Уиллард Гиббс (Willard Gibbs) (1839 - 1903)

Познавая мир изменений

Рис. 39. Уиллард Гиббс (Willard Gibbs) (1839 - 1903)

С трибуны выступал великий английский ученый Кларк Максвелл. Его речь внимательно слушали королева Виктория и международное собрание наиболее известных ученых Европы. Темой его выступления было блестящее научное исследование одного неизвестного молодого американца - "профессора Уилларда Гиббса, йельский колледж, США". Это происходило в Лондоне в 1876 году.

Музыка, шум и суета филадельфийской Выставки Столетия заслонили от американцев тот факт, что другая довольно могущественная нация - международная нация ученых - также устраивала свою выставку. Две сестры - английская королева Виктория и германская императрица совершили в Саут-Кенсингтоне тот же торжественный ритуал, что Дон Педро и президент Грант в Филадельфии, и Международная выставка исторических научных приборов была открыта.

Речь Максвелла о Гиббсе была необычайной в своем роде: ученый, находящийся в зените славы, превознес никому не известного молодого человека. Но Максвелл предвидел, что имя Гиббса в будущем займет свое место среди бессмертных имен науки. Всего несколько месяцев назад Максвелл заявил, что благодаря неизвестному американцу "проблемы, которые в течение долгого времени были не под силу ни мне, ни моим коллегам, теперь легко поддаются разрешению".

Казалось бы, такая восторженная поддержка великого человека перед лицом именитых экспертов должна была принести молодому ученому немедленное признание. Однако этого не случилось. Ни одно научное достижение не может быть оценено, если не существует достаточных знаний в той области науки, к которой оно относится. В 1876 году американские и европейские ученые еще слишком мало разбирались в химических и физических процессах, чтобы оценить открытие Гиббса. Вот почему лондонские газеты не уделили места докладу Максвелла. По этой же причине о нем не писалось и в американских газетах. Сам Гиббс тогда не узнал о докладе Максвелла. В то время в доме 121 по улице Хайстрит в Нью-Хэвене говорили главным образом о приближающемся летнем отпуске и планах снять маленький домик в Адирондаке или Белых Горах.

Джозия Уиллард Гиббс, которому в тот год исполнилось тридцать семь лет, стройный человек, с худощавым бородатым лицом, проницательными голубыми глазами и тонким чувством юмора, был профессором математики и теоретической физики Йельского университета уже в течение пяти лет. Он остался холостяком и жил в семье своей сестры. Для ее детей он был "нашим дядей Уиллом", который умел прекрасно готовить салат, топить печи, катался с ними на санках и рассказывал удивительные истории.

Позже им пришлось убедиться, что он знаменитость, но сам он об этом никогда не обмолвился ни словом. Даже если бы ему стало известно о речи Максвелла, вероятнее всего, он не рассказал бы об этом семье. В течение своей жизни он получил девятнадцать наград и почетных дипломов, в том числе главную международную премию за научные достижения. Но даже самые близкие его друзья не знали о его успехах в полной мере до тех пор, пока не прочли некролога в газетах.

Физик Уиллард Гиббс родился в 1839 году. Он принадлежал к тому же поколению, что и Джордж Пульман, Пирпонт Морган и Джон Рокфеллер. Он вырос в той же Америке, что и они, подвергался тем же влияниям, но тем не менее пошел по иному пути.

В течение шести поколений его семья славилась в Новой Англии своей ученостью. Один из его предков был президентом Гарвардского университета, другой - секретарем Массачузетской колонии и первым президентом Пристонского университета. Отец Гиббса считался выдающимся теологом.

