Ян Хатчинсон. Гений и вера Фарадея и Максвелла

ГЕНИЙ И ВЕРА ФАРАДЕЯ И МАКСВЕЛЛА
Ян Хатчинсон

Религиозные обязательства великих ученых истории сегодня часто отвергаются как простые идиосинкразии. Их убеждения считаются прискорбными, хотя и понятными изъянами, случайными заблуждениями великих умов, которые помогли вывести цивилизацию из примитивного состояния, но не смогли полностью избежать ошибок. В конце концов, разве наука не должна стремиться к пониманию Вселенной, независимому от убеждений и мнений ученых, будь то религиозных, политических, социальных или эстетических?
Тем не менее, наука не существует в вакууме, и исследования в области социологии, истории и философии науки часто подчеркивают, как более широкие верования и практики ученых влияют на их работу и, следовательно, на то, как наука развивается. Некоторые ученые даже утверждают (даже если не совсем убедительно), что верования ученых влияют на устоявшееся содержание науки.
Строгое разделение, которое мы обычно наблюдаем между научными идеями исследователя и его «личными убеждениями», является современной и даже недавней нормой. Со времен античности и до научной революции наука рассматривалась как форма философии, и многие мыслители, которых мы задним числом окрестили «учеными», свободно смешивали свои рассуждения о мире природы с теологическими, философскими и математическими сочинениями, часто очень сильно расходуя много посвященного науке  времени и энергии на изучение религии. Например, законы движения планет Кеплера, мыслителя XVII века, кажутся современным читателям иголками научного вдохновения, зарытыми в стоге теологических спекуляций. Ньютон и Бойль без видимых колебаний также соединили физику и философское богословие.
Однако к XIX веку натурфилософия стала более натуралистической и менее философской. Богословие и естествознание были существенно разделены. Апологетическое естественное богословие, утверждающее, что Бога можно вывести из природы, теперь было в основном занятием для теологов. Язык физики превратился в измерение и математику, а целью науки стало описание мира природы в ее собственных терминах, а не в рамках целей Создателя. В результате возникает соблазн читать науку той эпохи так, как если бы она была полностью независима от религиозных убеждений тех, кто ее практиковал. Но это было не так.
Поскольку викторианские ученые представляют для нас интерес в основном благодаря их научному вкладу, их религиозные убеждения, как правило, рассматриваются как случайные соответствия обычаям дня - как если бы эти фигуры были проторационалистами и протоматериалистами, которые, не имея возможности приобрести наше нынешнее просвещение, не избавились полностью от предрассудков прежних времен. Эта карикатура унизительна и ошибочна, что можно проиллюстрировать жизнями и идеями двух людей, которые, возможно, были величайшими учеными-физиками своего времени и одними из величайших ученых всех времен: Майкла Фарадея (1791–1867) и Джеймса Клерка Максвелла ( 1831-1879).
У этих двух людей было очень разное прошлое. Фарадей был англичанином; Максвелл шотландец. Фарадей был сыном кузнеца с небольшими возможностями; отец Максвелла унаследовал солидное состояние и вряд ли нуждался в юридической практике, которой он обучался. Фарадей получил только базовое образование в начальной школе; Максвелл получил самое лучшее образование. Фарадей был одним из самых популярных научных лекторов своего времени; Максвелл получил плохую репутацию в аудитории. Фарадей практически не знал формальной математики; Максвелл был одним из лучших математиков своего времени. Исследования Фарадея стали доминирующими в экспериментах с электричеством и магнетизмом; Максвелл работал над теорией электромагнетизма. У них был общий опыт: оба были убежденными христианами. Однако даже здесь существовали поразительные контрасты между религиозными традициями, к которым они принадлежали, и тем, как их духовные обязательства повлияли на них и укрепили их науку.
Огромный вклад Фарадея в науку суммирует дюжина законов, явлений и экспериментальных инструментов, которые носят его имя постоянная Фарадея, закон индукции Фарадея, эффект вращения Фарадея, фарад (единица электрической емкости), и так далее. В 1823 году он стал первым человеком, который сжижил хлор, а в 1825 году  впервые выделил бензол. Его первым значительным независимым открытием в 1821 году был элегантный эксперимент, демонстрирующий, что магнитное поле влияет на электрический ток, заставляя его двигаться перпендикулярно как току, так и полю, и наиболее известен он именно исследованиями в области электричества. Прежде всего, в 1831 году он открыл электромагнитную индукцию: переменные магнитные поля индуцируют токи в электрических цепях. Тесная связь между электричеством и химией в его исследованиях - и во всей науке того времени - лучше всего иллюстрируется законами электролиза Фарадея, которые соотносят скорость электролиза веществ с их молярным весом. Его исследования прохождения электричества через ионизированные газы привели его к выявлению в 1838 году особого явления тлеющих разрядов, известного как «темное пространство Фарадея» (которое представляет для меня особый интерес, поскольку я работаю в области физики плазмы). Но прорывом, который наиболее ясно показывает как его полное владение экспериментальной техникой, так и его твердую настойчивость, является его открытие в 1845 году вращения Фарадея, в котором магнитное поле вызывает вращение поляризации света. Этот эффект, который Фарадей искал на протяжении двадцати лет, движимый главным образом философскими убеждениями, был критической демонстрацией связи между светом и электромагнетизмом.
Наконец, есть чрезвычайно влиятельная и изначально нетрадиционная позиция Фарадея, отстаивающая важность полей. Теоретическая и философская интуиция Фарадея, выросшая за десятилетия экспериментов и достигшая высшей точки в его статье 1852 года «О физическом характере линий магнитной силы", была, если оглянуться назад, возможно, его самым прочным наследием. Молодой Джеймс Клерк Максвелл, безусловно, воспринял ее всерьез и превратил идеи Фарадея в то, что мы теперь называем уравнениями электромагнетизма Максвелла. Физика сегодня рассматривает поле, а не материальную субстанцию, как наиболее фундаментальную природную реальность.
