

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 руководствоваться лишь соображениями политической выгоды, – писал конгрессмен, – я бы предоставил место ему. Его отец – крупный и влиятельный коммерсант Вирджиния-Сити. Своим примером и влиянием он немало способствовал нашему делу и обеспечил нам поддержку своих единоверцев. Эти люди играют немалую роль в нашей политике, и они очень заинтересованы в судьбе мальчика, отличающегося необычайными способностями и прилежанием; я совершенно уверен, что, предоставив ему место в Академии, Вы еще крепче привяжете их к делу республиканцев. В лице коммерсантов Невады Вы будете иметь подлинную опору правительства на западном побережье. Зачисление юного Майкельсона в Академию произведет на них самое благоприятное впечатление и укрепит положение нашей партии, и я беру на себя смелость просить Вас этому способствовать».

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

Альберт пробыл в Аннаполисе три дня и хотел уже было ехать обратно в Вашингтон, чтобы в последний раз обратиться к президенту, когда, наконец, прибыл посланец с известием, что для него специально учредили еще одно место. Альберт стал одиннадцатым президентским 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 обнаружила в нем «уродств, физических недостатков или болезней».

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

Мичман Майкельсон

Четыре года в Аннаполисе прошли быстро и без особых происшествий, если не считать стычки с одним из кадетов на последнем курсе. Вот как рассказывает об этом эпизоде Брэдли А. Фиске, ставший впоследствии вице-адмиралом. Однажды Майкельсон, назначенный командиром небольшого отряда, сделал Фиске какое-то замечание. «Отставить, мистер Фиске!» – приказал он. Фиске не понравился тон Майкельсона, и он вызвал «Майка-музыканта» драться после обеда. Это был традиционный 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 Академии в легком весе». Майкельсон занимался боксом и фехтованием и очень гордился своим здоровьем, силой и ловкостью. Он хорошо играл в теннис и всю жизнь старался поддерживать себя в спортивной форме. Однажды, когда ему было уже за шестьдесят, он пришел обедать к своему приятелю. На обычный вежливый вопрос о здоровье, он ответил с излишней, как показалось его приятелю, горячностью: «Никогда не чувствовал себя лучше и только что сыграл два сета в теннис».

Из восьмидесяти шести человек, поступивших в Академию вместе с Майкельсоном, курс закончили всего двадцать девять. Они получили дипломы 31 мая 1873 года. За исключением естественных наук и математики, академические успехи Майкельсона были весьма средними. По общей успеваемости он закончил девятым. Девятым он был и по числу взысканий. За ним числилось 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 десятке. Его успехи в механике, электричестве и физической географии были вполне удовлетворительными. Тактика, артиллерийское и морское дело его совсем не интересовали, 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. Уорден. В прошлом боевой морской офицер, Уорден не склонен был потворствовать увлечению Майкельсона академическими дисциплинами в ущерб военным наукам. Однажды он сказал Майкельсону: «Если вы будете уделять поменьше внимания всем этим естественным наукам, 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 говорил: «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.

Преподаватель Академии

Вскоре после окончания Академии Майкельсон получил назначение на «Мононгахелу». Он отслужил обязательные два года сначала на этом судне, а потом на трех других. Летом 1874 года ему присвоили звание младшего лейтенанта, а по окончании срока обязательной морской службы предложили пост преподавателя физики и химии в Академии. Майкельсон с радостью согласился. Должность преподавателя гарантировала ему материальную обеспеченность и давала возможность продолжать научные занятия. Он знал, что его обязанности не будут обременительными и что свободного 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 химия. Он все больше увлекался оптикой и принялся изучать ее всерьез. Но жизнь в Академии не ограничивалась «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 крайней 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 племянница, 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 судно, на котором служил Майкельсон, находилось в Англии, Майкельсон, как все приезжие, отправился осмотреть Вестминстерское аббатство и остановился возле надгробия Чарльза Диккенса. Рядом с ним оказалась девушка из города Нью-Рошелл (штат Нью-Йорк), путешествующая со своими родителями. Молодые люди обменялись несколькими фразами. Это и была мисс Хеминуей.

Восемнадцатилетняя Маргарет была очень красива. Альберт тоже имел привлекательную внешность. Он был среднего роста и прекрасно сложен. У него был высокий лоб, правильные черты лица, густые иссиня-черные волосы. В Вестминстере скромный, несколько застенчивый мичман привлек внимание девушки глубоко посаженными карими глазами, в которых светился незаурядный ум. После ужина у Сэмпсонов молодые люди начали регулярно встречаться и вскоре Альберт попросил Маргарет стать его женой. Свадьба состоялась весной 1877 года в доме Хеминуеев в Нью-Рошелл, Первенец Майкельсонов, которого назвали Альберт, родился в Аннаполисе в январе 1878 года. Через год родился второй ребенок, Трумен. Альберт Майкельсон со временем поступил в консульскую службу Соединенных Штатов, а Трумен стал крупным этнологом Смитсонского института.

До сих пор биография Альберта Майкельсона – преподавателя Академии и отца семейства – хоть и не была заурядной, не давала, однако, оснований предполагать, сколь замечательна будет дальнейшая его судьба. Но, как мы увидим, тот период открывал огромные возможности для физика, интересующегося оптикой, особенно для такого целеустремленного и неутомимого исследователя, как Майкельсон.

• 3. Первые измерения

• Оглавление

Дата публикации:

27 октября 2003 года