Когда Гиббсу было десять лет, он начал учиться в небольшой частной школе в Нью-Хэвене, расположенной в том же квартале, что и его дом. Он рос тихим, застенчивым мальчиком, всегда следовал за другими, никогда не был вожаком, но и никогда не оставался в стороне. В 1854 году, когда пришло время сдавать вступительный экзамен в Йельский университет, он сознался одному из профессоров, близкому другу семьи, что, хотя он хорошо подготовился, тем не менее поступать не будет. Он боялся, что не выдержит пытки устных экзаменов перед целой комиссией. Профессор Тэчер сочувственно спросил его, каких именно вопросов он боится и как бы он на них ответил, если бы его экзаменовали один на один. Гиббс свободно изложил материал и, немного успокоившись, поднялся и спросил, когда ему прийти на экзамен. Тэчер засмеялся и сказал, что экзамен он только что выдержал. Так Гиббс стал студентом университета.

В годы, предшествовавшие гражданской войне, студенты Йеля создавали тайные общества с дикарскими правилами посвящения. Эти общества находились в состоянии непрерывных раздоров с горожанами. В студенческие годы Гиббса два жителя были убиты во время стычек со студентами. Кое-кто из старшекурсников носил пистолеты. Однажды горожане пришли в такую ярость, что пытались захватить пушку, принадлежавшую местной милиции, и уничтожить всех студентов.

В университете процветали своеобразные нравы. Во время одного из экзаменов студент просверлил дырку в полу под своим стулом и передавал вопросы своему коллеге, сидящему на нижнем этаже. Тот, найдя ответ в книге, передавал его таким же образом наверх. Измученный профессор, принимая экзамен, то и дело кричал: "Глядите за ними повнимательнее, господин староста! Только что один студент выпрыгнул в окно!"

Гиббс принимал участие во всех студенческих проделках, но это не мешало его учению. В 1858 году он получил диплом бакалавра.

В те годы в Шеффильде создавалась научная школа. В 1847 году при ней была открыта аспирантура. Но только в 1861 году эта школа получила право присуждать степень доктора физики. Гиббсу со временем суждено было стать величайшим американским теоретиком науки, но его обучение шло по линии американского практицизма. В 1863 году он первый в Америке получил степень доктора физики за работу по инженерной механике. Диссертация называлась "О форме зубцов в зубчатом сцеплении". Он тут же получил место преподавателя в колледже сроком на три года. Отец Гиббса умер в 1861 году, оставив детям 23 500 долларов. Таким образом, Гиббс мог жить на небольшой доход.

Во время войны студенты вели себя особенно буйно. Некоторые студенты Гиббса вспоминают, как он бился, стараясь поддержать дисциплину на занятиях. Но это нисколько не бросает тень на Гиббса - Аврааму Линкольну и его генералам тоже приходилось туго с насаждением дисциплины в армии.

В годы преподавательской работы Гиббс не переставал заниматься своим любимым делом - механикой. Он написал несколько работ о паровых турбинах и изобрел железнодорожный тормоз, работающий под действием силы инерции поезда (24 марта 1866 года он получил патент). Когда кончился срок его преподавания в Йеле, Гиббс вместе с двумя сестрами отправился за границу. Это был поворотный момент в его карьере. В Европе он получил углубленное образование, ставшее прочным фундаментом для самой главной работы в его жизни.

Сначала он занимался в Сорбонне и Коллеж-де-Франс. По шестнадцать часов в неделю Гиббс слушал лекции и занимался у таких физиков и математиков, как Дюамель и Лювилль.

Здесь же Гиббс впервые прочел работы Лапласа, Пуассона¹, Лагранжа² и Кочи. На следующий год он отправился в Берлин, где учился у Кундта³ и Вейерштрассе. Проведя год в Берлине, он переехал в Гейдельберг, где читали лекции такие выдающиеся ученые, как Кирхгоф⁴, Кантор⁵, Бунзен⁶ и Гельмгольц⁷, от которых он узнал еще больше о теоретической физике.

