Юлий Роберт Майер* родился 25 ноября 1814 года третьим сыном аптекаря в Гейльбронне Христиана Майера и его жены Елизаветы, урожденной Гейрманн. О характере и духовных качествах его родителей более точных известий, кажется, не сохранилось, кроме того, что отец его прилежанием и добросовестностью привел устроенную им аптеку в хорошее состояние и занимал среди своих сограждан почетное положение. Он вел скромную жизнь, заполняя ее, кроме работы по специальности, естественнонаучными интересами, и при этом рано познакомил своего сына с физическими и химическими опытами. О матери ничего особенного не известно.
* (Фактические подробности я заимствую, главным образом, из сообщений И.И. Вейрауха в изданном им собрании сочинений и писем Роберта Майера, 2 Bde, Stuttgart, Cotta 1893. )
В детские годы Роберт Майер ничем особенным не выдавался. Сам он сообщал, что, устраивая для игры маленькие водяные мельницы на городском озере, он пришел к мысли о механическом perpetuum mobile, но отец и друзья последнего указывали на неосуществимость подобной мысли, что произвело на него сильное впечатление и заставило отказаться от выполнения своего плана. При этом мы не совсем уверены в том, не идет ли речь о бессознательной позднейшей конструкции, связавшейся с безразличным событием юности. Это предположение основано на том факте, что главная концепция Майера появилась у него совершенно внезапно, без сознательной подготовки: в предшествующих многочисленных письмах и других сочинениях нельзя найти и малейшего следа этой позднейшей мысли. Так как сам Майер того мнения, что его позднейшее великое дело коренится где-то далеко в детстве, то весьма возможно такое непроизвольное отнесение позднейших идей к более раннему времени.
В школе Роберт Майер обнаруживал весьма плохие успехи. Его "дарования" оцениваются, только, как едва хорошие, а в классических языках при преобладающих "плохо" и весьма умеренно", отметка "умеренно" - самая высокая. В математике, наоборот, успехи оказываются "хорошими". Так как в гимназии в Гейльборнне дело пошло туго, то он был определен в духовную семинарию в Шентале; но и здесь успехи были не лучше.
При том громадном значении, какое тогда (еще больше, чем теперь) придавалось классическим языкам, особенно в Швабии, неудивительно, что, несмотря на хорошие успехи в математике, он считался последним или предпоследним учеником в классе. Напротив, в дома своего учителя Клайбера, у которого он жил в шентальский период, он оригинальностью и остроумием сумел снискать себе любовь и уважение. Рассказывают, что в разговоре он часто с большими пропусками излагал промежуточные логические члены своих мыслей и производил впечатление необычайностью своих умственных процессов. Кроме того, он показывал своим товарищам всевозможные опыты. Товарищам нравилось в нем необычное применение библейских выражений и поговорок, которыми он щедро пересыпал свою речь. Впрочем, ни тогда, ни позже он не проявлял особенной любви к изящным искусствам, ни к графическим, ни к словесным.
Выдержав весною 1832, немного старше 17 лет, выпускной экзамен, Майер поступил в Тюбингенский университет для изучения медицины. Правильно занимаясь своими специальными предметами, он не имел возможности прослушать систематический курс физики, так как ординатура физики тогда не была замещена. Зато, благодаря Гмелину, он приобрел солидные познания в химии. После пятилетнего пребывания студентом, в продолжение которого он большую часть времени отдавал деятельности в корпорации "Guestphalia", членом которой состоял, он был уволен из университета за участие в запрещенном собрании. Будучи заключен в тюрьму, как подследственный, Майер отказывался от всякой пищи, кроме воды, и добился того, что на шестой день был выпущен под домашний арест. Врач заявил, что в случае неосвобождения Майера из тюрьмы, он опасается за серьезные последствия для состояния его умственных способностей.
Так как родной университет был для Майера закрыт, то он отправился в Мюнхен, где ему не понравилось, а потом в Вену. В январе 1838 года ему разрешено было вернуться на родину; по возвращении он приступил к экзаменам и за диссертацию о незадолго до того открытом сантонине, получил степень доктора. В диссертации (напечатанной в вышеупомянутом собрании сочинений) отнюдь не сказался выдающийся мыслитель или исследователь; она состоит главным образом из ряда описаний болезней, описаний, иллюстрирующих действие сантонина на удаление глистов у детей.
Краткое путешествие в Швейцарию, по-видимому, возбудило в нем страсть повидать свет, и он решил поступить на нидерландскую службу для того, чтобы отправиться в качестве корабельного врача на Яву. В своих письмах он объясняет свое решение тем, что оно избавит его от необходимости играть на родине ничтожную роль, в качестве жалкого докторишки, а даст возможность приобрести разнообразный и редкий опыт. При этом сыграла роль и мысль развить и закалить характер в тяжелых внешних условиях жизни. "Поэтому, вместо того, чтобы с живым телом впасть в бездеятельность (т. е. без практических занятий, которые поглощали бы все мое время) я скорее босиком с холодной кровью побегу навстречу дьяволу"*.
* (Из одной студенческой песни. )
Нужно было, конечно, преодолеть разные препятствия. Кроме сопротивления родителей, не желавших, естественно, предоставить сына опасностям многомесячного морского путешествия и отъявленного климата Вест-Индии, само место долго не выходило, так как его получению предшествовало повторное испытание в Гааге, а Голландии. И это испытание прошло вполне удовлетворительно. Когда отправление корабля, на который Майер был назначен, снова было отложено на полгода, он отправился в Париж, чтобы посещать местные клиники и операционные залы, и совершенствоваться в своем врачебном искусстве. Там он жил вместе с некоторыми земляками и, несмотря на сношения с математиком и физиком Бауром, ограничивался только занятиями по медицине; никакого интереса к естественным наукам или к математике он не проявлял. Это особенно подчеркивает Баур, показания которого заслуживают тем большего доверия, что впоследствии он оказывал Майеру неоценимые услуги в своей науке, когда последнему нужно было восполнить пробел в знаниях по теоретической механике, которой он пренебрегал в студенческие годы.
22 февраля 1840 года Майер отправился, наконец, из Роттердама на голландском трехмачтовом корабле "Ява". Капитан Зейман никакого знакомства с ним не вел; этот господин, по-видимому, отличался чрезвычайной скупостью при распределении порций. В своем дневнике, о котором скоро придется говорить, Майер аккуратно отмечает те дни, когда он уходил от стола сытым; точно так же он отмечает дни, когда к столу подавалось свежее мясо, а это имело место осле убоя одной из четырех свиней, взятых на корабль. Мало участия он встретил и со стороны корабельных офицеров, и все, что он вынес из сношений с попутчиками, это замечание одного старого штурмана, что после сильной бури море всегда становится значительно теплее, чем до нее.
Плавание продолжалось более трех месяцев, и от того времени остался тщательно веденный Майером дневник, поражающий относительным убожеством содержания. Из него мы узнаем целый ряд внешних событий, между прочим, и то, что, после преодоления Майером первых неприятностей, здоровье его было в прекрасном состоянии, и что работы у него было очень мало, так что много времени он проводил над спокойным изучением взятых с собою книг. Но об идеях, которые вскоре поглотили всего его и заполнили все его существо. Об этих идеях мы не находим никакого упоминания, за единственным исключением замечания о нагревании морской воды после бури. Все говорит зато, что великое духовное событие его жизни подготовлялось в нем совершенно бессознательно, чтобы затем озарить его с неожиданной силой, напоминающей молниеподобные явления религиозного пробуждения, как, например, история обращения апостола Павла у Дамаска.
То, что он во время путешествия не занимался напряженным и производительным умственным трудом, объясняется, вероятно, действием морского воздуха, особенно в области Средиземного моря. Такой воздух выдвигает на первый план чисто растительную жизнь и подавляет потребность, даже способность к умственным занятиям. В этом можно убедиться, путешествуя по морю хотя бы только одну неделю, например, по Атлантическому океану; это приятное состояние косности особенно сильно сказывается в тропической зоне, когда температура не слишком высока. Поэтому у Майера перелом произошел не во время путешествия, а вскоре по его окончании, когда накопленная во время долгого плавания энергия с внезапностью разрядилась.
Майер сам неоднократно говорит, что его ряд идей появился внезапно, когда он на рейде в Сурабайя пустил кровь нескольким матросам и нашел венозную кровь слишком светлой; что вначале он подумал, что им задета артерия. Но затем он узнал от местных врачей, что это - общее явление под тропиками, и скоро нашел также объяснение для него в сильном уменьшении окислительных процессов: при высокой внешней температуре организму для сохранения собственной теплоты нужно незначительное горение.
Этим собственно и закончился непосредственный холл мыслей. Именно избыточной энергии, накопленной во время путешествия нужно приписать причину того, что повод вызвал к жизни гораздо более богатый ряд идей, чем те, с которыми он непосредственно был связан. Что животная теплота порождается окислением пищи, было хорошо известно со времен Лавуазье и, вероятно, сообщено было Майеру во время его занятий в Париже. Теперь у него возник вопрос, что произойдет, если тело будет производить, кроме теплоты, еще и работу. Что с помощью этой работы можно снова производить теплоту, это было установленным фактом. Если бы организм, производящий работу, окислял столько же пищевых веществ, сколько он окисляет в состоянии покоя, то та теплота, которая может быть получена из произведенной работы, была бы чистым избытком, и посредством организма можно было бы из одного и того же количества пищевых веществ получить то больше, то меньше теплоты. А если мы допустим, что излишку этой теплоты должен соответствовать излишек в пищевых веществах, то нельзя не придти к заключению, что теплота и работа взаимно обратимы, что они, таким образом, должны быть рассматриваемы, как субстанции одинаковых свойств, так как обе могут быть получены от сгорания пищевых веществ в организме животного.
