Обогащаясь все новыми открытиями и теоретическими исследованиями, учение об электромагнетизме привлекало к себе внимание самых широких научных кругов. Не прошло и полутора лет с того момента, когда был опубликован трактат Эрстеда, как уже возникла потребность в специальной работе, которая бы проследила и суммировала историю вопроса, представив в последовательном изложении весь пройденный этап. Раньше других это понял Филлипс, который, подобно Фарадею, достиг видного положения в научном мире исключительно благодаря усиленной работе над самообразованием. По инициативе Филлипса и Дэви Фарадей и занялся изучением развития новой области в учении об электричестве.
Это было очень трудной и сложной задачей. Фарадею пришлось работать буквально на невозделанной почве: не было предшественников, у которых он мог бы что-либо заимствовать. Тогда, как, впрочем, и теперь, специальных работ по истории электричества было очень мало. Неизвестно, знал ли Фарадей те весьма немногочисленные сочинения, касавшиеся темы о началах учения об электричестве, изданные, главным образом, в XVIII веке[2].
Чаще всего исторические события становятся предметом специального исследования далеко не сразу. Фарадею же пришлось писать об области, открытой не так давно. Но это имело и свою положительную сторону. Еще свежи были в памяти все события, и не представлялось слишком затруднительным собрать фактический материал, который мог бы служить основой исторического изучения вопроса.
Прежде всего Фарадей ознакомился с периодической и монографической специальной литературой. Но, будучи убежденным экспериментатором, он не довольствовался изучением одних литературных данных. С присущим ему трудолюбием Фарадей повторяет все описанные опыты. Никто до него, да и мало кто после в истории науки, так тщательно не изучал трактуемые явления.
Таким образом в вопросах развития учения об электромагнетизме Фарадей был компетентнее всех своих современников. Тем не менее и здесь проявляется основная черта его характера — скромность. В предисловии к работе, озаглавленной им «Исторический обзор электромагнетизма», он описал: «Просматривая в последнее время материалы, относящиеся к электромагнитным явлениям, я лишь с большими трудностями мог получить ясное представление о том, что и кем было сделано в этом направлении, вследствие чрезвычайного разнообразия электромагнитных явлений, многочисленности теорий, выдвинутых для их об'яснения, неопределенности дат их появления и многих других обстоятельств. Это побудило меня составить каталог всех материалов, которые я мог достать, и расположить в некотором общем порядке их содержимое. Эта попытка ни в какой мере не претендует на то, чтобы дать правильное представление об электромагнитных явлениях и о том, что было сделано в этой области; тем не менее, быть может, вы найдете возможность опубликовать эту работу ввиду отсутствия более научного и более систематизированного сочинения на эту тему. Это произведение не может дать ничего нового для тех, кто работал в данной области, открытой не так давно для научного исследования, но она все же будет полезна для информирования широких кругов о том, что было сделано исследователями в этом направлении. Ведь после того как определенные научные истины добыты, необходимо их распространить возможно шире».
Свое сочинение Фарадей разбивает на две части, в которых весьма подробно описывает экспериментальные и теоретические работы многочисленных ученых в различных странах. Он старательно приводит установленные им даты, определяет города, научные организации и журналы, где появились сообщения о новых достижениях. При этом его сочинение не производит впечатления голой регистрации фактов, а представляет собой связное изложение изученного им материала с сопоставлением работ различных ученых, а в ряде случаев — и с критическим подходом к трактуемому вопросу.
Верный своему желанию «возможно шире распространить добытые научные истины», Фарадей с максимальной подробностью об'ясняет описываемые им факты. Его сочинение, посвященное специальному вопросу, становится в силу этого доступным и малоподготовленному читателю. Здесь, как и в дальнейших своих сочинениях, он удачно применяет графический метод изложения. Ясный и вразумительный текст дополняется иллюстрированным материалом — прекрасно сделанными чертежами, которые облегчают понимание описываемых явлений. Обращает на себя внимание удачное выделение Фарадеем основного при максимальном стремлении ничего не упустить и все отметить. В наши дни, когда наука об электричестве и магнетизме накопила такое множество данных, эта задача не представляется такой трудной, но в то время, когда делались первые, несмелые шаги, нужно было обладать особым научным чутьем, чтобы разобраться в ряде крупных и мелких открытий и загадочных явлений.