Предки Фарадея были из Йоркшира, но он вырос в Лондоне, в семье бедного кузнеца. Почти все, что мы знаем о его первых тринадцати годах, - это то, что он сказал о них позже:: «Мое образование было самым обычным, состояло лишь из элементарных навыков чтения, письма и арифметики в обычной дневной школе. Я проводил часы после школы на улице». В 1804 году он стал мальчиком на побегушках, а позже учеником местного книжного магазина. Его настоящее образование началось именно тогда. «Будучи учеником, я любил читать научные книги, которые были у меня в руках, - сказал он, - и проводил такие простые эксперименты по химии, которые можно было оплачивать за счет нескольких пенсов в неделю, а также сконструировал электрическую машину»
В возрасте 21 года Фарадей из ученика книготорговца стал ассистентом самого известного лондонского ученого того времени сэра Хэмфри Дэви. Эта история была хорошо рассказана много раз, и хотя в ней царит сказочная атмосфера, она также говорит о настойчивости и проницательности Фарадея. Его скрупулезные записи некоторых публичных лекций Дэви впервые привлекли к нему внимание ученого, в то время почетного профессора химии и директора лаборатории Лондонского королевского института. Химические взрывы и травмы открыли перед Фарадеем новые возможности. Затем, спустя всего семь месяцев после своего назначения, Фарадей покинул Англию в качестве «философского помощника» Дэви в 18-месячной научной поездке на континент - замечательном научном ученичестве. К 1820-м годам место Фарадея в Королевском институте было обеспечено, и он получил допуск в Королевское общество и признание в научных кругах того времени.
В 1821 году, в возрасте около 30 лет, Фарадей вступил в брак с Сарой Барнард, который продлился до конца его жизни. В следующем месяце он взял на себя столь же прочное обязательство, исповедуя веру перед Сандеманианской церковью, и таким образом стал полноправным членом общины.
Сандеманианская церковь возникла на основе опыта шотландца Джона Гласа (1695–1773). Популярный служитель пресвитерианской церкви Шотландии недалеко от Данди, Глас не смог согласовать свое понимание Священных Писаний с ролью государства в существующей церкви. В 1730 году Глас и почти сотня членов его конгрегации объединились, чтобы основать независимую церковь, приверженную только Библии, отвергнув политический ковенант. Роберт Сандеман (1717–1771), привлеченный независимой конгрегацией, которую Глас впоследствии основал в Эдинбурге, женился на одной из дочерей Гласа и в 1744 году стал старейшиной гласитской церкви в Перте. Сандеман много времени работал на эту церковь и стал ее самым влиятельным представителем в Англии и североамериканских колониях.
Сандеманизм обычно изображается как неортодоксальная и своеобразная христианская секта. Это впечатление усиливается часто цитируемым замечанием самого Фарадея о том, что он принадлежал к «очень маленькой и презираемой христианской секте». Нет сомнений в том, что секта была небольшой: в Лондоне в XIX веке было зарегистрировано всего 252 вероисповедания. Но, несмотря на их радикальные различия, богословие сандеманистов было по сути ортодоксальным христианством. Что было неортодоксальным по стандартам того времени, так это его экклезиология - церковная организация, практики и политическое устройство. В нем старались как можно точнее следовать образцу Нового Завета для церкви. Новый Завет не знает официально установленного рукоположения или духовенства; сандеманианцы тоже. В Новом Завете есть только две признанные должности: старейшины и дьяконы; таков образец руководства сандеманианцев. Христиане Нового Завета были близким сообществом, которое характеризовалось отделением от многих обычаев окружающих культур; сандеманианцы также соблюдали сплоченное братство, отделенное от религиозных условностей общества, ожидая взамен, как выразился один из первых членов, «ненависти той части мира, которая возьмет на себя лидерство в народной и фарисейской преданности».
Единство братьев было критически важным для сандеманианской общины. Они очень серьезно отнеслись к призыву Павла: «Я призываю вас, братья и сестры, именем Господа нашего Иисуса Христа, чтобы все вы были в согласии и чтобы между вами не было разделений, но чтобы вы были едины в одном и том же разуме и одной цели»(1 Кор.1.10 KJV). Во имя этого единства старейшины должны были соблюдать библейские моральные нормы и дисциплину, избегая при этом любых раздоров, разделений или недовольства. Если какое-либо разделение действительно возникло, единственным оставшимся выходом было исключить противников от участия в Вечере Господней и от полных духовных благ собрания. И это происходило довольно часто, как с отдельными людьми, так и между сандеманистскими общинами в целом. Таким образом, как это ни парадоксально, самая отличительная черта сандеманианской церковной практики - их упор на полное единство - была основной причиной повторяющихся расколов и разделений в церкви.
Фарадей вырос в орбите такой общины. Его отец был преданным сандеманианцем, исповедовавшм веру в год рождения Фарадея, и хотя его мать никогда не входила в полноправные члены, она регулярно посещала службы. Насколько нам известно, собственное исповедание Фарадея было тогда не обращением, а формальным принятием обязанностей членства в требовательном духовном сообществе, что он хорошо понимал.
Был еще один особенный аспект сандеманизма - и в конечном итоге фатальный для секты: отсутствие евангелических усилий. Сандеманианцы не придавали значения прозелитизму. Эта черта избавила Фарадея от всякой обязанности спорить о религии с людьми, не входящими в сообщество, такими, как его коллеги, и помогла ему объяснить, почему ему было совершенно комфортно поддерживать официальное отделение своей веры от профессии.