В настоящее время эти мысли стали столь обиходными, что только с трудом можно представить себе революционную роль, сыгранную ими в свое время. Но мы должны вспомнить, что теорема Гесса о постоянстве суммы теплоты, состоящая в том, что количество теплоты, получающееся при какой-нибудь химической реакции, всегда остается постоянным, независимо от пути, по которому мы от данного исходного пункта пришли к конечному результату, что эта теорема опубликована только в следующем, 1841, году, и что до того самые передовые умы делали в этих вопросах, в вычислении теплового баланса животного организма, грубейшие ошибки. И нужна была незаурядная независимость мысли, чтобы в этой, на взгляд, чрезвычайно сложной проблеме увидеть до прозрачности простое решение.
И Майер ясно понимал незаурядность своей работы. Позже он пишет по этому поводу Гризингеру: "Я… с такой любовью ухватился за работу, что мало интересовался - над чем иной может посмеяться - той далекой частью света; охотнее всего я оставался на борту, где я мог беспрепятственно отдаваться свой работе и где я в некоторые часы чувствовал себя как бы вдохновленным, и ни раньше, ни позже ничего подобного, несколько помню, не переживал. Некоторые мысли, пронизавшие меня, подобно молнии, - это было на рейде в Сурабайа, - тотчас с силою овладели мною и навели на новые предметы".
Время, когда Майер создал свою великую мысль, лежит между 4 июля 1840, когда он прибыл в Сурабайа, и 27 сентября того же года, когда он оставил гавань, и, вероятно, в начале этого периода. Так как он еще 12 июля предпринял путешествие на остров Мадура, и до открытия, как он сам говорил, на сушу не вступал, то интересующую нас дату можно с некоторой вероятностью отнести к середине июля 1840 года.
Это точное установление момента появления новой, знаменующей целый переворот, мысли составляет и весьма замечательное явление. Оно находится в связи с тем, что Майера нужно причислить к таким исследователям, которые всю жизнь посвящают проведению единственной, великой идеи. Вся производительность такого человека исчерпывается этой единственной концепцией; последняя играет руководящую роль во всех обстоятельствах его жизни.
Напряженная умственная работа, разрешившаяся появлением основной идеи, сразу положила коней ведению дневника и другим письменным сообщениям во время обратного путешествия на родину. Обратное путешествие продолжалось более четверти года, и об этом времени никаких известий у нас нет. В феврале 1841 года он снова прибыл в Нидерланды и вернулся в свой родной город.
Здесь он тотчас начал знакомить других с созданными и разработанными им идеями, чтобы узнать, приемлемы ли они и находятся ли в соответствии с современной наукой. Они тогда покоились целиком и исключительно на параллелизации основных законов химии с основными законами физики. Выше мы видели, что в основе идей Майера лежала теория Лавуазье о физиологических окислительных процессах, и вполне естественно ожидать, что влияние этой теории сказывалось и на дальнейшей разработке идей Майера. В письме к Бауру, к которому Майер обратился на основании своих прежних парижских отношений, первая формулировка его идеи, формулировка, сложившаяся вне всякого влияние со стороны, гласит так:
"Химик считает, вообще, за основной закон, что вещество неразрушимо, что составляющие элементы и образованное ими соединение находятся в необходимейшей связи; когда Н и О исчезают (становятся качественно равными нулю) и появляется НО, то химик не должен думать, что Н и О действительно превратились в нули, а образование НО есть нечто случайное и несущественное; на строгом проведении этого закона покоится новейшая химия, которая одна, очевидно, и приводит к завершенным результатам".
"Совершенно те же основные законы мы должны прилагать и к силам; последние, как и вещество, неразрушимы; они вступают между собой в различные комбинации, исчезают таким образом в старой форме (становятся качественно равными нулю), но выступают в новой, причем соотношение между старой и новой формой так же существенно, как существенно соотношение между Н и О, с одной стороны, и НО, с другой. Силы (я не пренебрегу, если тебе угодно, строго философским развитием этого понятия) это - движение, электричество и теплота".
До сих пор формулировки выражают приблизительно то, что стало общим достоянием науки, но попытка приложить общие законы к механике приводит Майера к тяжелой последствиями ошибке, которую он преодолел только по истечении долгого времени и при невероятном напряжении. Выставляя, в параллель к химическому понятию "вещество", физическое понятие "сила", он заблуждается в многозначности этого слова и принимает за результат силы не работу, а движение, и, вследствие этого, за меру силы - количество движения, или момент mc (m = масса; c = скорость). Укрепляет его в этом понимании то, что при неупругом ударе оба противоположные количества движения +mc и -mc исчезают, при чем возникает теплота. Однако, и в позднейших своих формулировках, там, где речь идет о его основном воззрении, он постоянно возвращается к своей аналогии с химией; так, в одном позднейшем письме к Бауру он пишет:
"Законы физики становятся очень простыми, благодаря тому, что в ней мы имеем то, о чем тщетно мечтают в химии, а именно: различные силы сводимы одна на другую. Как я радовался, все снова и снова приходя к этому результату, к изомерии сил! Химик для доказательства своего положения должен знать, что Н + О = aqua и т.д. при всех соединениях, требующих синтеза и анализа, точно так же физик должен знать, что +M(otus) - M = C(alor)*
* (Motus - движение; Calor - теплота. )
Так как при каждом земном движении возникает сопротивление (т. е. условие чтобы М стало качественно равным нулю), теплота же вызывает расширение тела или, как ты правильно замечаешь, распадается на +М и -М, то мы видим здесь возникновение игры сил, продолжающееся до тех пор, пока не наступит совершенное равновесие".
В этих словах и еще явственнее в первой, предназначенной для печати, статье мы узнаем, что Майеру пришлось своей головой преодолеть те же трудности, какие преодолены были наукой сто лет до того в споре между Лейбницем и Декартом. Направление, в свое время представленное французскими учеными в пользу своего соотечественника, направление, утверждавшее, что спор шел только о словах, не преминуло и здесь проявить вредное действие этой лжи, сознательна ли она или бессознательна. Ибо Декарт в своем утверждении, что количество движения не остается постоянным и должно, поэтому рассматриваться, как мера сил, никогда не признавал существенным геометрическое суммирование этого количества, а всегда считал правильным суммирование алгебраическое. Лейбниц, напротив, показал, что закон Декарта о сохранении количества движения верен лишь тогда, когда скорости складываются геометрически, т. е. когда принимается во внимание и их направление, или, применительно к современной терминологии, когда они понимаются, как векторальные величины. Он дальше показал, что и в таком понимании количество движения не может служить истинно мерой силы (т. е. мерой работы по современной терминологии), ибо равным работам при различных массах соответствуют отнюдь не равные количества движения, а равные живые силы ½ mc², так что для суммы работы и живой силы действительно имеет значение (в рамках чистой механики) общий закон сохранения.
Майер, естественно, должен был пройти через все ступени внутреннего возбуждения исследователя. В своем первом письме к Бауру он просит последнего никому не говорить о его открытии, так как он боится, чтобы другие не оспаривали у него первенства. Когда Баур медлил ответом, он пишет ему одно письмо за другим, предполагая, что Баур так же заинтересован предметом, как он сам. В то же время он отправил краткий очерк своих идей Поггендорфу для напечатания в его Анналах Физики и Химии с приложением письма, помеченного 16 июля 1841 года: отсюда видно, что по существу это представляло собой изложение того, что продумано было им на возвратном пути после пережитого в Сурабайа просветления. Поггендорф, как известно, не напечатал этой работы и не дал никакого ответа даже после многократных напоминаний и просьб со стороны Майера о возвращении рукописи. Но любовь к порядку, к счастью, не позволила ему уничтожить рукопись, найденную в его посмертных бумагах и впервые опубликованную Целльнером.
Полный текст этой статьи, озаглавленной "über die quantitave und qualitative Bestimmung der Kräfte von I.K. Mayer, Dr. med. und chir., prakt. Arzt in Heilboronn" ("О количественном и качественном определении сил Ю.Р. Майера, доктора медицины и хирургии, практического врача в Гейльбронне") приведен в издании I. Weyrauch'а, и мы можем убедиться, что Поггендорф поступил, вообще, правильно, не согласившись напечатать ее, ибо Майер вследствие применения величины mc, как меры силы, впадает в целый ряд ошибок, из которых он пытается выпутаться весьма произвольным и насильственным образом. Главное, он думает, что принцип невозможности perpetuum mobile имеет значение только для земных движений, но не для небесных.
Об этих вопросах трактуют и письма между Майером и Бауром. Последнему принадлежит большая заслуга в этом отношении. Он не только отвечал Майеру письмами, но впоследствии также лично преподавал ему математику и механику и таким образом существенно помогал в развитии интуитивно зародившейся идеи.
Значительный шаг вперед в этом направлении знаменовало собою посещение Майером Баура в Тюбингене; с этим посещением связана встреча с местным профессором физики Nörremberg'ом. Последний был известен, как человек довольно грубый; он, по-видимому, в очень резкой форме указал Майеру на ошибки в его рассуждениях, ибо после этого (12 сентября 1841 г.) Майер пишет, что упреки Nörremberg'а неосновательны. Nörremberg требовал, между прочим, доказательства того, что вода, вследствие сотрясения, непременно нагревается, и Майер по этому поводу замечает, что этот опыт часто производился им и всегда с одинаковым положительным успехом.
