Джордж Джонсон: Десять самых красивых экспериментов в истории науки

Это только в учебниках по физике все выглядит так просто. Там нет упоминания о том, что между латунными пластинами может произойти короткое замыкание или что они могут искрить оттого, что съехала контактная клипса. Молчит учебник и о том, что можно выпустить из пульверизатора слишком много масла и тогда отверстие в пластине забьется. Я уже не говорю, как легко перепутать капли или принять за каплю соринку в своем глазу.

Я выделил каплю, которая показалась мне идеальным образцом, а потом беспомощно наблюдал, как она покидает фокальную плоскость. Иногда капля оказывалась такой тяжелой, что камнем шла на дно, или заряжалась так сильно при включении электричества, что ракетой исчезала из виду. Только после множества неудачных попыток я понял, что освоить такой тонкий эксперимент для меня — все равно что выучиться играть на скрипке или стать столяром-краснодеревщиком.

А вот маэстро Милликен так ловко обходился со своей установкой, что, поймав в прицел оптического прибора каплю, мог пойти поужинать, а, вернувшись, обнаружить, что его капля практически не сдвинулась со своего места. Имея же такого помощника, как Флетчер, он легко фиксировал изменения в скорости движения капель, когда электроны «прилипали» к капле или покидали ее, как пассажиры сан-францисского трамвая. Если ему нужно было придать каплям небольшое ускорение, он открывал свинцовую дверцу и «подгонял» их радием.

Его данные, полученные в эксперименте с водяными каплями, уже подверглись сомнению со стороны одного австрийского экспериментатора, который утверждал, что ему удалось выделить «суб-электроны», которые, как он подозревал, являются наименьшими единицами заряда. Однако результаты, полученные Милликеном в его раннем» более грубом эксперименте, нашли полное подтверждение в экспериментах с масляными каплями. Электроны действительно существовали. Однажды вечером Чарльз Протеус Штейнмец, пионер электротехники, пришел к Милликену посмотреть на эксперимент. «Никогда бы не поверил!» — все повторял он, благодарно тряся руку Флетчера.

В начале 1910 года они начали записывать результаты, и в течение трех последующих лет Милликен непрерывно совершенствовал эксперимент. Простая настольная установка постепенно превратилась в высокотехнологичное устройство с фильтрацией воздуха, точным контролем температуры, давления и напряжения, а также часами, способными отмерять миллисекунды. Не менее важно и то, что он научился понимать поведение капель. Все неудачи и успехи Милликен записывал в дневнике:

Очень медленно что-то не так … не уверен в расстоянии … Возможно, сдвоенная капля … Красотка… Опубликовать … Хороша для небольшой капли … Отлично … Правильно… Имеет значение… Не получится… Опубликовать эту красотку.

По мере освоения количество «красоток» увеличивалось:

Само совершенство… Лучшая из всех.

Было такое впечатление, что это сами электроны переливались всеми цветами радуги.

Все, кто видел этот эксперимент … по сути, ВИДЕЛИ электрон, — позднее напишет Милликен, специально выделив это место , — Можно было посчитать количество электронов в конкретном небольшом электрическом заряде с такой же точностью, с какой считают пальцы на руках и ногах.

В 1913 году он опубликовал окончательную величину единицы электрического заряда: 1,5924 х 10 -19кулона. Десять лет спустя он получил Нобелевскую премию.

Эта история имела неприятное продолжение. В 1981 году, после смерти Гарвея Флетчера, бывшего помощника Милликена, появились мемуары, в которых он не только благодарил Милликена за то, что тот помог ему с карьерой, но и высказал свое разочарование по поводу того, что его участие в эксперименте с масляными каплями было недооценено. По его словам, профессор Милликен однажды появился у него в квартире и предложил сделку: мол, он, Милликен, будет единственным автором статьи о заряде электрона, а во всех менее значимых их совместных работах Флетчер будет указан как соавтор.

Флетчер хотел, чтобы его мемуары появились только после его смерти, и это заставляет ему верить, но таким образом он лишил Милликена (который умер в 1953 году) возможности дать ответ. Если судить по автобиографии Милликена, то он меньше всего был похож на человека, с которым «хотелось бы идти в разведку». Он мог быть снисходительным и даже фанатичным. Хоть его авторство идеи изолирования и измерения электрона ни у кого не вызывает сомнения, он все равно мог бы быть более справедливым по отношению к своему ученику.