¹ (Пуассон Симеон Дени (1781 - 1840) - крупный французский математик и механик)

² (Лагранж Жозеф Луи (1736 - 1813) - знаменитый французский математик и механик. Наиболее важные работы относятся к вариационному исчислению, к аналитической и теоретической механике)

³ (Кундт Август (1839 - 1894) - немецкий физик-экспериментатор. Открыл метод измерения скорости звука в твердых телах и газах, исследовал явления аномальной дисперсии света)

⁴ (Кирхгоф Густав Роберт (1824 - 1887) - видный немецкий физик, установил закономерности течения электрического тока в разветвленных цепях, так называемые правила Кирхгофа. Сформулировал основной закон теплового излучения. Совместно с Бунзеном заложил основы спектрального анализа. Открыл химические элементы цезий и рубидий)

⁵ (Кантор Георг (1845 - 1918) - немецкий математик. Разработал теорию бесконечных множеств)

⁶ (Бунзен Роберт Вильгельм (1811 - 1899) - крупный немецкий химик, исследователь в области неорганической, аналитической и физической химии. Разработал точные методы газового анализа, исследовал действие света на химические процессы. Изобрел много приборов, в том числе знаменитую газовую горелку)

⁷ (Гельмгольц Герман Людвиг Фердинанд (1821 - 1894) - крупнейший немецкий естествоиспытатель. Автор фундаментальных работ в различных областях теоретической физики и физиологии)

Примерно в то же время в Европе получали образование другие американские ученые: Уильям Джеймс¹, который жил неподалеку от Гиббса в Гейдельберге, и Генри Адамс, который впоследствии применил теоретическую физику Гиббса к историческим исследованиям.

¹ (Джеймс Уильям (1842 - 1910) - американский буржуазный философ и психолог. Один из основателей философии прагматизма)

Дикие студенческие выходки в американских колледжах были лишь одной стороной американской студенческой жизни. Серьезные занятия американских ученых за границей были ее другой стороной. Однако в Европе в то время студенческая жизнь была чрезвычайно буйной, хотя она так сентиментально приукрашена в "Принце-студенте", "Пильзенском принце" и в романе Дюморье "Трильби".

Марк Твен в книге "Простаки за границей" пишет, что не пришел в восторг от немецких студенческих корпораций, славящихся бесконечными дуэлями. Жизнь европейских студентов, так же как и американских, являлась внешним выражением существовавшей в то время общественной напряженности. Бисмарковская Германия готовилась к войне с наполеоновской Францией (война разразилась через два года после возвращения Гиббса в Нью-Хэвен).

Но, как и в Йельском университете, Гиббс и теперь работал, не обращая внимания на происходящий в Европе кризис. Вернувшись в Америку, он поселился в доме отца в Нью-Хэвене вместе с сестрой, которая во время заграничной поездки вышла замуж. 13 июля 1871 года в ведомостях Йельского университета было напечатано сообщение о том, что "мистер Джозия Уиллард Гиббс назначен профессором математики и физики, без жалованья, на факультет философии и изящных искусств".

Эта кафедра была первой в Америке. В тот же год такая же кафедра была создана в Европе, а Кембридже, для Клерка Максвелла, который был уже знаменит, в то время как Гиббс всего-навсего напечатал свою докторскую диссертацию да получил патент на железнодорожный тормоз. Только потому, что окружающие хорошо знали возможности Гиббса и верили в его большое будущее, Йельский университет счел возможным назначить его на этот пост.

Первая попытка теоретического исследования показала, что Гиббс как нельзя более соответствует эпохе, в которой он живет. Как инженер, он работал над наиболее актуальной проблемой дня - эффективностью паровых двигателей. В этом отношении он был человеком той же эры, что Рокфеллер, Вандербильт и Пульман. Но когда Гиббс занялся теоретической работой, он стал самим собою, и появился новый Гиббс, ученик Гельмгольца, Лювилля и Вейерштрассе.

Рис. 40. Исторические научные приборы, демонстрировавшиеся на Лондонской выставке 1876 года: 1 - 2 - телескопы Галилея; 3 - горный барометр Дальтона; 4, 5, 6, - различные варианты безопасной лампы Дэви; 7 - аппарат Дальтона для измерения парциального давления паров эфира; 8 - электрический телеграф Земмеринга; 9 - счетная машина Паскаля: 10 - старинные швейцарские часы; 11 - 'счеты Нэпера' для деления и умножения; 12 - Телескоп Ньютона; 13 - квадрант Тихо Браге; 14 - астролябия Фрэнсиса Дрейка

Круг его научных интересов расширился. Узкая проблема пара и воды выросла в проблему материи вообще. Великолепное механистическое видение позволило Гиббсу первому среди американских ученых открыть некоторые из наиболее сокровенных научных истин.

