Формула света

Альберт Майкельсон вывел её по всем законам искусства
Два великих физика имели одинаковое имя и одинаковое хобби. Имя – Альберт, хобби – игра на скрипке. Всё другое было разным: год рождения, сфера исследований, судьба, характер. Тем не менее свершения Альберта Эйнштейна и Альберта Майкельсона оказались неразрывно связанными. Это похоже на мистику, но Майкельсон опубликовал сообщение о первом из своих знаменитых опытов, создавших экспериментальную основу для эйнштейновской теории относительности, именно в тот год, когда родился Эйнштейн. Майкельсону было тогда 26 лет. И столько же было Эйнштейну, когда он опубликовал свою теорию.

Прибор, при помощи которого Майкельсон пытался обнаружить "эфирный ветер". Чтобы избежать влияния малейших вибраций на результат, физик придумал любопытную конструкцию: система зеркал покоилась на массивном камне, который опирался на деревянный поплавок, плавающий в ртути.

Весной 1879 года Америку облетела сенсационная новость. В газете "Нью-Йорк таймс" сообщалось о замечательном научном достижении, совершённом в городе рудокопов Вирджиния-Сити, штат Невада. "Младший лейтенант морской службы, – писала газета, – выпускник Морской академии Альберт А. Майкельсон, которому нет ещё двадцати семи лет, измерил скорость света".

Невадские рудокопы отнеслись к этому сообщению довольно равнодушно, но научный мир сразу же оценил его важность. Проблема скорости света интересовала учёных с древних времён, но до Майкельсона были известны лишь несколько попыток измерить её. Наиболее удачными оказались опыты французских учёных Физо и Фуко. Однако Майкельсона не удовлетворяли имевшиеся результаты. Задавшись целью измерить скорость света с предельной точностью, он усовершенствовал схему Фуко и провёл эксперимент с необыкновенным мастерством. И хотя полученная Майкельсоном цифра впоследствии неоднократно им же уточнялась, физики поняли: среди них появился виртуоз-экспериментатор. Но тогда ещё трудно было представить, что в будущих учебниках физики он займёт несравненно большее место, чем Физо и Фуко.

А пока... Интерес крупнейших учёных к первой публикации Майкельсона "Экспериментальное определение скорости света", напечатанной в солидном научном журнале "American Journal of Science", сопровождался некоторым недоумением. Майкельсон? Да кто такой, этот морской офицер, чтобы соперничать с дипломированными физиками в решении задачи неимоверной сложности?

Альберт Майкельсон родился 19 декабря 1852 года в польском местечке Стрельно, принадлежавшем в то время Германии. Когда ребёнку исполнилось два года, семья эмигрировала в Америку. Отец Альберта, Сэмюэль Майкельсон, владевший в Стрельно небольшим галантерейным магазином, сначала работал ювелиром в Нью-Йорке, затем переехал с семьёй к своей сестре в Калифорнию. Это был период калифорнийской "золотой лихорадки". Толпы золотоискателей и весёлых бродяг, шумных торговцев и отчаянных головорезов составляли население "лагеря Мэрфи", где Сэмюэль открыл маленькую галантерейную лавочку. Однажды в лавку зашёл бородатый золотоискатель с чёрным футляром под мышкой. Притаившийся в углу Альберт со страхом глядел на заросшее лицо незнакомца.

– Что ты так испугался, малыш? – спросил золотоискатель. – Хочешь, я тебя развеселю?

Бородач вынул из футляра скрипку и начал играть. Волшебные звуки очаровали мальчика. Золотоискатель оказался хорошим музыкантом. Он привязался к Альберту и стал учить его игре на скрипке, а тот старательно упражнялся и вскоре научился очень неплохо играть. В тринадцать лет мальчика определили в среднюю школу в Сан-Франциско. Директор поселил его в своём доме и быстро обнаружил у воспитанника незаурядные способности к механике. Они были настолько явными, что Альберту поручили ремонт нехитрого школьного оборудования, за что платили три доллара в месяц. После окончания школы на семейном совете было решено: надо поступать в Морскую академию. Она давала прекрасное образование, возможность блестящей карьеры и, что было немаловажно для небогатой многодетной семьи, государственное содержание со стипендией 500 долларов в год.