Отстраненный подход сандеманизма к религии в общественной жизни также может помочь объяснить, почему многие биографы Фарадея отмахиваются от его религиозных обязательств. Возьмем, к примеру, Джона Тиндаля, самого раннего и, возможно, самого восхищенного биографа Фарадея, чье назначение в Королевский институт в 1853 году, несомненно, во многом обязано влиянию Фарадея. Тиндаль (1820–1893), как и Фарадей, был упорным сыном из скромной семьи и в начале своей карьеры, будучи просто землемером, не получил университетского образования. Тиндаль стал близким коллегой Фарадея по Королевскому институту и, в конечном итоге, его преемником. Он продолжил фарадеевскую традицию практических исследований и популярных лекций. В своей книге 1868 года «Фарадей как первооткрыватель" Тиндаль изобразил Фарадея как величайшего экспериментатора, своего рода научного пророка. И это несмотря на то, что собственные религиозные взгляды Тиндаля сильно отличались от взглядов Фарадея. В его биографии не упоминалось о сандеманианстве Фарадея и критиковались его теоретические рассуждения. Тиндаль был скептиком, материалистом, другом Т.Х. Гексли (биолога, известного как «бульдог Дарвина») и членом Клуба Икс из девяти человек, который в течение почти 30 лет действовал почти как группа защиты научного натурализма и либерализма, «не ограниченного религиозными догмами», как выразился один из членов. Но разделение, которое Фарадей поддерживал между своей верой и профессией, позволило ему установить самые сердечные и конструктивные личные и профессиональные отношения с Тиндалем, несмотря на все их различия. Тиндаль заметил, что за все время своего знакомства они с Фарадеем никогда не обсуждали религию, кроме одного раза, когда Тиндаль поднял сам поднял эту тему.
Однако было бы неправильно предполагать, что интеллектуальное разделение, которое практиковал Фарадей, означало, что его вера не имела никакого влияния на его науку. Он считал, что в своих научных исследованиях он читал «книгу природы ... написанную перстом Божьим», как он выразился в своей лекции 1854 года «Наблюдения об умственном воспитании». Озабоченность Фарадея законами природы была окрашена богословскими убеждениями. «Богу было угодно действовать в Своем материальном творении по законам», - заметил он, - «Создатель управляет Своими материальными делами по определенным законам, возникающим в результате воздействия сил на материю».
Историк науки Джеффри Кантор в своей биографии Фарадея (1991) утверждает, что понимание Фарадеем последовательности и простоты природы было не только результатом его научной работы, но и ее предпосылкой: оно было неотъемлемой частью метафизических предпосылок, которыми руководствовались его исследования.  Он искал объединяющие законы, связывающие силы мира, и очень преуспел в обнаружении этих законов для электричества, магнетизма и света. Метафизические принципы Фарадея иногда действовали как необходимые истины, а иногда как руководящие принципы.
Одним из этих руководящих принципов была концепция Фарадея о творении как о Божественном домостроительстве. В теоретических размышлениях он говорил о «неизменности творения» и о совершенно продуктивном использовании Богом «силы». В своей научной работе он говорил о «сохранении силы», намекая на сохранение энергии - до демонстрации Джоулем механической эквивалентности тепла и формулировки Кельвином законов термодинамики - и о бездивергентном характере силовых линий. Концепции согласованности и сохранения, вытекающие из его теологических взглядов на домостроительство творения, были движущими идеалами его отстаивания силовых линий и, следовательно, основ теории поля.
В соответствии с пониманием дисциплин своего времени Фарадей всегда называл себя философом, а не ученым. Но он приложил все усилия, чтобы провести различие между своим научным философствованием и христианской приверженностью. Во времена Фарадея новейший подход к теологии был рационалистическим - примером тому служат либеральные англикане, которые, как правило, основывали свою религию не на откровениях или истории, которые, как они считали, подвергали сомнению в высокой критике, а на интеллектуальном теоретизировании, особенно на аргументе, основанном на намерении.  Фарадей отверг их подход, поскольку он прямо заявил в «Наблюдениях об умственном воспитании»: "Пусть никто ни на мгновение не предположит, что образование, которое я собираюсь похвалить в отношении вещей этой жизни, распространяется на любые размышления о надежде, стоящей перед нами, как если бы человек с помощью рассуждений мог найти Бога. Было бы неправильно здесь углубляться в этот предмет дальше, чем заявлять об абсолютном различии между религиозными и обычными убеждениями. Меня упрекнут в том, что я отказываюсь применять те умственные операции, которые я считаю хорошими в отношении высоких вещей, к самым высоким. Я с радостью переношу этот упрек... Я никогда не видел ничего несовместимого между теми вещами, которые могут быть познаны духом человека, находящимся внутри него, и теми высшими вещами, касающимися его будущего, которые он не может узнать с помощью этого духа".
По мнению Фарадея, интеллектуальный авторитет никогда не мог основываться на продуктах чистого разума или необоснованного человеческого воображения. В одном письме 1858 года он отмечал, что был очень «изобретательным человеком и мог поверить в «1001 ночь» так же легко, как и в «Энциклопедию». Он сдерживал свое воображение, обращаясь к фактам: «факты важны о Том, Кто спас меня ». «Фундаментальный факт, - писал он в другом месте, - как элементарный, никогда не подводит нас, его доказательства всегда верны» (Faraday M. Experimental Researches in Chemistry and Physics. L.,1859. P.468). А в науке фундаментальные факты в основном получены из экспериментов. «Без эксперимента я ничто», - сказал он. Он считал, что вся наука основана на тщательно наблюдаемых фактах, отличных от мнений или предположений. Как показывают его собственные публикации, это не означало, что наука исключала творческие идеи или интерпретации - но что оставалось важным, так это то, что различие между экспериментальными фактами и теоретическими интерпретациями должно всегда скрупулезно сохраняться.