Значение работы Гиббса

До Ньютона люди полагали, что равновесие - это такое состояние, когда все предметы находятся в полном покое. Вертикальная колонна греческого храма находится в равновесии, потому что все силы, действующие на нее - собственный вес, вес покоящегося на ней фриза и боковое воздействие горизонтальных балок, - настолько согласованы друг с другом, что колонна будет стоять вечно.

Исаак Ньютон расширил понятие о равновесии, включив в него движение. Планета в космическом пространстве в результате действующих на нее сил находится в вечном движении по постоянной, определенной орбите. Поэтому, утверждал Ньютон, движение планеты находится в равновесии с той силой, которая создала это движение.

Ньютон понял, что сила, действующая на тело, придает телу ускорение, зависящее от массы тела. Закон Ньютона не только объясняет движение планет в ночном небе, он объясняет также движение тел по поверхности земли. Он объясняет, почему цепляются друг за друга зубцы шестерни, почему вращаются колеса, поднимаются и опускаются клапаны.

Ньютон также предсказал, какие комбинации механизмов никогда не будут работать.

Открытие Ньютона произвело одну из величайших в истории интеллектуальных революций. Работа Уилларда Гиббса имеет не меньшее значение. Гиббс расширил понятие о равновесии, включив в него изменение состояния материи. Лед становится водой, вода превращается в пар, пар превращается в кислород и водород. Водород, соединяясь с азотом, превращается в аммиак. Любой процесс в природе есть процесс изменения; законы подобных изменений были открыты Гиббсом. Так же как Ньютон основал законы механики, Гиббс создал законы физической химии, которая стала основной химической наукой.

В течение пятидесяти лет после открытия Гиббса химия проникла во все главные отрасли мировой индустрии.

Благодаря результатам работ Гиббса выплавка стали сделалась химическим процессом, так же, как и выпечка хлеба, изготовление цемента, добыча соли, производство жидкого топлива, бумаги, вольфрамовой нити для электрических лампочек, одежды и сотни тысяч других предметов.

Труды Гиббса были использованы также для объяснения действия вулканов, физиологических процессов, происходящих в крови, электролитического действия аккумуляторов и для производства химических удобрений.

В течение пятидесяти лет после смерти Гиббса четыре раза Нобелевская премия присуждалась работам, основанным на его трудах.

Рис. 41. Исторические научные приборы, демонстрировавшиеся на Лондонской выставке 1876 года: 1 - 2 - более поздний аппарат Фарадея; 3 - аппарат Форбса; 4 - воздушный термометр Галилея; 5 - микроскоп Галилея; 6 - микроскоп Янсена; 7 - динамомашина Фарадея

Гиббс изучал изменения. Подобно Ньютону, который искал какую-нибудь единицу для измерения движения, соответствующую его теории динамического равновесия, Гиббс должен был найти единицу измерения состояния вещества, которая бы показывала, подвергнется ли это вещество какому-нибудь превращению или останется прежним.

Мир изменений Гиббса

Вещество представляет собой на самом деле бесчисленное множество мельчайших частиц, находящихся в движении. Каждая из этих частиц требует собственного ньютоновского уравнения. Тает ли лед, превращаясь в воду, или испаряется вода, характер движения каждой частички изменяется. Каждое такое изменение в свою очередь вызывает дополнительный ряд ньютоновских уравнений движения. В химической реакции масса водорода в газообразном состоянии смешивается с массой азота, и каждый атом азота вступает в сочетание с тремя атомами водорода. У нового созвездия появляется свой, новый характер движения. Ньютоновская механика не могла решить эти проблемы.

