Михаил Фарадей родился 22 сентября 1791 года в семье бедного кузнеца в Лондоне.
О родителях и детстве Фарадея дошло до нас очень мало сведений. Известно только, что отец и мать Михаила, Джемс и Маргарита, происходили из крестьян, видимо незажиточных. У деда Фарадея, Роберта, было десять сыновей, и все они были вынуждены бросить сельское хозяйство и изучать какое-нибудь ремесло. Так, один из них — отец Михаила — стал кузнецом, другой сапожником, третий ткачом и т. д.
Джемс Фарадей был хорошим мастером в своем деле, но он часто болел и едва сводил концы с концами. Особенно тяжелые времена семья Фарадея переживала в детские годы Михаила. Наполеоновские войны начала XIX века сопровождались неслыханным обнищанием народных масс большинства европейских стран. Материальное положение Джемса Фарадея, несмотря на его трудолюбие и неутомимость, было настолько тяжелым, что в 1801 году ему пришлось обратиться к общественной помощи.
В борьбе с нуждой семье Фарадея помогла ее внутренняя сплоченность и скромный образ жизни, который вели родители Михаила. Они сумели дать детям такое воспитание, которое приучило их с ранних лет к трудолюбию, взаимной помощи и сознанию долга.
Отношения между детьми в этой семье может характеризовать следующий факт, рассказанный племянником Фарадея. Михаил посещал начальную школу вместе со старшим братом Робертом. По причине ли природного недостатка, или по малолетству Михаил не мог выговорить буквы «р», и у него, например, вместо Роберт получалось Вобевт. Это страшно раздражало учительницу и в соответствии с тогдашней системой школьного воспитания, в которой меры физического воздействия играли не последнюю роль, она дала Роберту денег и приказала купить палку, чтобы таким «способом» исправить Михаила. Роберт вскипел негодованием, швырнул монету и побежал к матери рассказать о случившемся. Она возмутилась и взяла детей из школы. На этом и закончились школьные занятия Фарадея.
Нужно было, не откладывая, избрать ремесло и начать работать. И вот тринадцати лет Фарадей работает мальчиком в книжном магазине, где книги не только продавались, но и переплетались. Кроме того, хозяин магазина по фамилии Рибо продавал газеты, доставляя их не по почте, а через рассыльного. Таким газетчиком-рассыльным был и Фарадей в течение одного года. Этот срок считался испытательным периодом, после чего он получал возможность поступить учеником в переплетную мастерскую.
Несложные обязанности рассыльного оказались, однако, не по силам для тринадцатилетнего мальчика. Хотя подписчиков было немного (в начале прошлого столетия тиражи даже центральных газет в Европе были ничтожны по сравнению с нынешними), но они жили в разных концах города, а газету требовалось доставлять во-время. Впоследствии, будучи уже знаменитым ученым, Фарадей при встрече с газетчиком не мог не остановиться и не улыбнуться ему. «Я все еще чувствую нежность к этим мальчикам, — говорил он, — потому что когда-то сам был разносчиком газет». Хозяин Фарадея был, повидимому, культурным человеком и не плохо относился к юному рассыльному. По истечении испытательного срока Фарадей охотно согласился стать учеником в переплетной мастерской. Пункты договора, заключенного между Фарадеем и хозяином, во многом напоминали правила средневековых цехов, отличавшихся особенно жесткими условиями для учеников и подмастерьев. Всевозможными препятствиями затруднялся доступ к приобретению высшей квалификации и к получению звания мастера. Исключительно длительными были годы ученичества: они нередко тянулись свыше десяти лет. Кроме того, ученичество, как правило, было платным. Теперь под платным ученичеством понимают такую систему, при которой ученики оплачиваются. Тогда же — наоборот, — ученики, выполнявшие в пользу мастера вначале черную, а затем и квалифицированную работу, платили хозяевам за изучение ремесла.
Ученический стаж Фарадея в таком сравнительно несложном деле, как переплетное мастерство, был определен в семь лет. «Принимая во внимание преданную службу ученика, с последнего за учение ничего не берется», — гласил соответствующий пункт договора, заключенного между Фарадеем и его хозяином 5 октября 1805 года.