Но далее в письмах Майера к Бауру выступает впервые мысль по тепловым явлениям в газах вычислить искомое соотношение между "силой" и теплотой, и мы имеем возможность следить за различными, сперва неудачными, попытками осуществить эту мысль. В то же время начинает выступать вторая, решающая мысль - это замена "движения" работой силы тяжести, работой, выражающейся произведением веса на высоту подъема. Наконец, уже теперь мы встречаем ссылки на опыты Гей-Люссака, поставленные для решения вопроса о развитии тепла при сжатии и расширении воздуха. Майер сознает, что на этом пути он может прийти к цели, но не в состоянии ориентироваться в нужных вычислениях, и просит у друга-математика помощи, которая оказывается ему охотно.
О времени перелома, когда идеи Майера очистились и выкристаллизовались в безупречной форме, как они представляются нам в первом, напечатанном в Анналах Либиха за 1842 год, очерке, об этом времени мы знаем, что он посылает математическое изложение и обоснование своего основного закона Гмелину, но ждет, что тот, по обыкновению, сложит работу в архив, не прочитавши; мы знаем также, что он посещает профессора физики в Гейдельберге Jolly, который принял его очень дружелюбно, заявил, что работа ему очень нравится и ободрял к дальнейшей работе. Но каким образом Майер пришел к сознанию ошибки и отвергнул количество движения, как меру силы, заменив его живой силой, об этом нельзя судить ни по одному из писем его ни раннего, ни позднейшего времени. Некоторое указание содержится в вышеупомянутом письме к Бауру от 12 сентября, где количество развитой теплоты принимается пропорциональным произведению из веса на высоту падения, что вполне верно, а также произведению из массы на скорость, что, конечно, неверно. Эту ошибку могли ему объяснить профессора физики Nörremberg и Jolly, на основании законов падения, и нужно думать, что ни один из них не проглядел ее.
Во всяком случае, мы видим, что в начале 1842 года Майер уже вполне располагает правильными формулами, что в конце 1841 года он очень остроумно и оригинально использовал впервые полученные соотношения между изменением объема и температуры газов для вычисления фундаментального числа механического эквивалента тепла, при чем он ясно устанавливает, что доказанное Гей-Люссаком отсутствие развития теплоты при расширении в пустом пространстве, т. е. при одном только изменении объема, составляет существенный пункт вывода. Он, как и прежде, придает громаднейшее значение тому, что эти рассуждения приложимы ко всем формам "силы" (т. е. энергии). В содержание написанного в то время классического очерка будущему не осталось внести никаких значительных изменений. Только в употребляемые Майером числовые значения для удельной теплоты (теплоемкости) воздуха, за правильность которых он, естественно, не ответственен, только в эти значения нужно внести поправки. Если мы сопоставим достигнутую теперь Майером степень совершенства с тем, в каком состоянии находились его идеи всего несколько месяцев назад, то мы снова должны констатировать наличность в кратчайшее время прорвавшейся внезапности в развитии, как она уже раз выступила перед нами в концепции основной мысли.
Майер послал свою статью, написанную в начале 1842 года, самое позднее в марте, Либиху для Анналов по Химии и Фармации. Либих не только сразу принял ее, но и ответил дружеским и ободряющим письмом. С этим счастливым поворотом совпала женитьба Майера, так что 1842 год, когда ему исполнилось 28 лет, можно рассматривать, как высший пункт личного счастья этого человека, которого не миновали все страдания пролагающего новые пути исследователя.
В письме к Бауру от 17 июля 1842 года он излагает свою новую точку зрения на меру силы; при этом он, что весьма знаменательно, пользуется теми же аргументами, какие приводил в свое время Лейбниц против Декарта. Он особенно подчеркивает, что признание мерой силы величины mc ведет к perpetuum mobile, и это обстоятельство служит для него исчерпывающим аргументом против такой меры силы. Признание мерой силы величины mc2 (как Майер обыкновенно пишет вместо обычной формулы 1/2 mc2), напротив, дает закон постоянства при превращении между "силой падения и движением" (энергией расстояния и энергией движения). Для уяснения того, каким образом обе меры mc и mc2 могут в известной степени существовать рядом, он приводит аналогии из области химии, где химические эквиваленты отнюдь не могут быть представлены равными весами различных веществ; таким образом, вес и химическое значение должны измеряться различными единицами.
Из того обстоятельства, что эти мысли он излагает Бауру, нужно заключить, что они не заимствованы им у последнего; и нужно полагать, что толчком для развития этих воззрений Майер обязан Jolly или Nörremberg'у. Баур же, вероятно, помогал ему в вычислении явлений в газах, ибо об этом мы не находим в письме ни одного слова, между тем, как фактически оно составляет центр тяжести вышеупомянутого очерка.
Наконец, из письма нужно упомянуть и о том, что Майер в то время еще не сознавал свой ошибки относительно астрономических движений. Он недвусмысленно пишет: "Планетная система и, вообще, системы звезд, суть образования, управляемые божественным разумом (организмы), и существенно отличаются от наших машин, далекие от них, как небо от земли". Здесь сыграла роль атавистическая черта религиозной веры в чудеса, черта, находящаяся в поразительном противоречии с рационализмом научного мышления у Майер, и позже сыгравшая в его внутренней жизни большую и отнюдь не счастливую роль. Впрочем, относительно планетных движений Майер позже не только преодолел свой мистицизм, но и пришел к самостоятельным и глубоким воззрениям в духе своей основной идеи, изложенным в его второй главной работе ("Лекции по динамике неба"), опубликованной шесть лет спустя.
О том, как прояснились в сознании Майера основные идеи, можно судить по его позднейшему (от 6 августа 1842 года) письму к Бауру, где он защищается от указаний последнего на классическую механику и его советы сначала изучить последнюю. Майер указывает на противоречия и неясности, какие встречаются в учебниках в связи с понятием силы, и утверждает: "Поэтому нужно установить строго определенное понятие, которое было бы одинаково пригодно для всех ветвей" (физики). Около того же времени (9 декабря 1842 года) он пишет Гризингеру: "Мое утверждение - следующее: сила падения, движение, теплота, свет, электричество и химическое различие весомых веществ составляют один и тот же объект только в различных формах его проявления".
Достойно внимания то, что при этой точной формулировке новый идеи, Майер все снова прибегает к сравнению "силы" (энергии) с весомыми веществами; замечательно также его утверждение, что в обоих случаях речь идет о реальных вещах или сравнимых объектах, которые различаются между собою главным образом отсутствием и присутствием веса и массы. Эту точку зрения Майера следует особенно подчеркнуть, в виду того, что в то время приобрел право гражданства другой противоположный взгляд, что только весомому нужно приписывать реальность, тогда как энергия есть лишь "мыслительный образ" или лишенная содержания абстракция.
Для Майера наступили несколько лет величайшей работоспособности и ощущения счастья. Он получил в своем родном городе должность главного хирурга, приобрел и богатую частную практику и счастливо жил в браке, принесшем ему счастливое потомство. Сверх того, Баур переехал в Гейльбронн и оказывал ему дружескую помощь своими частными уроками по математике и механике, что, несомненно, предоставило в распоряжение Майера существенное вспомогательное средство для разработки следующего крупного произведения: "Die organische Bewegung und der Stoffwechsel" ("Органическое движение и обмен вещества"), в котором Майер в большей связи излагает свои еще более укрепившиеся и выкристаллизовавшиеся воззрения. Если он в то же время при случае жаловался, что никто не желает считаться с его реформаторскими идеями, то он, все же, согласился с указанием Гризингера, что этого, вообще, нельзя ожидать на основании одного только краткого очерка, помещенного в Анналах Либиха; на успех он может рассчитывать только тогда, когда он разовьет применимость своего основного закона в разнородных сочинениях и покажет его всеобщее значение. И он с большим влечением отдался той многообъемлющей работе, которая была послана в рукописи как Бауру, так и Гризингеру, с тем, чтобы те обратили его внимание на возможные ошибки; по их совету он несколько раз перерабатывал это сочинение.
Попытка поместить эту работу в Анналах Либиха окончилась неудачей. Ассистент Либиха А.В. Гофманн мотивировал отказ в напечатании работы тем, что редакция завалена чисто химическими статьями и предложил обратиться в Анналы Поггендорфа, но после первого опыта Майер, конечно, этому совету не последовал. Он решил выпустить свою работу отдельной брошюрой и сам оплатил расходы по печатанию. Так в 1845 году в издании книгоиздательской фирмы Дрекслера в Гейльбронне вышло сочинение, состоящее из 112 страниц, под заглавием: "Die organische Bewegung in ihrem Zusammenhange mit dem Stoffwechsel. Ein Beitrag zur Naturkunde". ("Органическое движение в его связи с обменом вещества. Доклад по естествоведению").
Заглавие, нецелесообразность которого впоследствии Майер сам признавал, не дает судить о главном содержании, ибо оно представляет, прежде всего, более обстоятельное изложение ряда идей первого краткого очерка; здесь обстоятельно развиты и обоснованы основные законы о превращении и количественном сохранении энергии, в том очерке только намеченные или же догматически постулированные. Здесь мы находим также первую систематическую таблицу всех известных в то время форм энергии, равно как и указание на то, что вся энергия, потребляемая живыми существами на земле, обязана своим происхождением излучению солнечной теплоты и выделяется растениями в виде химической энергии. Таким образом, не только обоснован был закон сохранения, но и установлен в общих чертах закон экономии энергии на земле. В этом отношении науке будущего не пришлось внести изменений.