Современные философы науки в основном считают фарадеевскую концепцию экспериментальных фактов наивной. Они настаивают на том, что все наблюдения основаны на теории и что не существует такой вещи, как голый факт. Но они не находятся в привилегированном положении Фарадея. Он смог практически сразу проверить в лаборатории практически все научные отчеты, которые он читал. «Я никогда не мог сделать факт своим, не увидев его», - писал он. Если бы экспериментальная проверка была такой же непосредственной сегодня, как это было во времена Фарадея, философский скептицизм по отношению к «фактам», возможно, получил бы меньше внимания. (И как экспериментатор, я сочувствую позиции Фарадея. Многие современные научные статьи можно было бы значительно улучшить, если бы проводилось более четкое различие между экспериментальными наблюдениями и их интерпретацией).
Параллельно с этой опорой на прямое чтение книги природы Фарадей вместе со своими собратьями-сандеманианами считал, что духовный авторитет вытекает из прямого чтения другой книги Бога, Библии. Он рассматривал Библию как якорь против влияния эмоций, суеверий и духовного или политического господства. Христианин «не ищет никакой уверенности, кроме той, что может дать ему Слово», - написал он в письме 1859 года . «Христианская религия - это откровение, а это откровение - Слово Божье. Согласно обетованию Бога, это Слово послано по всему миру ». Как и в науке, для Фарадея прямой доступ к экспериментальным наблюдениям - это то, что гарантирует надежность, поэтому в вопросах веры прямой доступ к Божьему слову в Священных Писаниях является его духовной основой.
Трудность с опорой Фарадея на прямое чтение книги Божьей, будь то природа или Священное Писание, заключается в том, чье чтение. Фарадей не упускал из виду фракционные интересы, которые так часто управляют практикой как религии, так и науки. Его решения в области науки снова совпадали с его религиозными взглядами: он решил вообще избегать фракционности, наряду с патронажем и политикой. Его видение стремления к науке заключалось в том, что ученые должны были стать членами истинного братства, и если возникнут разногласия в научных мнениях, они должны быть разрешены в духе братства. В письме о споре между двумя выдающимися учеными он говорит: "Эта полемика внутри научного мира очень досадна; она образует великое пятно, которому подвержено прекрасное здание научной истины. Споры неизбежны? Конечно, они не могут принадлежать самой науке, но чему-то в нашей падшей природе. Как искренне я желаю во всех подобных случаях, чтобы победитель и побежденный остались друзьями!" (Cantor G. Michael Faraday: Sandemanian and Scientist: A Study of Science and Religion. Dordrecht,2016. P.122)
Фарадей стремился продолжить свои исследования в соответствии с этим идеалистическим видением науки, но признавал, что его идеалы, основанные на его духовных обязательствах, расходились с практикой науки того времени. Он ограничил свое участие в политической жизни и чувствовал себя плохо подготовленным к тому, чтобы занять мирские руководящие должности. Отказавшись от поста президента Королевского общества в 1857 году, он сказал Тиндалю: «Я должен оставаться простым Майклом Фарадеем до конца». И он придерживался этого убеждения: несмотря на уговоры его жены принять кандидатуру на пост президента Королевского института в 1864 году, он отказался от этого.
Научное братство, о котором мечтал Фарадей, не было закрытым сообществом. Он не было элитарным ни в социальном, ни в интеллектуальном плане. Вместо этого он взял на себя обязательство довести результаты науки до общественности, в первую очередь посредством публичных лекций и научных демонстраций. Его должность в Королевском институте требовала этой приверженности. Королевский институт был основан в 1799 году Беном Томпсоном (графом Рамфордом) и Хэмфри Дэви для распространения практических знаний среди ремесленников. Но финансовые трудности, наряду с гением и харизмой Дэви, превратили его в центр химических исследований и научно-популярных лекций. Знаменитые вечерние выступления Института по пятницам были стимулирующими вечерними развлечениями и основным средством для заинтересованной публики дня узнать о научных вопросах, а также важным источником дохода для Института. В течение почти четырех десятилетий, с 1825 по 1862 год, Фарадей выступал примерно с пятой частью этих вечерних лекций, что привело к посещаемости, значительно превышающей среднюю. Он представил ежегодные Рождественские лекции Института для подростков, которые продолжаются по сей день. Сам Фарадей 19 раз читал Рождественскую лекцию. Его последняя книга из серии, озаглавленная "История свечи"  , была опубликована в виде книги в 1860 году, была переведена на многие языки и никогда не переставала переиздаваться на английском языке.
Фарадей также заботился о практическом распространении результатов науки, которые приносили пользу его собратьям. Он рассматривал силы природы как предназначенные «всегда для нашего блага"», а понимание природы, таким образом, как возможность для совершенствования человека. Хотя его основной мотивацией было показать структуру Творения и тем самым прославить Создателя, он, тем не менее, считал практическое применение науки достойным занятием, наравне с его частым служением больным и нуждающимся в его общине. Фарадей потратил значительные усилия на консультации по разработке улучшенных источников света для маяков, и британское правительство часто обращалось к нему за своими научными знаниями. По мнению Фарадея, наука в практическом применении «передает дары Божьи человеку».
 тому времени, когда Майкл Фарадей умер в 1867 году в возрасте 75 лет, его почитали как одну из величайших фигур британской науки. Можно предположить, что его неизменное религиозное несоответствие на протяжении всей жизни придавало определенную окраску его психологическому складу, что позволило ему с комфортом отстаивать неортодоксальные научные позиции. Его теоретические взгляды - особенно его очень влиятельные идеи о физической реальности силовых линий - в лучшем случае допускались научным истеблишментом того времени, и то только из-за репутации, которую завоевали его экспериментальные исследования. Но его личного убеждения, подкрепленного тем, что он считал основными источниками знаний - экспериментально подтвержденным фактом и библейскими писаниями - было ему достаточно. По крайней мере, в научных вопросах судьба истории решительно сложилась в его пользу.