Об ученических годах Фарадея также сохранилось мало сведений. Из письма его отца известно, что вначале учеба давалась ему с большим трудом, но что он был очень усерден и на четвертом году обучения фактически овладел своим делом. Его отец считал, что он уже «выплыл на поверхность, ибо имеет под своим началом двух мальчиков». Годы, проведенные в переплетной мастерской, совпадают с годами самообразования. Именно этим и интересен ранний период жизни Фарадея. К сожалению, дошедшие до нас данные не позволяют восстановить картину того, как Фарадей, без всякой подготовки, занятый с утра до вечера работой в переплетной мастерской, овладел основами грамоты и подошел к углубленному изучению химии и электричества. Правда, окружающая обстановка была весьма благоприятна. Магазин Рибо посещали образованные покупатели, среди которых бывали и видные лондонские ученые. Посетители приходили в магазин не только покупать книги или отдавать их в переплет, но нередко тут же вступали в оживленные беседы на различные научные темы, что привлекало внимание пытливого мальчика.
Фарадей с исключительным рвением прочитывал книги, которые ему приходилось переплетать. Близкий его друг, видный электротехник Корнелиус Варлей (с его именем связано открытие принципа самовозбуждения, — одного из важнейших принципов, на котором основана динамомашина), впоследствии говорил: «Когда я впервые обратил внимание на Фарадея, мне сказали, что он находится в обучении у переплетчика, я же на это заметил, что он является и хорошим книжным червем, прокладывающим себе путь внутрь книг. В противоположность ему сотни людей держат книги в руках, но для них они — лишь бумага, покрытая буквами». Замечательно, что Фарадей очень скоро избрал определенную область и обратил на нее все свое внимание. «Будучи учеником, — рассказывал он, — я любил читать научные книги, попадавшиеся мне подруку. Из них мне нравились «Беседы по химии» Марсет и статьи по электричеству в Британской энциклопедии». Остановившись на этих дисциплинах, Фарадей занялся их серьезным изучением. Он критически относился ко всему тому, с чем знакомился впервые; в нем рано проявились черты самостоятельного экспериментатора.
В письме к Деляриву, известному швейцарскому ученому, Фарадей, говоря о своем самообразовании, писал: «Пожалуйста не думайте, что я был глубоким мыслителем или отличался ранним развитием: я был резв и имел сильное воображение, я верил столько же в «Тысячу и одну ночь», сколько и в Энциклопедию. Но к фактам я относился с особым вниманием, и это меня спасло. Факту я мог довериться, но каждому утверждению я мог противопоставить возражение. Так проверил я книгу миссис Марсет («Беседы по химии») с помощью ряда опытов, на производство которых у меня были средства, после чего я убедился, что книга соответствует фактам, насколько я их понимал. Я чувствовал, что нашел якорь своим химическим познаниям и крепко ухватился за него. Причина моего глубокого уважения к миссис Марсет кроется в том, что она открыла молодому и пытливому уму явления и законы необ'ятного мира естественнонаучных знаний».
Но слишком ограничены были средства, о которых говорит юный исследователь. Для производства химических и электрических опытов необходима была соответствующая аппаратура, и Фарадей из самодельных приборов создает свою первую «лабораторию».
Наибольшие трудности возникли при изучении электрических явлений. Для проведения опытов необходим был генератор — источник электричества. Электромеханический генератор — вольтов столб как его тогда называли (теперь чаще употребляется термин «гальванический элемент»), — изобретенный за несколько лет до того Александром Вольта, был известен только специалистам-ученым. Широкое же распространение имел тогда электростатический генератор, зарождение которого относится к XVII веку (приспособление Отто фон Герике).
Принцип действия электрической машины (так обыкновенно называли электростатический генератор) заключается в следующем: вращающийся стеклянный шар (или цилиндр) подвергается трению о кожаную подушку, вследствие чего в шаре возникают электрические заряды, которые, при помощи особого приспособления, именуемого «щеткой» (гребенкой), можно легко «собирать», в так называемых «кондукторах». На протяжении более чем векового развития электрическая машина приобрела технически весьма совершенную форму. По внешнему виду это была сравнительно сложная конструкция; стоимость аппарата была довольно высокой.
Фарадею, понятно, не приходилось и мечтать о приобретении такой машины, и поэтому он сам смастерил генератор. «Я соорудил, — рассказывал он, — электрическую машину, вначале со стеклянной бутылкой, а затем с настоящим цилиндром, такую же, как и другие электрические аппараты соответствующего типа». Цилиндр стоил 4 1/2 шиллинга. Фарадей не обладал такой суммой, но ему удалось достать денег в долг. Ось для цилиндра отковал ему отец. Остальные детали, как то: деревянную подставку, подушку и др., он сделал сам и таким образом получил возможность приступить к опытам по электричеству. Эта электрическая машина, построенная молодым Фарадеем, до скх пор находится в Королевском институте, одном из высших научных учреждений Англии, в котором Фарадей впоследствии начал свою научную деятельность, продолжавшуюся около полустолетия.