Вторую часть, более значительную по занимаемому месту, но наименее значительную по содержанию, составляют весьма обстоятельно изложенные применения новых принципов к физиологии. И здесь, прежде всего, красной нитью проходит основное положение, что химическую энергию пищевых веществ нужно считать общим источником всякой деятельности животных и людей; здесь же Майер приводит первые вычисления касательно того, в каком отношении находится механическая работа, произведенная людьми и животными, к общей сумме потребляемой энергии, возникающей из теплоты горения пищевых веществ. Но рядом с этим довольно много места уделяется таким физиологическим явлениям, для плодотворного объяснения которых недоставало экспериментальных фактов. При случае встречаются и полемические выступления, в весьма, впрочем, почтительной форме, против Либиха, который тоже пытался ответить на подобные вопросы, но без руководящей идеи, которой вооружен был Майер. Возражения были основательны, но они, тем не менее, должны были несколько охладить прежнее теплое отношение Либиха к Майеру. Либих вел тогда жестокую борьбу с остальными учеными, никак не желавшими признать его химическую физиологию, и должен был особенно тяжело почувствовать необходимость борьбы на два фронта, именно и борьбу спереди, т. е. со стороной, которая ушла еще дальше, чем он.
И эта новая попытка заинтересовать специалистов своими идеями не достигла цели. Она не произвела никакого впечатления, если не считать некоторых, ничего не говорящих, заметок, в которых даже заглавие было неверно списано.
Несмотря на то, что такое крушение надежд на внимание больно уязвило Майера, у него хватило еще энергии на то, чтобы взяться за разработку третьего главного труда, трактовавшего о вопросе, давно интересовавшем Майера - о происхождении солнечной теплоты. Прежде он верил в космическое рождение энергии; теперь же он сознавал уже необходимость и для солнечного излучение найти эквивалентный источник, и искал его в энергии движения падающих на солнце космических масс.
Для этого он пользуется еще ранее развитой им формулой для скорости тела, падающего с бесконечно большого расстояния (формула выводится из потенциала тяжести на поверхности притягивающего тела) и вычисляет количество таких масс, потребное для возмещения энергии, теряемой через лучеиспускание. Результат вычислений показывает, что, хотя на величине солнечного поперечника эти падающие массы заметно сказаться не могут, они должны, однако, вызвать более или менее заметное приращение скорости земли и планет: год должен был бы сокращаться на 1/2 - 7/8 секунды, что противоречит данным астрономии. Для устранения этого противоречия Майер допускает, что излучение сопряжено с одновременной потерей массы; эта потеря уравновешивает прирост. К этой идее совсем близко подходят известные новейшие течения в науке.
Вторая главная идея, развитая в этой работе, это то, что потеря работы, обусловленная приливами и отливами, должна вызывать уменьшение скорости вращения земли.
Этот труд появился под заглавием "Beiträge zur Dynamik des Himmels in populärer Darstellung" в 1848 году в издании I.U. Landherr'а в Гейльбронне. Естественно, что политические движения "безумного года" вытеснили интерес к столь оригинальной научной работе, так что и в данном случае не приходится отметить какой-либо успех.
Этим заканчивается относительно счастливый период в жизни Майера, для него наступают годы страданий, потрясающий трагизм которых вскрыт Евгением Дюрингом, и которые окончились только со смертью великого исследователя. Прежде всего, он отстал от революционного политического движения 1848 года, в то время как его старший брат совершенно отдался ему; на этой почве между ним и близкими ему людьми возникали, вообще, весьма неприятные отношения, доходившие до открытого оскорбления Майера на улице. Затем, брат его, примкнувший к отряду дружинников, попал в очень опасное положение, из которого Майер, уступая просьбам невестки, пытался освободить его, но, вместо того, чтобы освободить брата, сам угодил в руки дружинников, которые, будучи знакомы с его политическими взглядами, чуть не застрелили его, как шпиона. Около того же времени у него умерло двое детей, а к прежнему игнорированию его открытия присоединился ряд попыток оспаривать у него право первенства на открытые им законы; попытки эти продолжались до самой его смерти и особенно отравляли ему существование. В то же время он стал объектом самых грубых нападок со стороны одного молодого коллеги по специальности и земляка, тюбингенского приват-доцента Зейффера, и никак не мог добиться того, чтобы "Augsburger Allgemeine Zeitung", в которой появились нападки, поместила его фактическое опровержение.
Первая из упомянутых попыток оспорить у него приоритет на открытие исходила от Дж. Р. Джоуля, который в 1843 году, т. е. год спустя после появления основного труда Майера, начал публиковать свои опыты над непосредственным превращением работы в теплоту путем трения. На собрании Британской Ассоциации осенью 1843 года он сообщил свои первые результаты, приведшие его к заключению, что между затраченной работой и появившейся теплотой существует постоянное отношение, независимо от рода превращения. Правда, отдельные измерения сильно различались между собой, все же Джоуль считал относительную согласованность результатов достаточной для того, чтобы высказать общий закон. В одном докладе, представленном Французской Академии и напечатанном в ее "Comptes Rendus", Джоуль утверждает, что Майер не имел права производить своих вычислений, опирающихся на закон независимости удельной теплоты воздуха от давления, так как этот закон экспериментально доказан впервые им (Джоулем), тогда как в 1842 году господствовал противоположный взгляд. Майер мог, конечно, указать на ошибочность этого утверждения, так как доказательство, о котором идет речь, давно было сделано знаменитым опытом Гей-Люссака над истечением воздуха в пустом баллоне, причем не обнаружено было какое-либо изменение в общей сумме теплоты. В труде, появившемся в 1845 году, Майер и ссылался на эти опыты, как на основу своих вычислений. Тогда Джоуль промолчал; позже он повторил свое неосновательное утверждение; замечательно, что и теперь еще оно иногда повторяется в английских сочинениях.
Вышеупомянутое нападение Зейффера вызвано было краткой заметкой, помещенной Майером в "Augsburger Allgemeine Zeitung", под заголовком: "Wichtige physikalische Erfindung". В ней он излагает способ определения механического эквивалента тепла, основанный на пропускании воды под высоким давлением через узкое отверстие и измерении соответствующего изменения температуры, с одной стороны, давления и объема протекшей воды, с другой. По-видимому, здесь речь шла о видоизмененной форме опытов, производившихся Джоулем с 1843 года. Заметка напечатана была в 1849 году, после возникновения спора с Джоулем, так как первый ответ Джоулю Майер представил Французской Академии в 1848 году. Об этом Зейфферу ничего не было известно, так как в своей, изобличающей в авторе безграничное невежество, статье он называет солидным физиком только Фарадея, противопоставляя его фантазеру Майеру. Как известно, именно в этих вопросах Фарадей впал в одну из грубых ошибок, редко встречающихся в его богатой открытиями жизни.
Лишенный возможности возражать в той же газете, в которой на него произведено было нападение, Майер прибегнул к единственному возможному исходу - к выпуску отдельной брошюры. Она появилась в 1851 году, - в издании Landherr'а в Гейльбронне, под заглавием: "заметки о механическом эквиваленте тепла; в ней изложена в классически завершенной форме, сущность его открытия. Вместе с тем он здесь излагает свое теоретико-познавательное credo, представляющее такую чистоту и ясность понятий, какие в то время были исключительными, да и позже едва ли кому-либо удавались. Здесь, главным образом, изложены методологические основы энергетики, основателем которой нужно, без сомнения, считать Майера, хотя название и не им изобретено. Здесь в спокойной и ясной форме разбирается также вопрос о приоритете.
Этим очерком заканчивается творческий период в жизни Майера. Это - продукт последнего напряжения его сил, ибо появлению этого очерка непосредственно предшествовал несчастный случай, которой явился главным образом следствием разрушения этого, вообще, упорного организма чрезвычайно большим количеством работы и возбуждения предшествующего десятилетия. В мае 1859 года Майер в припадке умоисступления после бессонной ночи выбросился из окна своей квартиры, во втором этаже, причем получил столь сильные ушибы, что жизнь его была в серьезной опасности, и до конца жизни он прихрамывал. Майер приписывает причины припадка тщетным попыткам добиться возможности возражать на нападки Зейффера. Пролежав несколько месяцев и полечившись еще в Вильдбаде, Майер мог вернуться к практике и своим научным работам; в это время он и написал свои "Заметки".
Между тем упадок сказался весьма тяжелыми последствиями. Он, прежде всего, знаменует собой поворот от научных работ к все более захватывающей его религиозной болтовне. К этому присоединилось осенью 1851 года воспаление мозга; оно прошло очень скоро, но имело последствием то, что Майер помещен был в дом для умалишенных, сначала в частный - доктора Ландерера в Гёппингене, а затем насильственно переведен был в казенную больницу, во главе которой стоял доктор Целлер; здесь он должен был провести целый год, подвергаясь самому суровому режимы. Он был выпущен, как кандидат на тот свет, но стойко отказался признать, что его претензии на великое научное открытие покоятся на мании величия, и что он искал нечто, похожее на квадратуру круга.