Новоиспечённый кадет успевал по всем предметам весьма средне, за исключением естественных наук и математики. Он занимался боксом, став "первой перчаткой" академии в лёгком весе, фехтованием, теннисом и рисованием. Отслужив два обязательных года морской службы на нескольких кораблях, Майкельсон получил предложение преподавать физику и химию в академии. И с радостью согласился.

Он словно проснулся. До этого его жизнь – цепочка довольно заурядных событий: служба,спорт, музыка, рисование... Женитьба в 24 года. Что его ждёт дальше? Больше всего на свете его интересует физика, и особенно оптика.

Майкельсон сознавал, что избранный им путь тернист. Чтобы улучшить результаты, требовались идеально отшлифованные зеркала, точные механические приспособления. У него не было средств на приобретение дорогостоящего оборудования. Преподавая физику в Морской академии, Майкельсон понял, что ему необходимо углубить знания в области оптики.

С согласия начальства в 1880 году он отправляется на стажировку в Европу. Посещает университеты Франции и Германии, слушает лекции выдающихся европейских физиков. В Берлине некоторое время работает в лаборатории знаменитого Гельмгольца. И тут его осеняет блестящая идея. В то время учёные были убеждены, что свет распространяется в некой светоносной среде – эфире, незримо заполняющем всё пространство во Вселенной.Здесь усматривалась аналогия со звуком: звук может распространяться только в какой-либо среде – в воздухе, воде, металле и т.п. Если источник звука поместить в вакуум, звук исчезнет, так как он порождается колебаниями частиц среды. Но свет распространяется и в вакууме! Значит, должна быть какая-то особая невидимая среда, которая "переносит" свет. Её и назвали эфиром. Отрицать существование эфира считалось верхом абсурда, хотя природа этой эфемерной субстанции оставалась непонятной, различные гипотезы противоречили друг другу. Далее: неподвижен ли этот таинственный эфир, или, как считали некоторые, Земля при своём вращении и движении по орбите увлекает его за собой? Большинство учёных полагало, что эфир неподвижен. Но тогда наблюдатель, находящийся на Земле и несущийся с ней в пространстве, мог бы зарегистрировать "эфирный ветер", подобно тому, как, высунув голову из окна движущегося поезда, мы ощущаем ветер, хотя воздух за окном совершенно спокоен.

Идея Майкельсона заключалась в том, как обнаружить этот самый "ветер". Для этого он изобрёл оптический прибор, получивший название "интерферометр Майкельсона", широко применяемый в оптических исследованиях и сегодня. Результат эксперимента обескуражил Майкельсона. Несмотря на чрезвычайно высокую чувствительность прибора, он не обнаружил никакого эфирного ветра! Это казалось невероятным. Но факты – упрямая вещь, и скрепя сердце Майкельсон публикует свой вывод: эфирного ветра не существует, следовательно, гипотеза неподвижного эфира ошибочна.

...Профессор химии Эдвард Морли являл собой, казалось, полную противоположность Майкельсону. Он был очень религиозен и окончил духовную семинарию; химия была его любительским увлечением и стала профессией только после того, как ему не удалось получить духовную кафедру. Майкельсон же был атеистом, но не вмешивался в религиозное воспитание детей, которым занималась жена. Стройный, спортивный, всегда безупречно одетый, Майкельсон сильно контрастировал с Морли, который был небрежен в одежде, отрастил шевелюру до плеч и усы почти до ушей. Но многое их и объединяло: любовь к музыке (Морли был великолепным органистом), исключительная тщательность в проведении исследований, изобретательность в технических усовершенствованиях. Они вдвоём и выполнили задуманный Майкельсоном эксперимент, лежащий на пределе возможностей экспериментальной техники. Были использованы все мыслимые средства для исключения посторонних помех и вибраций. Регулировка уникального прибора заняла несколько месяцев. И опять результаты повергли Майкельсона в полное недоумение: движение Земли никак не влияло на скорость света. Это был смертный приговор неподвижному эфиру (через 10 лет Майкельсон провёл опыт, показавший несостоятельность и гипотезы увлекаемого эфира). Более того, приходилось признать совершенно невероятную вещь: скорость света не зависит от направления движения наблюдателя. То есть двигаемся ли мы вдоль луча света или в обратном направлении, свет будет по-прежнему убегать от нас с постоянной скоростью 300 тысяч километров в секунду. Или по-другому: как бы быстро ни бежал за светом его источник, догнать свет невозможно.