Несмотря на эти специальные интересы, Фарадей преуспевал и в переплетном деле, которое он, повидимому, основательно изучил. Любовь к нему он сохранил и позднее, когда занимался исключительно научной работой. Сопровождая Дэви в путешествии по Европе, он, как это видно из его писем, интересовался постановкой переплетного дела за границей и находил, например, что в Риме это ремесло находится не на высоте. К старости он собрал все почетные дипломы, выданные ему многочисленными научными организациями почти всего мира, и сам переплел их в большой и тщательно отделанный том, который доныне хранится в Королевском институте.
Исключительное значение в образовании Фарадея имело следующее обстоятельство. В начале 1810 года он из об'явления узнал, что «в № 53 по Дорсет-Стрит, в собственном доме, мистер, Тейтум прочтет курс лекций по естествознанию; начало в 8 часов вечера, входная плата — один шиллинг». — Хозяин разрешил Фарадею посещать лекции, но денег на это не дал. Выручил Михаила старший брат Роберт, который избрал профессию отца и к этому времени был уже квалифицированным кузнецом. Как и вся семья, он сочувствовал затеям Михаила и дал ему необходимую сумму. Таким образом, Фарадей на 19-м году первый раз в жизни получил возможность приобрести некоторые систематические знания в области, которая его интересовала. Лекции Тейтумом читались, повидимому, не часто: Фарадей посещал их с февраля 1810 до сентября 1811 года и за это время прослушал их не более тринадцати. Он их тщательно конспектировал в своей записной книжке, которую озаглавил: «Научная смесь». Она заключала в себе собрание всевозможных заметок, записей о событиях, и происшествиях, относящихся к наукам и искусствам, извлеченных из газет, обозрений журналов и других источников с целью, как определил Фарадей, «способствовать как развлечению, так и назиданию, а также подтверждению или ниспровержению теорий, которые постоянно возникают в мире науки».
Лекции Тейтума, рассчитанные на взрослых слушателей, посещала преимущественно молодежь, которая в детстве не имела возможности получить систематической подготовки и теперь упорной работой повышала свой образовательный уровень. Кроме Фарадея, и некоторые другие слушатели позднее занялись настоящей научной работой и стали даже учеными. Со многими Фарадей подружился и сохранил близкие отношения до конца жизни. Вообще, с друзьями он поддерживал многолетнюю переписку. Больше всего писал он Абботу, Гакстеблу и Филлипсу. Последний впоследствии стал членом Королевского общества.
Большинство писем Фарадея дошло до нас; они проливают свет на различные этапы его деятельности и являются одним из основных источников для его жизнеописания.
На первых письмах к друзьям Фарадей имел в виду научиться письменно излагать свои мысли. Вопросы стиля были в центре его внимания. Не получив никакой подготовки и в этой области, Фарадей, путем упорной работы над собой, старался усовершенствовать не только изложение своих мыслей на бумаге, но и устную речь. В тесном кругу товарищей он читал сообщения о поставленных им опытах или о прочитанных книгах, причем предметом дискуссии являлось не столько самое существо изложенного, сколько внешняя форма, в которую оно было облечено. Товарищи тщательно отмечали все ошибки, и Фарадей старался в дальнейшем их избегать. Впоследствии для усовершенствования устной речи он брал уроки ораторского искусства.
В самообразовании Фарадею помог еще и квартирант Рибо — французский художник Маскерье, эмигрировавший в Англию. Художник жил бедно. Не имея возможности нанять прислугу, он прибегал к услугам Фарадея, который убирал ему комнату и чистил обувь. За это Маскерье обучал молодого переплетчика черчению и рисованию, что так пригодилось великому экспериментатору при описании его знаменитых опытов. Кроме того Маскерье старался руководить чтением любознательного мальчика, читавшего все, что попадалось ему в руки.
Повидимому, и Рибо сочувственно относился к занятиям Фарадея. Когда последний собрал свои заметки — конспект прослушанных лекций и описание предпринятых опытов с изображением применявшейся при этом аппаратуры, — и переплел их, то на первой странице он написал прочувственное посвящение Рибо: «Вам я обязан приобретением той скромной доли знания, которой я обладаю, за что и приношу вам сердечную признательность».
Фарадей пользовался также вниманием и расположением ученых посетителей магазина и переплетной мастерской Рибо. Один из них, некто Дэне, член Королевского общества, посоветовал усердному переплетчику посещать публичные лекции Дэви, знаменитого английского химика, который читал их в Королевском институте, где состоял профессором и директором лаборатории.