Он был выпущен в 1853 году. Для отдыха он предпринял путешествие в Швейцарию, затем вернулся обратно в Гейльбронн, но за практику не принимался. Он всегда, безусловно, оспаривал, что был душевно болен, это доказано было и со стороны. Поэтому, он не хотел объявить публично о своем выздоровлении, так как этим он признал бы, что действительно был болен, и предпочел отказаться от официальной врачебной деятельности, хотя маленькая частная практика у него сохранилась. Состояние спасало его от нужды.
После этих событий Майер на десяток лет скрылся от общественного внимания. Между тем его идеи находили все большее распространение; в то же время начала развиваться термодинамика, благодаря трудам Клаузиуса, Томсона и др., и при этом вспомнили о Майере, как о первом исследователе, у которого зародилась основная идея. А сочинения его между тем, по-видимому, совершенно не читались, ибо большое число проводимых в них мыслей предлагаются другими. Незнакомство с его судьбой было так велико, что даже Либих в одном своем докладе, читанном в Мюнхене в 1858 году, упомянув об открытии Майера, как об основе современного естествознания, прибавил, что виновник открытия, к сожалению, нашел раннюю смерть в сумасшедшем доме. Это замечание вошло в реферат, помещенный в "Allgemeine Zeitung"; из Гейльбронна тотчас последовало опровержение, но оно прошло незамеченным. Заблуждение пустило столь глубокие корни, что попало даже в словарь Поггендорфа; впрочем, в прибавление к нему помещено опровержение, но оно большей частью не замечалось, ибо в тексте никакого указания, естественно, не было.
Майер между тем никакой определенной деятельностью не занимался и проводил время в безобидном обществе. Несправедливости, учиненной над ним в Виннентале*, он, конечно, забыть не мог; воспоминание о ней нередко приводило его в сильное возбуждение, которое, по согласующимся между собой показаниям, никогда не переходило в состояние умоисступления. Таким образом, это было вполне нормальное явление, состоявшее в том, что при появлении тех тяжелых воспоминаний наклонность и способность к самообладанию покидали его. В своей последней работе о разряжении, Майер рассматривает это явление, как необходимую реакцию организма, ограничение или подавление которой ни к чему хорошему привести не может.
* (Здесь находилась больница для душевнобольных. )
Только в 1862 году Майер снова выступил в печати, на этот раз со статьей под заглавием "über das Fieber" ("о лихорадке") в Архиве Врачебного искусства. По существу она представляет обновленное и расширенное изложение точек зрения, развитых уже в главном сочинении. В том же году сделан был первый серьезный шаг для открытого и всеобщего признания заслуг Майера, и, замечательно, не в Германии, а в Англии, родине ближайшего конкурента Майера. Джон Тиндаль, физик Королевского Института, на одном международном собрании ученых по случаю выставки в увлекательной форме развил основные положения механической теории тепла и в заключение назвал Майера, как творца этих идей.
Возникла продолжительная полемика, ведшаяся, главным образом, Тэтом под флагом научного патриотизма. В полемике этой снова сыграло роль уже приведенное неверное утверждение о недопустимости вычисления Майером механического эквивалента тепла. Тиндаль ответил главным образом тем, что перевел на английский язык сочинения Майера и напечатал их в "Philosophical Magazine". Этим он отдал дань чувству благодарности за личное развитие, полученное им в бытность студентом в Германии: здесь он слушал между другими Бунзена, находившегося тогда в расцвете своих молодых сил и казавшегося восторженно настроенному ученику самым идеальным воплощением немецкого профессора.
Между тем и Майер стал показываться публично, посещая ученые собрания. Все более и более пробивалось признание его заслуг. Первым формальным актом в этом направлении он обязан оригинальному химику, Шенбейну, исследователю явлений катализа: по его предложению Майер избран был в 1858 году почетным членом Базельского Общества естествоиспытателей. За этим следовали другие аналогичные отличия, вначале медленно, позже быстрее. При различных случаях Майер и тогда еще писал небольшие очерки и читал доклады, но значительно не выходил из круга своих прежних идей. К другим научным открытиям, в особенности к кругу идей, примыкающих к мыслям Карно и приведших ко второму основному закону энергетики, Майер, поскольку он был с ними знаком, относился отрицательно. Он высказался также против теории Дарвина. Последнюю позицию он занял, главным образом, в силу своих христиански-религиозных воззрений, все более овладевавших им со старостью, тогда как по выходе из больницы он считал себя совершенно свободным от них. Свои религиозные воззрения он при случае излагал публично (собрание естествоиспытателей в Иннсбруке 1869 года), чем вызывал нападки с противной стороны, неизбежно приводившие его в состояние возбуждения.
О росте внимания к трудам Майера можно судить и по тому, что "Полное издание его сочинений" считается уже многообещающим книгоиздательским предприятием. Это "Полное собрание" появилось в 1867 году в издании книгоиздательства Котты, того самого книгоиздательства, которое в свое время отказало Майеру в праве возражать против необоснованных нападок в "Allgemeine Zeitung". По этому незначительному факту можно судить, как сильно Майер был одержим швабским самоограничением, для которого по ту сторону границ маленькой родины прекращается свет, в котором можно чувствовать себя безопасно и приятно. В предисловии Майер замечает, что отказался от сделанного ему предложения составить учебник физики, в основу которого легли бы новые воззрения; к тому же такое предложение уже выполнено Тиндалем в его "Heat as a mode of motion" ("теплота как род движения"). На самом деле, нужно заметить, и в наши дни нет еще учебника физики, который сознательно и ясно с самого начала исходил бы из учения об энергии.
Спустя семь лет, потребовалось уже второе издание Собрания: "Mechanik der Wärme, in gesammelten Schriften von Robert Mayer"; в этом издании напечатано несколько новых докладов, читанных за эти семь лет. Третье издание выпущено было после смерти Майера, в 1893 году, Вейраухом, вместе с письмами и другим материалом, полезным для познания его жизни и мышления. Это весьма тщательное издание легло в основу настоящего очерка, и я не могу не заметить, что выдержки из писем и т. п., которые я отметил себе, как особенно важные, при изучении личных сообщений, напечатанных во втором томе, - что эти выдержки большей частью использованы в биографических очерках, помещенных издателем между отдельными статьями первого тома.
В 1872 году появилась критическая "История общих принципов механики" (Kritische Geschichte der Allgemeinen Principien der Mechanik) Евгения Дюринга, где Майеру уделяется особенно видное место в ряду других сотрудников по развитию энергетики, которых Дюринг частью подвергает суровой критике. Этим началась борьба между Дюрингом и Гельмгольцем, повлекшая за собою удаление первого из Берлинского Университета, где он состоял приват-доцентом: факт, стоящий в несомненном противоречии со свободой науки, свободой, каковой требуют университеты. Этот случай вызвал тогда весьма большое к себе внимание, и Майер, прочитавший в газетах об этом беззаветном борце за его славу, вступил с Дюрингом в переписку, приведшую впоследствии к личной встрече в Вильдбаде, за полгода до смерти Майера. При этом свидании Майер рассказал Дюрингу про мытарства, которые ему пришлось пережить в Геппингене и Виннентале из-за "мании величия". Дюринг описывал эти события на своих публичных лекциях, полных, вообще, глубокого интереса, и в первом томе своих "Новых основ рациональной физики и химии" ("Neue Grundgesetze zur rationellen Physik und Chemie") 1878, причем он называл Майера Галилеем девятнадцатого столетия.
Впоследствии он выпустил под таким же заглавием еще два томика, в которых судьба и мытарства Майера изложены в таком свете, как будто Майер подвергался планомерному преследованию со стороны "цеховых ученых". Весьма естественно, что человек, которому пришлось много перенести в борьбе со сплоченной корпорацией, склонен был и чужую судьбу рассматривать под тем же углом зрения. Однако если подвергнуть возможно более объективному анализу условия жизни Майера и, особенно, принять во внимание то, что сам Дюринг передает с его слов, то нужно считать причиной несчастий Майера реакцию ближайшей провинциальной среды, с ее узким умственным горизонтом, против величия его таланта. Своим нежеланием или неспособностью подыскать себе обстановку, более соответствующую его умственному росту (Майер, несмотря на все испытанные несправедливости, всю жизнь провел в родном городе Гейльбронне, если не считать нескольких поездок) сам обрекал себя разрушающим влияниям, частью, по-видимому, исходившим от домашних, частью ими усиливавшимся, причем в лучшем случае противопоставлял этим влияниям только пассивное сопротивление. Характерно, что Майер даже не пригласил к себе в Гейльбронне Дюринга, когда последний жил совсем недалеко, в Вильдбадене, а сам явился к нему, и позже писал, что родные были против приезда Дюринга. "Так как каждому известно, что я - дурак, то он и считает себя в праве учредить надо мною нравственную опеку".
Содействия своим научным стремлениям, хотя бы только в смысле изолирования себя от разрушающих факторов, Майер в рано заключенном браке, по-видимому, не нашел. Можно думать, что его заключение в Гёппингене и Виннентале могло продолжаться так долго только потому, что его жена, которая, как сообщают, отличалась твердым характером, не предпринимала никаких шагов для его освобождения. У Дюринга находим сообщение, что именно родня жены, жившая в Виннендене, недалеко от Винненталя, подала мысль о его лечении от мании величия; здесь мы можем найти разгадку пассивности супруги. То, что об этом мы ничего не находим в письмах и документах Вейрауха, значения не имеет, так как этот материал доставлен был Вейрауху семьей Майера после смерти последнего.