Начальный период учения об электромагнетизме отмечен в истории науки не только великими открытиями, но и глубокими заблуждениями. Так, например, знаменитый французский ученый Френель в том же, 1820, году заявил Парижской Академии наук, что ему удалось разложить воду посредством магнита. Присутствовавший при этом Ампер в свою очередь заявил, что он наблюдал нечто вроде возбуждения электрического тока при помощи магнита. Казалось, что удалось обратить явление Эрстеда, т. е. превратить магнетизм в электричество. Однако через некоторое время, тщательно проверив опыты, оба ученые убедились в поспешности своих заключений и были вынуждены признать свою ошибку.
В такой сложной и напряженной обстановке Фарадею приходилось давать уже об ективную оценку всего происшедшего с момента появления трактата Эрстеда. Задача осложнилась еще тем, что ни одна из выдвинутых теорий электромагнетизма, как, например, так называемые теория «трансверсального магнетизма» или теория «тетраполярного магнетизма», не пользовалась всеобщим признанием и не могла об'яснить с единой точки зрения все известные тогда электромагнитные явления. В это время и была предложена Ампером его знаменитая теория магнетизма, далеко не сразу получившая признание и подвергавшаяся долгое время многочисленным нападкам.
Французский ученый в результате ряда экспериментальных и теоретических работ сводил магнитные явления к чисто электрическим эффектам. Фарадей отметил это в своем сочинении. Но, помня, что всякая научная теория нуждается в тщательном и всестороннем подтверждении опытами, он подчеркивает: «В настоящее время я считаю более правильным говорить о фактах, открытых учеными, чем о теориях, связанных с ними». Деляриву Фарадей писал о своем скептицизме по отношению к естественнонаучным теориям. Поэтому он быстро усмотрел, что теория Ампера «во многих местах не основывается на опытах», и находил у него «большой недостаток в опытных доказательствах». Но поставленные Фарадеем самостоятельные опыты послужили, как он сам и отмечает, «подтверждением теории Ампера».
Работа Фарадея над историческим очерком оказалась весьма плодотворной. Блестяще освоив и осмыслив все, что было сделано за предыдущее время, он сам задумал продвинуть глубже вопросы и в своих исследованиях пошел по новому пути. Эрстед и его последователи, в том числе Ампер и Араго, изучали притягательное и отталкивательное взаимодействие электричества и магнетизма. Фарадей же искал и добился того, что магнитная стрелка непрерывно вращалась вокруг полюса магнита. Это открытие представляло собой чрезвычайно важный вклад в науку об электричестве и доставило Фарадею мировую известность.
Исключительно важным оказалось оно и для практического применения электричества. Фарадей впервые осуществил непрерывное превращение электрической энергии в механическую. Именно 1821 год надо считать годом возникновения электродвигателя как орудия, превращающего энергию электрическую в энергию механическую. Возникновение электродвигателей и генераторов связано с именем Фарадея: он выяснил их физические основы и тем самым раскрыл неограниченные просторы для технического творчества многочисленных изобретателей, создавших современные электрические машины.
Практическое значение открытия выяснилось, конечно, гораздо позднее. Во времена Фарадея оно рассматривалось лишь как значительное, но чисто научное достижение. Фарадей, несомненно, понимал, что открытое им явление далеко не заурядно; тем не менее, он чрезвычайно скромно оценивал свой вклад в науку. Следующими словами он начинает описание открытия электромагнитного вращения:
«Когда в начале прошлой недели я производил опыты по определению положения магнитной стрелки по отношению соединительного провода вольтаического устройства, я был приведен к ряду опытов, которые, как мне кажется, открывают некоторые новые виды на электромагнитное действие и на магнетизм вообще, а также вносят большую определенность и ясность в уже имеющиеся представления. Столько выдающихся людей уже экспериментировало по данному вопросу, что мне следовало бы сомневаться в моей способности сделать что-либо новое или интересное, если бы мне не казалось, что мои опыты могут значительно примирить существующие на этот счет противоположные мнения. По этой причине я решаюсь опубликовать их в надежде, что они могут сделать эту важную отрасль более совершенной».
Однако ценнейшее открытие Фарадея принесло ему не только славу. Ему крупная победа была