Ключом, который послужил Ньютону для отгадки проблемы движения, было ускорение тела, пропорциональное силе, действующей на тело. Ключом для открытия Гиббса стала скорость частички, пропорциональная ее энергии. Наука, изучающая тепловую энергию, называется термодинамикой. Гиббс писал: "Законы термодинамики... выражают... поведение систем, состоящих из большого количества частиц".

Чем выше температура молекулы, тем больше ее энергия. Чем больше энергия, тем больше скорость. Давление газа есть не что иное, как сумма постоянных столкновений молекул газа со стенками сосуда. Поэтому чем больше скорость молекулы, тем больше давление, которое газ оказывает на сосуд. Если стенки недостаточно прочны, большая скорость заставляет молекулы вылетать из сосуда. Газ, увеличивающийся в объеме, давит на клапан, который в свою очередь выполняет механическую работу. По этой причине в термодинамике употребляются такие термины, как "энергия", "давление", "объем", "температура" и "работа".

Граф Румфорд доказал, что одна форма может перейти в другую. Двадцать лет спустя 28-летний французский ученый Сади Карно утверждал, что, несмотря на всевозможные изменения видов энергии, общая сумма энергии во Вселенной остается постоянной, но к 1840 году эксперименты показали, что при каждой трансформации энергии какое-то количество энергии не переходит в новую форму.

Вода, нагреваемая при постоянном объеме, теряет определенное количество теплоты, которое уходит во внутреннюю структуру молекулы. Жидкий аммиак при такой же трансформации, превращаясь в газообразный аммиак, также теряет какое-то количество теплоты. Это свойство внутреннего поглощения теплоты получило название энтропии.

Количественное изменение энтропии в каждой реакции имеет громадное значение. Изменение энтропии, происходящее при кипячении жидкостей в постоянном объеме, равняется теплоте испарения, деленной на температуру кипения. Изменения энтропии в каждой реакции можно узнать простым арифметическим действием: количество калорий, необходимых для протекания реакции, делится на температуру в градусах, при которой происходит реакция. Гиббс ввел слово "энтропия" в качестве термина в термодинамику.

В этих двух примерах один компонент вода в первом случае и аммиак в другом, - изменил фазу, перейдя из жидкости в газ. Гиббс расширил это понимание, включив в него несколько компонентов, так что можно было рассматривать смеси жидкостей и смеси твердых веществ. Когда же он еще далее расширил границы своей теории, охватив ею компоненты, которые соединяются друг с другом, он, наконец, открыл уравнение, описывающее химические реакции и их равновесие.

Для таких систем Гиббс определил новые величины, связанные с энтропией, которые позволили ему предсказать заранее, произойдет или не произойдет химическая реакция или физическое превращение, и, если произойдет, то до каких пор реакция будет продолжаться. Он назвал эти величины химическими потенциалами. Так же как энтропия, химические потенциалы являются физическим свойством вещества.

Результатом этих исследований явилось знаменитое правило фазы Гиббса. Он изложил его всего на четырех страницах, не приведя какого-либо конкретного примера. В течение последующих пятидесяти лет ученые написали множество книг и монографий, в общем счете одиннадцать тысяч страниц, посвященных правилу фазы Гиббса, описывая его применительно к минералогии, петрографии, физиологии, металлургии и всем остальным областям науки.

Правило устанавливало условия, которые необходимо соблюдать для того, чтобы определенные соединения находились в состоянии равновесия в различных фазах: в жидком, твердом и газообразном состоянии. Голландские химики первыми применили это правило на практике.

Вскоре оно было признано наиболее важным линейным уравнением в истории науки.

Во время первой мировой войны два последователя гиббсовского анализа - немец Габер и англичанин Фрит - применили правило фазы для производства по заказу своих правительств наиболее важного стратегического сырья - нитратов для взрывчатых веществ.