О последних годах жизни Майера можно сказать немного. В 1876 году он опубликовал свою последнюю работу о разряжении, где он рассматривает такие процессы, к которым, в противоположность процессам превращения энергии, неприменим основной закон: "causa aequat effektum" (причина эквивалента следствию). Эти процессы, как в главных чертах выяснено уже Лейбницем, имеют место в том случае, когда наличные количества энергии, способные и готовые к превращению, удержаны были от превращения каким-нибудь особенным обстоятельством, а потом внезапно приведены в состояние, способное к превращению. Такие случаи или процессы, количество работы которых не должно находиться ни в каком отношении к сумме энергии, готовой к превращению, называются разрядами. Майер особенно указывает на разнообразные случаи физиологического разряжения и при этом делает единственное публичное замечание об испытанной им несправедливости: "Из сказанного ясно, я хочу заметить, как противоестественна та безответственная рутина, которая при психических страданиях и умственных расстройствах, от которых ни одного смертного нельзя считать совершенно избавленным, подавляет столь необходимые разряжения в жестокой форме сумасшедших рубашек, сумасшедших стульев и кроватей. Это, конечно, способ, весьма удобный, не требующий решительно никакого искусства, но зато он причиняет несчастному громадный вред и в лучшем случае оставляет в нем чувство горечи. И тот, кто прибегает к этому бессмысленному способу, не должен претендовать на звание добросовестного врача!"
Вопрос о роли Майера в открытии закона сохранения, вопрос, отравивший ему жизнь, омрачил и последний период ее. Горячая полемика, предпринятая Дюрингом в пользу Майера, побудила Гельмгольца занять несправедливое отношение к последнему. В одной речи о мышлении в медицине Гельмгольц высказал следующие положения с весьма прозрачным намеком на Майера: "Поверхностные аналогии находить легко; это занимательно в обществе, и остроумные выходки скоро доставляют своему автору репутацию богато одаренного человека. Среди большого числа подобных мыслей найдутся неизбежно и такие, которые впоследствии окажутся наполовину, а то и совсем верными, ибо постоянно делать ложные догадки было бы чудом. В таком счастливом случае можно громко провозглашать приоритет автора на открытие; а если нет, то счастливая забывчивость покрывает ошибочные заключения. Иные приверженцы такого метода охотно помогают упрочению ценности "первой мысли". Добросовестные работники, боящиеся выносить свои мысли на рынок, прежде чем они будут подвергнуты всестороннему испытанию, прежде чем будут устранены все сомнения и установлены незыблемые доказательства, такие работники терпят при этом очевидный ущерб. Теперешний способ решать вопросы о приоритете только по дате первого опубликования, не принимая при этом во внимание зрелость работы, весьма благоприятствует этой ненормальности".
В рецензии, посвященной этой речи, Майер ответил следующее: "Араго, как известно, высказал положение: в вопросах приоритета решающим является только момент опубликования. Сообразно с этим положением, я постарался беглым очерком, помещенным в майской книжке Анналов Вёлера и Либиха за 1842 год, обеспечить за собою право приоритета на механическую теорию тепла и на впервые мною произведенное вычисление механического эквивалента тепла. Я должен согласиться, что положенное в почву семя тогда еще не созрело для жатвы. Но прошло едва 3 года, как в особом сочинении: "Die organische Bewegung и т. д.", 1845, я гораздо обстоятельнее обосновал названную теорию и применил ее в близко меня, как врача, касающейся области физиологии, а частью и патологии. Читатель, который потрудился взять в руки второе издание моей механики теплоты, Stuttgart 1874, легко убедится, что посеянное мною в 1842 году семя со временем достигло зрелости".
Позже Гельмгольц многократно пользовался случаем высказать более правильные суждения о работах Майера и таким образом старался исправить недооценку, сделанную им относительно Майера в начале своего выступления. Все же, он твердо придерживался того взгляда, что Майера следует рассматривать не как естествоиспытателя, а как спекулятивного теоретика. В опровержение этого мнения достаточно указать на "заметки о механическом эквиваленте тепла", содержащие столь зрелые методологические рассуждения, что они далеко превосходят все то, что достигнуто было в этом направлении учеными, которые, по мнению их современников, являются заведомо строгими естествоиспытателями. Наконец, собственное "доказательство" Гельмгольца для эквивалентной превратимости энергии покоится на гипотезе, справедливость которой ныне находится уже под сомнением, гипотезе, что все явления природы суть следствие механических центральных сил, тогда как вычисление Майером механического эквивалента тепла неизменно сохранило свое значение до наших дней. Что же касается общей идеи, то экспериментальной основой для нее служит как у Майера, так и у Гельмгольца доказываемая опытом невозможность perpetuum mobile или, точнее выражаясь, несотворимость и неуничтожимость энергии.
* * *
Если сопоставить биографии Майера и Дэви, то найдем в них гораздо больше черт различия, чем сходства. Это уже заранее говорит о том, что в лице Майера перед нами существенно другой тип исследователя.
Прежде всего, у нас нет ни одного известия о том, чтобы Майер в молодости особенно выдавался среди своих сверстников. Единственное, чем он отличался, это - легкость, с какой в его уме уживались необычные сопоставления и отношения (в форме поговорок и цитат). Это указывает на отсутствие столь распространенной боязни нелепостей. Другими словами, Майер уже в молодости обнаружил, что он не связывает своего мышления существующими шаблонами.
Что Майер не имел в школе никакого успеха и принадлежал к самым плохим ученикам в древних языках, это нормальное явление у будущих великих естествоиспытателей; случайности и произвольности, какими изобилуют все "естественные" языки, сильно отталкивают ум, стремящийся понять фактические соотношения, ибо изучение таких пустяков не только не содействует, но, наоборот, вредит умственному развитию будущего великого естествоиспытателя. Нужно заметить, что речь идет не о сознательной оценке, обусловленной какими-нибудь внешними влияниями, а о совершенно инстинктивной реакции, шедшей, наоборот, в разрез со всеми сознательными влияниями в школе и дома. Ибо слепое почитание "классического образования" нигде, быть может, так не процветало, как на родине Майера.
Студенческий период, не отмеченный никакими научными отличиями, свидетельствует о том, что Майер принадлежит к натурам, медленно развивающимся. Уже поэтому мы можем с вероятностью отнести его к классическому типу исследователей.
Тот случай, что он добровольным голодом заставил освободить себя из заключения, говорит об упорной воле. Но выбранное средство указывает на то, что воля эта была направлена более пассивно, чем активно. Дэви в подобных обстоятельствах, вероятно, вырвался бы из заключения с опасностью для жизни.
Весьма замечательно, что в этот период жизни мы не находим у него ни малейшего следа умственной работы в направлении его позднейшего великого открытия. Эта пустота продолжается, как видно из его дневника, до того момента, когда его сознание среди совершенно необычайных ощущений, подобно молнии, озарила великая идея.
Эти необычайные ощущения, о которых сам Майер говорит, что он никогда ничего подобного не переживал, ни до, ни после, показывают, что тогда, на двадцать шестом году жизни, ум его в первый раз пережил процесс творчества новых идей. Весьма поздний возраст, в каком впервые обнаружилась эта способность, также подтверждает медленную производительность и классический тип. Здесь мы находим объяснение тому, что до тех пор Майер подобных ощущений не испытывал. Что они позже не переживались Майером, объясняется тем, что вторых умственных родов у него не было. Вся дальнейшая жизнь Майера была посвящена развитию одной этой идеи. Ибо у исследователей, рождающих на свет разнообразные идеи, сильные ощущения такого рода повторяются многократно, если они, быть может, и неодинаково явственно выражаются при каждом отдельном акте рождения.
Точно так же весьма замечательно первоначальное свойство его таланта. Мы видели, что вначале речь шла только о формальной идее, а именно, об аналогии между веществами и силами: и там, и здесь качественная изменчивость при количественном постоянстве. Чрезвычайная сила, с какой эта идея немедленно овладевает умом Майера, указывает на то, что она, вероятно, долго подготовлялась в области бессознательного, так что сразу, как в сильно пресыщенном растворе, прорвалась целая сума отдельных взглядов, для того. Чтобы образовать прочный кристалл, т. е. сложиться в общую идею. Тем, что сразу вскрылся целый ряд давно инстинктивно искавшихся отношений между известными фактами, выясняется интенсивность убеждения в правильности или лучше в плодородности вновь добытого созерцания. Здесь намеренно употреблено слово "созерцание", ибо тогда еще не было ясности в понятиях; было в наличности только непосредственное чувство, что правильный путь найден. Действительно, пройти этот путь так, чтобы облечь в научную форму то, что добыто воззрением, это оказалось задачей совсем другого рода, для разрешения которой Майер был очень плохо подготовлен. В истории науки трудно найти другой такой случай, в котором различные ступени происхождения научного открытия так явственно разграничивались бы одна от другой. И это является следствием медленной работы ума Майера.
Он сосредоточился исключительно на этой мысли, которая вначале, по-видимому, не поддавалась никакой, вообще, формулировке, ибо в противном случае дневник был бы заполнен этим новым содержанием. Мы можем представить себе, как мысль Майера все снова сопоставляет доступные ей факты с новой точкой зрения и скорее чувствует, чем познает их совместимость. Это была ценная подготовительная работа, подготовка к позднейшей строгой разработке того же материала после того, как найдено было выражение для объединяющей идей в формах существующей науки.