Научные достижения Джеймса Максвелла являются работой гения физической теории. Он внес вклад в оптику, теории цветного зрения, упругости и динамическую теорию вращающегося тела. Работа, которая сделала его выдающимся естествоиспытателем, заключалась в его анализе колец Сатурна, в котором он показал, что они не могут быть жесткими, а должны состоять из скоплений частиц в стабильной конфигурации. Максвелл был также первым, кто применил вероятностные методы к анализу свойств газов. Он изобрел идею представления диапазона различных скоростей молекул газа математической функцией и разработал выражение для его равновесной формы, известное как распределение Максвелла – Больцмана. Максвелл разработал ряд конкретных предсказаний, которые можно было получить из этой кинетической теории газов, и с помощью своей жены он провел эксперименты, чтобы подтвердить эти предсказания. Однако работа, которая придала Максвеллу наибольшую известность - это его формулировка системы уравнений, управляющих классическим электромагнетизмом: уравнений Максвелла. Это немедленно привело к предсказанию электромагнитных волн и, как следствие, объединению электромагнетизма и света. Его формулировка теории электромагнетизма в форме дифференциальных уравнений и его отстаивание фундаментальной природы поля для объяснения электромагнитных явлений, в отличие от теорий его времени о действии на расстоянии, являются основой практически всей современной физики. «Одна научная эпоха закончилась, а другая началась с Джеймсом Клерком Максвеллом», - писал Альберт Эйнштейн. В дополнение к своему личному вкладу Максвелл основал и руководил строительством Кавендишской лаборатории экспериментальной физики в Кембриджском университете, которая стала, возможно, ведущим физическим факультетом в мире на следующие 50 лет.
В первые годы жизни, проведенные в поместье своей семьи Гленлер в Галлоуэе, в одном дне пути от ближайшего города, Глазго, образование Максвелла полностью находилось в руках его матери. У него была потрясающая память. В возрасте восьми лет он мог цитировать длинные отрывки из Мильтона и весь Псалом 118 - 176 стихов. Действительно, его знание Священного Писания уже было очень подробным; он мог дать главы и стихи почти для любой цитаты из псалмов. С раннего возраста набожная христианская практика и требовательная умственная дисциплина были для Максвелла частью одного и того же опыта. Он также проявил большой интерес к практическим аспектам ведения семейного имущества и его улучшения под руководством своего отца, с неформальным обучением.
Мать Джеймса умерла, когда ему было восемь лет. Он и частный репетитор, нанятый для продолжения его образования, были совершенно несовместимы, и через два года его отправили в Эдинбургскую академию, где он жил у тети. Академия была одной из самых успешных шотландских школ своего времени с упором на классику. Однако преподавание естественных наук было слабым. Звездные ученики, казалось, знали больше, чем их учителя, возможно, отчасти из-за того, что они создали «Философское общество» для самообразования. После медленного старта Максвелл поселился в Эдинбурге и приобрел друзей на всю жизнь среди однокурсников. Льюис Кэмпбелл, впоследствии профессор классических наук в Университете Сент-Эндрюса и биограф Максвелла, описал, как Питер Гатри Тейт, который позже занял должность профессора естественной философии в Эдинбургском университете в 1859 году, стал его однокурсником, и они вместе работали над математическими проблемами, которые они называли «подпорками» (сокращенно от пропозиций). Одно из геометрических предложений Максвелла было опубликовано, когда ему было всего четырнадцать; было замечено, что это улучшение по сравнению с уравнениями Рене Декарта для бифокальных кривых. В 16 лет Максвелл поступил в Эдинбургский университет, где изучал физику, а также основную тему курсов Эдинбурга: философию.
По общему мнению, студенты в Эдинбурге имели значительную свободу для досуга и частных занятий. Из его писем Кэмпбеллу мы можем сказать, что Максвелл использовал оба преимущества. Он написал: "Итак, я встаю и смотрю, что это за день и какие полевые работы нужно провести; затем я ловлю пони и поднимаю бочку с водой ... Потом выгуливаю собак, а затем оглядываю сад в поисках фруктов и семян и гуляю до завтрака; после этого беру Цицерона и смотрю, смогу ли я его понять. Если так, я читаю, пока не устану; если нет, я берусь за Ксенофонта или Геродота. Затем я делаю расчеты... После этого идет оптика и в основном поляризованный свет. Вы помните наш визит к мистеру Николю? У меня много неотожженного стекла разной формы (Campbell L. The Life of James Clerk Maxwell. L.,1884. P.121). Эта трудолюбие и широта образования были важной частью величия Максвелла, особенно его философской изысканности. Максвелл ни в коем случае не был узким научным техником. И он не был обычным универсалом - когда он читал Цицерона и Ксенофонта, это было на языках оригинала.
Максвелл остался в Эдинбурге на три года дольше, чем некоторые из его современников, возможно, потому, что столько времени потребовалось его отцу, чтобы примириться со стремлением Джеймса к научной, а не юридической карьере. Но в 1850 году Максвелл уехал из Шотландии в ведущее британское учреждение научного образования: Кембриджский университет. Главной целью амбициозных студентов Кембриджа было стать «спорщиком», то есть получить первоклассные награды в серии экзаменов по математике. Примечательно, насколько математика преобладала в образовательной системе того времени, но следует помнить, что Исаак Ньютон в свое время был профессором математики Лукаса, как и Стивен Хокинг до 2009 года. Математика в Кембридже охватывала всю физику. Максвелл приступил к математической подготовке и упражнениям с некоторым беспокойством, стремясь двигаться вперед быстрее, чем позволяли кембриджские традиции, для продвижения новых открытий о природе.
Изучение и понимание Максвеллом своей христианской веры также быстро росло во время учебы в Кембридже. Через год в своей резиденции в Тринити-колледже он пишет отцу: Человеку нужно больше. Он считает, что x и y не прокормят, греческий и латинский - неудобоваримыми, а старшеклассников от них тошнит. Он голодает, пока его забивают. Он хочет мяса, а не студенческого пудинга. Истина нигде, кроме математики? Красота развивается только в элегантных словах или прямо в морали Уэвелла? Необходимо исследовать природу и Откровение через канонические очки с тусклым фонарем традиции и доверять ученым выше необразованных, все из вторых рук" (Ibid. P.158).