Помимо термодинамики, Гиббс сделал ценный вклад в векторную алгебру. В природе существует много величин, которые необходимо характеризовать не только количественно, но и по направлению. Сила в 50 фунтов, действующая вниз, очевидно, действует иначе, чем сила в 50 фунтов, направленная вверх. Выражение "пятьдесят фунтов" с точки зрения физики остается неопределенным, если не указано направление силы. В пространстве с тремя измерениями каждая векторная величина должна определяться тремя координатами. Векторная алгебра Гиббса упростила обращение с пространством. Обобщенный гиббсовский вектор стал со временем мощным орудием науки, родившейся, когда Гиббс был уже в преклонном возрасте, и так и оставшейся ему неизвестной - теории относительности.

В своих ранних исследованиях равновесий Гиббс исходил из предположения, что материя является сплошной массой. Позже он осознал, что материя состоит из мельчайших частиц, находящихся в движении. Он пересмотрел свою термодинамику с учетом этого открытия, разбирая термодинамические явления на статистической основе. Ньютоновская механика стала статистической механикой.

Основываясь на совершенно самостоятельных предположениях, Гиббс при помощи статистической механики открыл новый смысл энтропии и других родственных величин, которые казались такими могущественными в первом приближении.

На основе классического второго закона термодинамики современники Гиббса предсказывали "конец света", когда энтропия Вселенной приблизится к максимуму, то есть выйдет за пределы, после которых будет невозможен переход энергии в виды, пригодные для использования. Это состояние было названо "тепловой смертью". Ее ужасающее описание дал Г. Уэллс в фантастическом романе "Машина времени".

Статистическая механика Гиббса показала, что такой исход вовсе не неизбежен.

Оказалось, что шансы на "спасение" ученые значительно преуменьшили.

Ньютон ничего не знал о строении планет и звезд. Его уравнения движения планет не находились в зависимости от их природы и были совершенно верны в пределах ньютоновской механики. Гиббс и его современники ничего не знали о структуре молекулы. Сам Гиббс понимал это. Он писал: "Тот, кто основывает свою работу на гипотезе, относящейся к строению материи, возводит здание на песке".

Подобно Ньютону, Гиббс обладал даром провидения, и его статистическая механика пережила все последующие открытия в атомной и ядерной физике.

Гиббс подошел к основным истинам природы так близко, как это делали до него лишь величайшие ученые.

Безмятежный и счастливый человек

"Для нас, детей, дядя Уиллард был воплощением доброты и великодушия". "Уиллард Гиббс был самым счастливым человеком, которого я когда-либо встречал". "Если бы меня спросили, что было самой поразительной чертой в характере Уилларда Гиббса, я бы без колебания ответил: его безмятежность". "Мне необходим был совет, и я знал, что он может помочь мне не только потому, что он великий ученый, но и потому, что я чувствовал в нем доброго и чуткого человека". Так отзывались о Гиббсе его племянники, племянницы, друзья и студенты.

Гиббс был стройным человеком среднего роста, спокойным и уверенным, с типичным лицом янки. Аккуратная борода, которую он носил по тогдашней моде, придавала ему респектабельность. Голос у него был тонкий, говорил он учтивой скороговоркой. О нем, человеке быстрого ума, со склонностью к тонкой иронии, дети вспоминали только как о добром и мягком дяде Уилле. Взгляд его ярко блестевших глаз был проницателен и остр. Он умел нести смешную чепуху, затевать веселые игры и шалости и не очень стремился к новым знакомствам.

Гиббс был одним из тех людей, чью скромность можно назвать страстью. Основываясь на трудах Гиббса, Кларк Максвелл заказал объемную гипсовую модель кривых Гиббса и послал ему в подарок. Трудно было придумать лучший знак восхищения одного великого ученого другим. Студенты, которые хорошо знали происхождение модели, спросили у него однажды:

- Кто прислал вам эту модель?

Он ответил коротко:

- Один приятель.

- А кто этот приятель?

- Один англичанин.