Этой задаче он отдается немедленно по возвращении на родину. И здесь условия для этой работы до нельзя неблагоприятны, ибо он не находит никого, с кем мог бы с пользой поговорить об интересующем его вопросе. Своему молодому другу Бауру он должен был написать три письма, пока тот решился ответить ему. Он обращается к каждому, от кого мог бы ожидать какой-нибудь помощи или хотя бы участия в своем деле, и проникается трогательной благодарностью за малейшее проявление интереса или хотя бы понимания. Будучи медиком, он знал физику в весьма недостаточном объеме, - тогда преподавание физики медикам было поставлено еще хуже, чем теперь, хотя и теперь оно, к сожалению, еще оставляет желать весьма многого; он пытается ориентироваться в учебниках, где он все снова находит величину mc, как меру силы. Не осмеливаясь усомниться в пригодности этой величины, как меры силы, и нисколько не сомневаясь в верности своей идеи, он пытается совместить то и другое, причем впадает в жестокие ошибки. Устроив кое-как сожительство обоих, противоречащих друг другу, понятий, он пытается изложить на бумаге все, о чем так часто писал и говорил своим друзьям, и рукопись посылает Поггендорфу.
Здесь счастье ему улыбнулось, быть может, единственный раз за всю жизнь: рукопись не возвращается ему и не печатается. Последнее избавило его от публичного скандала, который мог бы надолго отвернуть от него лучших специалистов. Первое заставляет его вновь формулировать свои воззрения.
С этим временем совпадают оба визита у профессоров в Тюбингене и Гейдельберге. Подробное содержание происходивших при этом бесед нам неизвестно, мы находим только уверение Майера, что они его не опровергли. В то же время в ходе мыслей Майера совершается два решительных поворота. Во-первых, он вводит энергию расстояния или "силу падения", по его терминологии, тогда как до того он оперировал только с количествами движения и выражал свой закон в следующей форме: движение превращается в теплоту. Во-вторых, одновременно с введением силы падения, он начинает (в письме к Бауру, в начале которого есть указание на встречу с Nörremberg'ом) пользоваться явлениями сжатия и расширения газов для выяснения занимающих его вопросов. Нет сомнения, что именно эти два пункта спасли идею Майера от смерти. О втором пункте нет надобности распространяться, ибо в то время мог быть только один способ вычисления механического эквивалента - посредством теплоемкостей газов. Что касается первого пункта, то благодаря ему Майер впервые пришел к количеству работы, как произведению из веса на высоту, сравнимому с количеством тепла, так как они - одного измерения. Введение этой величины заставило его, вместо момента mc, ввести, как соответствующий продукт превращения энергии движения, ½ mc² (или, как он писал, mc²), и, таким образом, все приведено было в порядок
В работу 1842 года нам уже не приходится внести никаких поправок, кроме недостающего множителя ½ у величины mc², и устранения неосторожного замечания, что лед даже самым сильным давлением нельзя обратить в воду.
Эти процессы представляют весьма замечательный переход глубокой идеи из состояния в некотором роде бестелесности, т. е. из состояния пребывания в сознании своего творца, не будучи еще выраженной в понятиях, в телесную форму. При малой скорости умственной работы, у Майера очень растянуты отдельные ступени этого процесса, в быстро работающем уме совершающегося в очень короткий срок. Подобно тому, как у поэта, как это описывает Шиллер, процесс воплощения художественного произведения начинается своеобразным музыкальным настроением, т. е. предвосхищением того впечатления, которое законченное произведение произведет или должно произвести на читателя, точно также научное чутье предвосхищает позднейший результат, задолго до того, как найден подходящий путь для его достижения.
Известен также ответ Гаусса, другого исследователя классического типа, на вопрос о состоянии одной известной работы: "Мои результаты мне уже давно известны; я только не знаю, как я к ним приду". И у него концепция идеи и ее воплощение в форме хорошо обоснованной теории разделены были большим промежутком.
С этим Майер вступил из периода творчества в период оформления свое работы. Он сознавал, что его идея распространяется на всю физику, химию и физиологию; но он, однако, заранее отказался провести ее через все эти области. Он ограничился только двумя областями: наиболее близкой ему, как медику, физиологией и фигурирующей уже в его первых попытках оформления идеи астрофизикой. Если в первой он нашел уже подготовительную работу Либиха, то во второй он был пионером. Либиху, конечно, недоставало ясной постановки вопроса и ясного ответа, но он так подготовил проблему, что нужно было только подойти с ключом закона эквивалентности, чтобы разрешить загадку. В астрофизике же, как и в механике, Майеру предстояла борьба с понятием силы, введенным Галилеем, как центральным понятием, легшим в основу и механики тяготения Ньютона. Майер прежде всего должен был сам развить формулу для общего значения энергии расстояния, приведшую его к важному понятию максимальной скорости, с которой мировое тело может достигнуть земли или солнца. Только таким образом можно было подойти с числовым критерием к развитой им теории сохранения солнечной теплоты, благодаря падению космических тел на солнце.
Для первого серьезного труда потребовалось три года, для второго - следующих два. Если и примем во внимание его практическую деятельность и вступление в брак, то и тогда этот период нужно признать продолжительным, особенно по сравнению с быстротой работы гения романтического типа. Хорошо известно, что практика начинающего врача обыкновенно оставляет ему довольно много времени для других занятий, а письменное сообщение тестю о благоприятном развитии практики свидетельствует о том, что к тому времени она лишь начала развиваться; следовательно, вначале она была невелика. Что касается женитьбы, то, если она совершается в молодые годы, она обыкновенно скорее повышает работоспособность, чем подавляет ее. Таким образом, медлительность - органическая особенность производительности Майера, в силу чего он является представителем классического типа.
Вместе с тем мы преисполняемся чувством изумления перед тем упорством, с каким он, несмотря на неудачи, стремился к достижению цели, к уяснению мучившего его вопроса. Если Ньютон, тоже классик, по его собственным словам, нашел путь к своим открытиям, благодаря упорному и неустанному размышлению, то совершенно такую же манеру работать мы должны предполагать и у Майера. Делая только маленькие шаги и постоянно возвращаясь назад, прежде чем сделать следующий шаг вперед, Майер, таким образом, между всеми существующими возможностями нашел правильный путь. Написав первую большую работу, он посылает ее для просмотра некоторым своим друзьям и многократно перерабатывает ее, прежде чем в окончательном виде отдать в печать.
Еще большего удивления заслуживает преодоление им неблагоприятных внешних условий. То, что он ушел из латинской школы с очень плохим аттестатом, вероятно, навсегда определило отношение его земляков к его умственной ценности, ибо нигде в мире не придается такого значения результатам выпускного испытания, как в Швабии. И окружавшие его люди, считавшие себя компетентными, с самого начала относились к нему с предубеждением, считая его ни на что путное неспособным, и на его притязание, что он сделал значительное открытие в науке, смотрели как на смешную и достойную порицания дерзость. Его корреспонденты часто видят себя вынужденными извиниться за то, что без размышления приписывали ему грубые ошибки там, где просто не понимали его. Кроме его старшего брата, получившего отцовскую аптеку, да медика Гризингера, которому ясна была физиологическая часть работы Майера, он в своем кругу не нашел приверженцев, и еще меньше нашел он их вне своего круга. И в собственном доме его занятия вещами, весьма далекими от практической жизни и требующими только расходов (на печатание первой работы) не вызывали, по-видимому, сочувствия и тем более содействия.
И после такого времени самой напряженной работы, направленной на один вполне определенный пункт, работы, встречавшей столько внутренних и внешних препятствий, с неизбежностью должно было наступить умственное переутомление, приведшее к первому припадку с несчастным прыжком из окна. Модно представить себе, с какой упорной настойчивостью чувство, оскорбленное грубой несправедливостью, сверлило измученный мозг исследователя в ту бессонную ночь, не предлагая никакого средства отпарировать удар, и как, наконец, совсем сломлена была его сила сопротивления, так что не могла не наступить катастрофа, как "разряжение". И немедленно по выздоровлении, свободный от притеснений и непосредственной домашней обстановки (Майер после болезни отдыхал некоторое время в Вильдбаде), первой его мыслью было добиться научной реабилитации. Эта безусловная потребность предстать перед обществом свободным от ошибок, тоже является никогда не отсутствующим признаком классического типа, тогда как для романтика это не существенно. Это вытекает из самой манеры работать, присущей классику, и его весьма тщательного отношения к каждой мелочи в своей работе; естественно, что он весьма чувствительно относится к упрекам в небрежности и неточности.
Нужно думать, что это защитительное сочинение было написано кровью Майера, исчерпав последние его силы. По стилю и содержанию это не видно; наоборот, оно поражает, если представить себе условия, в каких оно писалось, почти сверхъестественной веселостью. Это можно объяснить только тем, что задерживающие центры, обычно предохраняющие от истощения последних запасов энергии в интересах сохранения организма, в данном случае, вследствие предшествовавшего возбуждения и болезни, не действовали. Таким образом, Майер с наслаждением истекал последней кровью, и в результате - неизбежная катастрофа.
И она скоро обрушилась в виде воспаления мозга, которое Майер считает началом следующего периода. Скверное обращение психиатров, которое само по себе должно было возмущать каждого несчастного, попавшего в их руки, в данном случае приняло особенно острую форму вследствие отношения Майера, как врача, к такому методу лечения. Что Майер окончательно не погиб в такой обстановке, этим он обязан необыкновенной силе сопротивления его организма, о чем достаточно говорит его прежняя жизнь.