Когда Максвелл прибыл в Тринити-колледж, Уильям Уэвелл был его магистром. Рукоположенный англиканский священник с евангельскими взглядами, Уэвелл внес значительный непосредственный вклад в науку в качестве профессора минералогии, а также с помощью математических учебников и исследований приливов и отливов. Но наибольшую известность он получил благодаря огромному разнообразию знаний: он публиковался по архитектуре, экономике и философии (какое-то время как Кембриджский профессор моральной философии). Он является автором одного из «Трактатов Бриджуотера» (1833), а 20 лет спустя - книги «О множественности миров», оба из которых частично касались отношений между наукой и христианством. И именно он придумал само слово ученый. Один сатирик сказал о нем: «наука - его сильная сторона, а всезнание - его слабость».
Самым важным влиянием Уэвелла на Максвелла было не техническое образование, которое не входило в обязанности магистра колледжа, а его книга 1840 года «Философия индуктивных наук, основанная на их истории» . Философия науки Уэвелла излагает «фундаментальную антиномию» знания, почти кантовскую по своему содержанию, согласно которой наука зависит не только от эмпирических наблюдений и индукции на их основе, но в равной степени и от фундаментальных идей, которые возникают необъяснимо из самого разума, чьи дедуктивные следствия проверяются экспериментальными фактами. Основываясь на своих исторических исследованиях того, как на самом деле практиковалась наука, Уэвелл противоречил многим теориям индуктивистской ортодоксии своего времени - и пройдет столетие, прежде чем философы науки придут к взглядам, подобным его позиции. Но мы можем быть уверены в письме, написанном Максвеллом в 1855 году - незадолго до того, как он стал членом Тринити и опубликовал свою первую статью об электричестве, - что он знал и стремился применить подход Уэвелла: "Это тяжелая работа по выработке «подходящих идей», как их называет Уэвелл. Однако я думаю, что они наконец-то выходят наружу, и, столкнув их со всеми фактами и полупереваренными теориями на плаву, я надеюсь привести их в форму, после чего я надеюсь понять что-то большее в индуктивной философии, чем знаю в настоящий момент" (Ibid. P.215).
Максвелл рассматривал саму религиозную веру как нечто, что нужно подвергнуть философскому испытанию. В более раннем письме Кэмпбеллу от 1852 года он пишет о своем «великом плане» «Поиск и восстановление , или пересмотр и исправление»: «Правило плана - не позволять ничего умышленно оставлять без внимания. Ничто не должно быть святой землей, посвященной Непоколебимой Вере, ни положительной, ни отрицательной» (Ibid.P.178). Один из биографов Максвелла в ХХ веке, Иван Толстой, полагал, что Максвелл не мог постоянно сохранять свою христианскую веру в это время, поскольку он не оставил ничего «преднамеренно неизученного». Но Максвелл видел все иначе, написав: "Христианство... это единственная схема или форма веры, которая отвергает какое-либо владение. Только здесь все бесплатно. Вы можете улететь на край света и не найти Бога, кроме Творца спасения. Вы можете искать в Священных Писаниях и не найти текста, который остановит вас в ваших исследованиях... Свет приближается, чтобы прогнать всех призраков. Давайте все следовать за Светом" (Ibid.P.179).
Более того, из работ Максвелла у нас есть достаточно доказательств того, что он действительно глубоко исследовал свою веру, от его эссе, написанных в студенческие годы, до его более поздних широких метафизических исследований с группой под названием "Апостолы", эксклюзивным интеллектуальным дискуссионным обществом кембриджской элиты. В письмах, написанных во время помолвки с Кэтрин Мэри Дьюар в 1858 году, Максвелл описывает свои духовные убеждения и практику. Несмотря на протесты против отсутствия у него навыков толкования Священных Писаний, он пишет в письмах, которые читаются как короткие проповеди, проницательные объяснения отрывков из Нового Завета и ссылается на класс воскресной школы, который он вел в гостях у Льюиса Кэмпбелла. Общая христианская вера Кэтрин и Джеймса была важной связью с самого начала их брака.
Летом третьего года учебы Максвелл провел некоторое время в Саффолке в доме преподобного Тайлера, дяди своего одноклассника. Проживание в этой большой семье произвело впечатление на Максвелла, который сам был единственным ребенком в семье, и позже он сказал, что это дало ему представление о любви Божией. Там он заболел больше чем на месяц, и за ним ухаживали сам служитель и его жена. Как позже рассказывал его одноклассник об этом опыте, "именно тогда разговор моего дяди, казалось, произвел на него такое глубокое впечатление. Он всегда был постоянным помощником на богослужении в доме Божьем ... Кроме того, он много думал и читал на религиозные темы. Но в это время (как следует из его собственного описания этого вопроса) его религиозные взгляды значительно углубились и укрепились" (Ibid.P.173).
По возвращении в Кембридж Максвелл пишет своему недавнему хозяину многословное и теплое письмо,  в котором говорится: "Я утверждаю, что все злые влияния, которые я могу отследить, были внутренними, а не внешними, вы понимаете, что я имею в виду - что у меня есть способность быть более нечестивым, чем любой пример, который может подать мне человек, и что если я избавлюсь от этого, это будет только по Божьей благодати, помогающей мне избавиться от себя, частично в науке, более полно в обществе, - но не полностью, кроме как посвятив себя Богу" (Ibid. P.188). Это полностью евангельское христианское утверждение зависимости от Божьей благодати в спасении; но обратите внимание, как Максвелл называет свою науку частью Божьего плана этого спасения. Мы можем только догадываться о том, какие мысли по этому поводу он и преподобный Тайлер обсуждали в дни его выздоровления.