Эксперимент Майкельсона–Морли вызвал полнейшее смятение в умах учёных*. Физики лихорадочно стали искать выход. Запутанный клубок противоречий распутал лишь в 1905 году Эйнштейн – в его специальной теории относительности, логично объяснившей всё без всякого эфира. На своего тёзку Альберт указал как на "крёстного отца" теории.

Альберт Майкельсон вошёл в историю науки как гений физического эксперимента, непревзойдённый мастер прецизионных измерений. Диапазон выполненных им работ поразителен – от точнейшего измерения длины световой волны (порядка 0,5 микрона) до измерения диаметра гигантской звезды Бетельгейзе (примерно 380 миллионов километров). В 1907 году ему была присуждена Нобелевская премия по физике.

Львиную долю своего времени он отдавал научной работе. Но когда на него "находило настроение", уходил на берег моря или в горы, взяв с собой акварельные краски и мольберт. Однажды его уговорили дать несколько акварелей на выставку в Чикагском университете. Одна из посетительниц выставки подошла к нему и сказала:

– Мистер Майкельсон, по-моему, вы совершили ошибку, отказавшись от искусства в пользу науки.

Майкельсон пристально посмотрел на собеседницу и произнёс:

– Но я и не думал отказываться от искусства. Ведь только в науке искусство может найти своё высочайшее выражение.

Гении не бывают без странностей. При всей своей любви к живописи Майкельсон никогда не заходил в картинные галереи. Испытывая большое удовольствие от игры на скрипке, очень редко посещал концерты. Заинтересовавшись такими далёкими от его профессии предметами, как зоология и ботаника, Майкельсон опубликовал работу "О металлической окраске птиц и насекомых" со своими собственными рисунками.

После смерти Альберта Майкельсона о нём много говорили и писали. Но, пожалуй, суть дела лучше всего выразил его великий тёзка Альберт Эйнштейн: "Доктор Майкельсон был одним из величайших художников в мире научного эксперимента".

На иллюстрациях – письмо Майкельсона к знаменитому учёному Анри Пуанкаре. Американский физик благодарит француза за подтверждение своих идей, как пишет Майкельсон, "высказанное таким высоким авторитетом", и просит его выступить с комментариями в "Natur".

Некоторые учёные не верят в это до сих пор, находят в опытах Майкельсона–Морли ошибки и призывают пересмотреть теорию относительности Эйнштейна.

"Алфавит"

Не забывайте присоединяться к Pravda.Ru во ВКонтакте, Telegram, Одноклассниках, Google+, Facebook, Twitter. Установи "Правду.Ру" на главную страницу "Яндекса". Мы рады новым друзьям!

Комментарии
Рассекречено: как США "кинули" СССР с нерасширением НАТО
Россия и Япония могут поссориться из-за размещения американских ПРО
Почему КНДР дает Штатам отпор, а у России "кишка тонка"
Украинский историк объяснил России, как США выиграли две мировые войны
Липовый герой: зачем Литве останки вампира
Третье дыхание Путина: идет эксперимент по передаче власти
Трамп продаст дипломатические дачи РФ с сорванными флагами
Украинский историк объяснил России, как США выиграли две мировые войны
Украинский историк объяснил России, как США выиграли две мировые войны
Евгений Федоров: США раскупили всю Россию и пишут нам законы
Страны Балтии теряют грузопотоки
"Вы вообще нормальные люди?": 10 ярких цитат из пресс-конференции Путина
"Вы вообще нормальные люди?": 10 ярких цитат из пресс-конференции Путина
Назван способ, как США "задушат" "Северный поток-2"
Евгений Федоров: США раскупили всю Россию и пишут нам законы
Трамп продаст дипломатические дачи РФ с сорванными флагами
"Вы вообще нормальные люди?": 10 ярких цитат из пресс-конференции Путина
"Джон умирает?": в США госпитализирован онкобольной сенатор Маккейн
"Джон умирает?": в США госпитализирован онкобольной сенатор Маккейн
Рассекречено: как США "кинули" СССР с нерасширением НАТО
Трамп продаст дипломатические дачи РФ с сорванными флагами

Русская эскадра - не просто набор слов. Это историческое название последнего соединения кораблей и судов Императорского флота России. Именно она эвакуировала из Крыма армию генерала Врангеля и гражданское население. Беженцев приняла Франция, предоставив эскадре стоянку в Тунисе, в городе Бизерта. Судьбы большинства беженцев поистине трагичны…

Последнее пристанище Русской эскадры