Долго оставалось загадкой, каким образом у Максвелла в самом расцвете его славы нашлось достаточно времени и проницательности, чтобы раскопать статьи Гиббса, которые были напечатаны в никому не известном журнале Коннектикутской Академии наук. Но и эта тайна была, в конце концов, разгадана. Максвелл узнал о статье Гиббса весьма простым способом - он получил ее по почте. Гиббс, которого постоянно обвиняли в том, что он не интересуется отзывами других ученых о своей работе, рассылал оттиски своих статей наиболее известным ученым. Гиббс составил список из пятисот семи имен ученых, живших в двадцати странах. В течение своей жизни он написал двадцать монографий и каждую из них лично послал тем ученым из своего списка, для которых они могли представлять интерес.

Работы Гиббса трудно читать и понимать. Он делал несколько предварительных набросков, потом развивал свои исследования в уме, пока они не достигали полного совершенства. Когда же он принимался излагать свои теории на бумаге, он опускал промежуточные этапы в ходе своих рассуждений, так как ему казалось, что они уже не имеют значения.

Людей, которые не знают, как много времени требуется, чтобы новая идея проникла в общественное сознание, немало смущает то, что труды Гиббса нашли широкое понимание и использование только через десять-двадцать лет. В трехвековой истории современной науки можно насчитать не более десятка идей такой же важности и глубины, как теория равновесия, принадлежащая Гиббсу. И в каждом случае требовалось по меньшей мере два десятилетия, чтобы эти новые идеи были восприняты во всем их объеме. Коллеги Гиббса по Йельскому университету, вероятно, не понимали значения его работы, но они, разумеется, знали, что он гений.

Как человек Гиббс станет понятен лишь тогда, когда мы уясним себе, что он жил полной жизнью в уединенном мире своего творчества. Работа служила оправданием всей его жизни, и он был счастлив, потому что знал, насколько велик его труд. Последние годы его жизни были омрачены не только потерей сестры и близких друзей, но также и появлением новых революционных идей в области физики, рентгеновских лучей, электронов. Он еще не знал, как эти неожиданные открытия могут быть совместимы с его понятием о Вселенной. Однажды новое открытие настолько расстроило его, что он сказал своим студентам, растерянно качая головой: "Пожалуй, настало время мне уходить". Он чувствовал себя усталым, одиноким, и то, что раньше оправдывало его жизнь, казалось, ушло навсегда.

Но Гиббс тревожился напрасно. Квантовая механика не опровергла его трудов. Из всех великих теорий XIX века только его идеи продолжают существовать без серьезных изменений.

Однако загадка Гиббса заключается не в том, был ли он неправильно понятым или неоцененным гением. Пожалуй, для гения его современники обошлись с ним довольно мягко и с достаточной щедростью. Загадка Гиббса состоит в другом: как случилось, что прагматическая Америка в годы царствования практицизма произвела на свет великого теоретика? До него в Америке не было ни одного теоретика. Впрочем, там не было теоретиков и после него.

Все американские ученые - экспериментаторы. Страны Европы, чьим культурным наследием пользуется Америка, дали миру многих великих теоретиков. Америка дала лишь одного. Гиббс умер на заре XX века, не оставив преемника. Америка исследует жизнь Гиббса, словно стараясь осудить его за трудные статьи, за нежелание более энергично и в более понятной форме распространять свои истины, за неспособность окружить себя толпами преданных студентов. Но, в конечном счете, все это не вина Гиббса. В этом, прежде всего, вина самой Америки. И до тех пор, пока Америка не произведет на свет нового Уилларда Гиббса, она должна продолжать неустанно исследовать самое себя...

Рис. 42. В последние годы жизни, когда к Гиббсу пришли мировая слава и признание, он стал легендарной фигурой в Пеле. Надпись на этом бронзовом мемориальном барельефе гласит: 'Джозия Уиллард Гиббс, профессор математической физики в Йельском университете с 1871 по 1903 год. Открыл и истолковал законы химического равновесия'

Гиббс показал, как высоко может взлететь американская наука. Был ли он всего лишь счастливой случайностью или предвестником того, что должно произойти в будущем? То, что в течение полувека этот вопрос остается без ответа, само по себе является грустным и наводящим на размышления ответом.