Стажировка Максвелла в Тринити длилась всего  год и закончилась, когда он был назначен профессором естественной философии в Маришаль-колледже в Абердине. (Именно во время этого назначения Максвелл познакомился со своей женой, отец которой был директором Маришаля). В 1860 году два колледжа Абердина были объединены, и, несмотря на выслугу лет, Максвелл остался без работы. Однако его почти сразу же назначили на кафедру естественной философии в Королевском колледже Лондона, где он оставался до 1865 года. На вступительной лекции, которую традиционно читали новые профессора, Максвелл исследовал различные философские вопросы науки - например, «являются ли фундаментальные истины физики такими, что их следует рассматривать как простые факты, обнаруженные экспериментально, или как необходимые истины, которые разум должен признать истинными, как только на них будет обращено внимание ». В целом, в соответствии с взглядами Уэвелла, Максвелл придерживается последнего взгляда на необходимость знания, хотя его позиция все еще далеко не ясна. Он также ссылается на идею, которую позже разовьет более подробно: «что каждый атом творения непостижим в своем совершенстве».
Версия этой идеи была в конечном итоге опубликована, среди прочего, в журнале Nature в 1873 году. Обсуждая астрономические наблюдения характерных длин волн излучения атомов, Максвелл заключает: "Таким образом, мы уверены, что молекулы той же природы, что и молекулы нашего водорода, существуют в этих далеких областях или, по крайней мере, действительно существовали, когда испускался свет, который мы видим... Таким образом, каждая молекула во всей вселенной несет на себе печать метрической системы так же отчетливо, как метр Архива в Париже или двойной королевский локоть Храма Карнака ... Ни один из процессов Природы с тех пор, как она зародилась, не произвел ни малейшего различия в свойствах какой-либо молекулы. Следовательно, мы не можем приписать ни существование молекул, ни идентичность их свойств действию какой-либо из причин, которые мы называем естественными. С другой стороны, точное равенство каждой молекулы со всеми другими подобными молекулами придает ей, как правильно сказал сэр Джон Гершель, существенный характер твари и исключает идею о том, что она вечна и самосуществует. Таким образом, мы были приведены строго научным путем к тому моменту, на котором наука должна остановиться" (Maxwell on Molecules and Gases. Cambridge MA,1986. P.152-153).
Максвелл предложил более подробную информацию в письме, написанном тремя годами позже: «Я думал не столько о том единообразии результата, который возникает из-за единообразия в процессе формирования, сколько о единообразии, задуманном и достигаемом той же мудростью и силой, для которой единообразие, точность, симметрия, последовательность и непрерывность плана являются такими же важными атрибутами, как изобретение особой полезности каждой отдельной вещи» (Ibid. P.242, Campbell. P.393). Это несколько незнакомая, перевернутая форма аргументации от замысла: тот факт, что молекулы совершенно идентичны друг другу, предполагает, что они созданы в соответствии с разумным планом. Это косвенное упоминание о молекулярном совершенстве в лекции 1860 года было сделано через год после публикации книги Дарвина « Происхождение видов» , и Максвелл, вероятно, хорошо осознавал, в какой степени эта книга опровергает популярные аргументы в пользу замысла, основанного на совершенстве биологической адаптации. Максвелл указывал на другое совершенство творения, которое, по его мнению, нельзя было приписать эволюционной адаптации. Хотя он не совсем прав в том, что атомы неизменны, его целью было подчеркнуть упорядоченное единообразие природы, а не ее особенность и сложность, как признаки работы Создателя.
В 1865 году Максвелл ушел со своей должности в Лондоне. Это был чрезвычайно продуктивный срок пребывания в должности, когда была реализована большая часть его экспериментальных работ по газам, а также была опубликована работа «О физических силовых линиях» и его знаменитые уравнения. Но Максвелл хотел завершить строительство дома в поместье Гленлер как «священный долг» своему покойному отцу. Его независимое богатство позволило ему отказаться от довольно тяжелого бремени преподавания и посвятить свое время имению, путешествиям, обширной переписке и написанию своего мастерского « Трактата об электричестве и магнетизме» (1873). Дом был закончен в 1867 году, но управление им было лишь одним из аспектов статуса «лэрда» поместья. Другими аспектами, которыми усердно занимались и Джеймс, и его отец до него, были ежедневные молитвы и чтения Библии для слуг, а также почти собственническое спонсорство церкви в Корсоке, соседней деревне.
Максвелла уговорили оставить свою пенсию в 1871 году, приняв недавно созданную Кавендишскую профессуру экспериментальной физики в Кембридже и возложив на нее публичные обязанности. Поэтому неудивительно, что епископ Глостерский и Бристольский проконсультировался с Максвеллом по поводу его идей относительно веры и науки. Епископ интересовался, можно ли гармонизировать сотворение солнца после сотворения света в Книге Бытия, рассматривая последнее как относящееся к «первичным вибрациям», то есть к эфиру. Максвелл ответил на этот довольно наивный вопрос вежливо и мудро: "Если бы было необходимо дать интерпретацию текста в соответствии с наукой 1876 г. (которая может не совпадать с таковой 1896 г.), было бы очень заманчиво сказать, что свет первого дня означает всеобъемлющий эфир, носитель излучения... Но я не могу предположить, что именно эту идею хотел передать первоначальный автор книги тем, для кого он писал... Научные гипотезы, естественно, меняются намного быстрее, чем библейские толкования, так что если интерпретация основана на такой гипотезе, это может помочь сохранить гипотезу еще долго после того, как ее следовало бы похоронить и забыть. В то же время я думаю, что каждый отдельный человек должен делать все возможное, чтобы впечатлить свой ум масштабами, порядком и единством вселенной» (Campbell 394).