При таких условиях нет ничего удивительного в том, что производительность Майера исчезла и на будущее время. Следует, быть может, спросить, не исчезла бы она и без этих мытарств, только в силу истощения предшествующей работой, приведшей к первому заболеванию. На Дэви мы, ведь, видели, что напряжение, связанное с великими открытиями, может даже при самых благоприятных внешних условиях закончиться острым кризисом. У Майера к тому же была еще одна причина для истощения производительности, а именно то, что у него не было достаточного подготовительного образования, что он, при прочих, весьма неблагоприятных условиях, должен был заниматься не только творческой работой, направленной на рождение главной идеи, но и пополнить свое предварительное образование и приобрести таким образом необходимое интеллектуальное орудие.
Выступающие в этот период религиозные переживания, являются реакцией утомленного мозга против притязаний абстрактной умственной работы, причем самый характер этих переживаний предопределен юношескими впечатлениями, вынесенными из семинарии. По его выздоровлении религиозное настроение уступило место противоположному настроению, но возвращению к научной работе мозг сопротивлялся еще почти десять лет. По сообщению Дюринга, Майер объяснял свою бездеятельность тем, что его считали уже мертвым, и потому он сообразно с этим и жил. Нет сомнения, что это вполне искреннее мнение Майера, но в то же время нельзя сомневаться и в том, что это только кажущееся объяснение, принятое им потому, что он не мог найти другого. Ибо если б у него была потребность в научной работе, потребность, присущая творческому мозгу, то ничто не могло бы его удержать. Так он на все махнул рукой, расходуя маленькие запасы время от времени накоплявшейся энергии на те страстные вспышки, подавлять которые он уже не был в состоянии. Главные недостатки только весьма медленно несколько излечивались, и, наконец, Майер снова начинает мало-помалу проявлять интерес к науке. Можно даже вынести такое впечатление, что он сам как будто считал свои произведения позднейших лет равноценными главной работе, ибо еще в последний период жизни он выразил намерение обстоятельно обработать свое сочинение о разряжении и представить его на соискание премии. Однако это намерение не приведено было в исполнение.
Резюмируя, мы должны сказать, Майер для осуществления своей главной работы пожертвовал всеми своими производительными силами, и что восстановление части этих сил, которое при более благоприятных условиях могло бы иметь место, сделали невозможными, вероятно, те мытарства, которые доставила ему жестокая среда, отличавшаяся умственной узостью.
Здесь уместно будет сказать несколько слов о женитьбе Майера. Дюринг со слов Майера говорит, что она оказала неблагоприятное влияние на судьбу последнего. Жена была рычагом, посредством которого провинциалы-филистеры упражняли на выдающемся уме свою инстинктивную потребность в подавлении чужих стремлений. У Дэви жена тоже оказалась орудием, при помощи которого "эта притягивающая к земле сила" действовала на гения. И если бросить взгляд на жизнь других руководящих умов, то довольно часто оказывается, что или их брак был неудачен, или же они совершенно воздержались от брака. На причину этого поразительного явления я уже указывал в свое время в другом месте, и так как речь идет не об обвинении, а о понимании, то я считаю уместным повторить в общих чертах свою точку зрения на это явление.
Человек, в противоположность ко всем другим существам, одарен способностью не только к сохранению, но и к совершенствованию, так что в его жизни выступает двойная задача: задача сохранения и в некотором роде противоречащая ей задача улучшения. Ибо для того, чтобы улучшить существующее, оно должно быть не сохранено, а разрушено. Установление равновесия между этими двумя биологически обусловленными стремлениями удается не без конфликтов. Обе эти тенденции так распределены между полами, что мужчинам дороже прогресс, женщинам - сохранение. Отсюда с необходимостью вытекает, что именно руководящие умы человечества (которые до сих пор представлены исключительно мужчинами), являющиеся авангардом прогресса, меньше всего сочувствия содержанию своей деятельности находят у женщин, как бы велика ни была симпатия последних к этим выдающимся людям, как к личностям. Возникающие отсюда конфликты, сначала между матерью и сыном, выражены с поэтической силой в одной строке песни Гуттена "Ich hab's gewagt!": "И плачет ли моя благочестивая мать" ("Und ob mein fromme Mutter weint"). Здесь помогает только слепая любовь, которая в доверии к душевным качествам ребенка не спрашивает об интеллектуальном содержании его деятельности, - неизбежная пропасть просто обходится.
Но в случае брака такие естественные конфликты обостряются как, благодаря приблизительно равному возрасту супругов, обусловливающему одинакова сильное развитие соответствующих чувств, так и потому, что и в интересах детей, будущности которых, как кажется, угрожает деятельность мужа, ставящая его в противоречие со средой, жена будет сопротивляться этой деятельности. Сопротивление это может быть, смотря по темпераменту, пассивным или активным. Во всяком случае, здесь выступают мотивы, коренящиеся в сильнейших инстинктах женской природы, и человеку, привыкшему к научным суждениям, конечно, и в голову не придет в проявлении этих непреодолимых стремлений, от сохранения которых зависит сохранение народа и, в конечном счете, человечества, искать повода для нравственных упреков. Такие супружеские конфликты принадлежат, вообще, к ряду тех сопротивлений, которые приходится преодолевать всем духовным вождям. А на примере Майера мы видим, как мешают, даже вредны и опасны также старые женщины мужского пола, те филистеры, которые, будучи инстинктивно враждебны всякому прогрессу, сопротивляются ему и тогда, когда он никакого влияния на условия их личной жизни оказать не может. Майер с молодости был настроен, ведь, консервативно как в политическом, так и в религиозном отношении. Это, однако, не защитило его от великого гнева окружающей среды, когда обнаружилась его смелость стремиться к великому открытию, хотя среда эта была, вообще, равнодушна к физике, к области которой относилось открытие.
Остается вопрос, каким образом устранить или, по меньшей мере, смягчить те сопротивления, которые возникают в доме великого исследователя, вследствие неизбежного противоречии между его внутренним призванием и инстинктами жены и матери. Ответ - такой же, какой дан выше относительно матери: если исследователь имел счастье связать свою судьбу с женщиной, которая безусловно доверяет ему и видит свою задачу в том, чтобы облегчить супругу его тяжелый жребий и работу его ума, держа его вдали от неприятностей повседневной жизни, то она дает человечеству самое лучшее, что она со своей стороны может дать, и в то же время она доставляет как себе, так и мужу максимум счастья, какой достижим при наличных условиях.
Если суммировать все биологические данные, то перед нами трагическая судьба человека, раздавленного под тяжестью выпавшей на его долю умственной работы. Внезапность, с которой впервые вынырнула в его сознании основная идея, и с какой он затем нашел выход из первоначальных заблуждений, эта внезапность указывает на то, что только в редкие счастливые моменты ум Майера поднимался на высоту той ясности, какой требовала проблема, быть отцом которой ему предназначено было судьбою. Ибо нужно иметь в виду, что исследователь отнюдь не может говорить: это я хочу открыть; он - дитя своего времени, и потребность времени предписывает ему, что он должен сделать. Естественно, и у исследователя должны быть налицо необходимые условия: достаточная духовная свобода стать независимым от рутины и без предубеждения подойти к проблеме. В данном случае задача была облегчена тем, что Майер, вообще, незначительно обременен был школьной мудростью, ибо и экзамен в Голландии прошел довольно умеренно*.
* (Устное сообщение профессора E. Cohen, просмотревшего в Гааге экзаменационные протоколы. )
Таким образом, благоприятные условия - духовная изолированность и хорошее здоровье, - позволявшие всю умственную энергию сосредоточить на немногих научных идеях, иногда поднимали научную работоспособность Майера на чрезвычайную высоту, какая была необходима для концепции основной идеи. То же самое можно сказать о решающем повороте осенью 1841 года, когда способности естественно повысились, благодаря переживаниям и чувствам, непосредственно предшествовавшим вступлению в брак.
Но этим высшим точкам не соответствовали разделяющие их промежутки. Майер сам всю жизнь оставался в известном смысле провинциалом. В Париже он жил в тесном кругу своих земляков. В своем путешествии он был совершенно изолирован, и даже в то время, когда он особенно захвачен был оформлением своей идеи, он не идет дальше Тюбингена и Гейдельберга. В то время, как Дэви стремится в водоворот большого города, чтобы там найти удовлетворение своим потребностям в работе и личном развитии, Майер, наоборот, все втягивается в раковины своего тесного круга, столь подавляюще и разрушающе действующего, как на него самого, так и на его работу. Незачем долго распространяться о том, что это было необходимым следствием медленности умственных процессов Майера. Эта медленность порождает чувство неуверенности по отношению ко всему новому и неожиданному, а вместе с тем и потребность бежать от условий, в которых часто возникает новое и неожиданное. По той же причине Майеру не дано было лично привлечь на сторону своей идеи воодушевленных и преданных учеников, которые радостно делили бы с ним труд по разработке и распространению сокровища. Майер сам сознавал неизмеримость задачи, равно как и то, что он один может разрешить только совсем маленькую часть ее. Но он не имел счастья и, вероятно, способности воспламенить своей душой родственные души. Даже радушному другу Бауру, охотно помогавшему ему своими математическими познаниями, он не мог внушить действительного убеждения в глубоком значении новых идей. И это - особенность классического типа, у которого отсутствие способности лично влиять компенсируется способностью влиять печатными трудами.
Таким образом, унаследованные особенности характера помешали Майеру, во что бы то ни стало поставить себя в такие условия, в которых его подавляюще крупное дарование могло бы планомерно развиваться. Не место порицать там, где нужно наблюдать и описывать. Но эти особенности привели к тому, что величайшее открытие девятнадцатого века принесло своему первому носителю во всех отношениях личное несчастье.