Таким образом, Максвелл проницательно критикует неправильное использование частичного научного знания для толкования Священного Писания, не говоря уже о том, чтобы укрепить веру путем предполагаемого согласования с новейшими научными достижениями. Ему не нужны научные доказательства христианства. Вместо этого он выражает озабоченность тем, что необдуманное увязывание конкретных научных теорий с религией будет препятствием для роста науки. В связи с наукой и верой он делает акцент на том, что наука взращививает наше чудо во славе творения - что, безусловно, гораздо более прочная тема, чем эфир, от которого давно отказались.
Несмотря на свои глубокие философские и научные познания, видное положение и периодические публичные ссылки на религиозные вопросы, Максвелл в основном избегал ожесточенных публичных дебатов той эпохи о науке и религии. Но мы можем быть уверены, что он внимательно следил за ними, и мы можем оценить его более умеренный стиль из его ответа на «Белфастское обращение» Джона Тиндаля. В 1874 году Тиндаль выступил с известным обращением к Британской ассоциации содействия развитияю наук, отстаивая научный материализм. Тиндаль восхвалял древних атомистов, Эпикура и Лукреция, и утверждал превосходство профессиональных ученых над духовенством: «Мы вырвем из теологии всю область космологической теории. Все схемы и системы, которые таким образом нарушают сферу науки, должны, поскольку они это делают , должны подчиняться ее контролю и отказаться от всякой мысли о контроле над ней» (Jackson R. The Ascent of John Tindall. Oxford,2018. P.333). Попутно он также критиковал аргумент Максвелла о молекулярном совершенстве. Ответ Максвелла был не гневным письмом в Times (хотя были такие ответы и другими), а мягко-сатирическим изложением очень длинного выступления Тиндаля на двух страницах стихов, ни жестоких, ни осуждающих, но достаточно забавных, чтобы их можно было опубликовать в Blackwood's Magazine . Христианским убеждениям Максвелла не угрожал растущий материализм той эпохи.
Максвелл умер от рака брюшной полости в 1879 году в возрасте 48 лет. Те, кто встречался с ним в последние месяцы и недели его болезни, рассказывали о его самообладании, его неизменном интересе к науке, его заботе о благополучии своей жены и его бесконечные ежедневные религиозные обряды.
Хотя культура викторианской Англии была более христианской, любой из Великобритании или Соединенных Штатов сегодня, христианские обязательства таких людей, как Майкл Фарадей и Джеймс Клерк Максвелл - не только случайные закономерности культурных норм. Не были они и интеллектуальными уродствами, которые помешали этим гигантам полностью раскрыть свой научный потенциал. Напротив, их духовные убеждения были неотъемлемой частью силы характера и взглядов на природу, которые позволили им внести свой преобразующий вклад в науку.
Можно задаться вопросом об источнике твердых христианских обязательств Фарадея и Максвелла. Что позволило им решить интеллектуальные проблемы, возникшие в результате нового научного знания XIX века? Хотя их твердая вера не была чем-то необычным для ученых той эпохи, было много других, кто ее потерял: Дарвин - часто цитируемый пример, хотя его доводы, поскольку они были интеллектуальными, теперь широко рассматриваются скорее в связи с его трудностями в теодицее, нежели в науке.
Можно сделать несколько предварительных предположений относительно общих источников устойчивых религиозных убеждений Максвелла и Фарадея. Оба они основывали свою веру на личном религиозном опыте, а не только на интеллектуальном исследовании. И каждый нашел источник духовного авторитета и убеждения больше в свидетельстве Библии и личности Иисуса, чем в естественном богословии или философских аргументах. Оба стремились выразить свою веру через христианские добродетели, милосердие, добрые дела, духовную дисциплину и служение. И оба внесли свою честность и порядочность в свою интеллектуальную работу, укрепив свою приверженность строгим научным практикам. Оба, кроме того, обладали независимостью духа и личными убеждениями, что позволяло им спокойно придерживаться взглядов, противоречащих современной моде. В этом смысле они были нонконформистами.
Духовные обязательства и идеалы Фарадея и Максвелла также повлияли на их научные идеалы. Ни Максвелл, ни Фарадей не предполагали, что разумный замысел творения позволяет нам вывести экспериментальное содержание натурфилософии. Вместо этого они подчеркивали чудо и случайность творения, полагая, что у Бога был выбор относительно того, как был создан мир, и что только прямое экспериментальное взаимодействие с природой позволяет нам определить, каков Его выбор.
Настойчивое чувство Максвелла и Фарадея о сотворенности природы, их теистическое мировоззрение не должно считаться необходимым для всей успешной науки тогда или сейчас; но для этих двух выдающихся ученых это вовсе не помеха. Это подтверждало их веру в целостное единство природы. Это поощряло аналогию как объяснительную стратегию, посредством которой понимание одного аспекта природы могло быть концептуально передано, чтобы помочь сделать понятным другой - например, поток жидкости как аналогию для электромагнитных полей (даже несмотря на то, что реальная физическая связь между этими двумя аспектами носит весьма косвенный характер). И это поощряло идею сохранения как фундаментального объединяющего принципа.
Хотя эти два великих британских физика XIX века во многом остаются примером биографических контрастов, их сходные взгляды на природу, веру и отношения между ними проливают свет на общую конструктивную интеллектуальную нить. Научные принципы, к которым их привел их подход, остаются основополагающими для сегодняшней физики, даже несмотря на то, что многие утверждают, что лишили ее каких-либо теистических оснований. Фарадей и Максвелл в своих исследованиях природы наиболее фундаментально стремились к открытию закономерности и согласованности: концептуального объединения явно различных явлений, таких как электричество, магнетизм и свет. В их мышлении законность не была инертной, абстрактной, логической необходимостью или полной сводимостью к картезианскому механизму; скорее, это было ожиданием, которое они приписывали существованию Божественного законодателя. Понимание физики у этих людей стало возможным благодаря их религиозным убеждениям. По их мнению, согласованность природы проистекает из разума ее Создателя.

Перевод (С) Inquisitor Eisenhorn