Это научное учреждение Великобритании возникло в 1800 году и было создано «для распространения научных знаний и содействия повсеместному введению полезных механических изобретений и улучшений, а также для доказательства, посредством естественнонаучных докладов и экспериментов, возможности применения научных данных в повседневной жизни».
Возникновение на рубеже XVIII и XIX веков научного института с явно практическими целями весьма показательно. Именно в этот период зари промышленного капитализма совершается переход от мануфактуры с ее ручным, ремесленным характером орудий — к фабрике, основанной на применении разнообразных машин. В условиях капиталистической системы производства машины вырывают предмет труда из рук рабочего и обращают последнего лишь в свой придаток. Этот грандиозный по своим социально-экономическим последствиям технический переворот прежде всего происходит в Англии — передовой стране того времени. Здесь возникают и получают применение такие изобретения, как механическое прядение, механический ткацкий станок, паровая машина, важнейшие усовершенствования в области металлургии и металлообработки. Английскими же изобретателями Тревитиком и Стефенсоном была возвещена эра железных дорог. В Англии слагаются весьма благоприятные условия для эксплоатации чужих изобретений. Например, такие крупные достижения в области химической промышленности, как беление тканей хлором, искусственное получение соды, изобретенное во Франции, впервые находят практическое применение в промышленном масштабе именно в Англии.
Переход к машинному производству оказался огромным стимулом для развития ряда важнейших отраслей естествознания. Машина, по словам Маркса, явилась такой материальной формой средств труда, «которая обусловливает замену человеческой силы силами природы и эмпирических рутинных приемов — сознательным применением естествознания[1] ». Перед такими областями физики и химии, как учение о теплоте, о силах, о превращении вещества, ставится задача не только об'яснить и осознать процессы, с которыми имеет дело техническая практика, но и отыскать пути дальнейшего прогресса. Наука, обогащаемая данными практики, властно внедряется в само производство. Техника становится предметом научного изучения, крайне плодотворного для самой науки. В передовых странах, и прежде всего в Англии, возникают учебные и научные учреждения, где готовятся кадры технической интеллигенции и где происходит научная разработка практических вопросов производства. Правда, Королевский институт начала XIX века не представлял собой подобия современного физико-технического института, но он, несомненно, должен рассматриваться как прообраз нынешних исследовательских учреждений, без которых немыслимо развитие современной техники.
Одним из источников дохода Института были публичные лекции, регулярно читавшиеся крупнейшими английскими учеными в большой аудитории. Фарадей попал на последние четыре лекции Дэви, который к этому времени приобрел уже мировую славу своими знаменитыми исследованиями в области электричества. Лекции Дэви касались на этот раз лучистой материи, хлора, горючих газов и металлов. Фарадей тщательно их законспектировал. Том этих записей сохранился до сих пор и содержит изложение теоретической части и описание опытов.
Собственно, только в этот период Фарадей очутился в настоящей научной обстановке и в нем пробудилось страстное желание посвятить себя науке. «Желание заняться научной деятельностью, хотя бы в самом скромном виде, — рассказывал он потом, — побудило меня еще в бытность мою учеником, при полном незнании светских обычаев, а также в простоте душевной написать сэру Джозефу Бенксу, бывшему тогда президентом Королевского общества. Естественно, что каждый раз, когда я обращался к портье, он сообщал мне: «ответа нет!».
Тем временем, 7 октября 1812 года истек срок ученичества Фарадея. На другой же день он поступил подмастерьем в переплетную мастерскую французского эмигранта Деляроша. Новый хозяин, в отличие от Рибо, оказался человеком крутого нрава и с чертами самодура; хотя он обещал сделать Фарадея своим наследником, работать у него вскоре стало невыносимо. Это, повидимому, решительно толкнуло Фарадея на «смелый, — как он сам писал, — и наивный шаг»: он написал Дэви о желании заняться научной работой.
На этот раз попытка увенчалась успехом: Фарадей получил штатную должность в Королевском институте. Это — исключительно важный момент в его биографии, и на нем следует остановиться подробнее.
Обычно биографы ограничивались указанием, что Дэви, сам выходец из трудовых слоев, сочувственно отнесся к упорному желанию Фарадея отдать силы на научную работу и охотно предоставил ему место в руководимой им лаборатории. Однако сохранившиеся документы свидетельствуют о том, что путь гениального самоучки был не так гладок.
Вот текст ответного письма Дэви на просьбу Фарадея:
Сэр! Мне чрезвычайно понравилось доказательство вашего доверия ко мне, которое, к тому же, свидетельствует о большом прилежании, хорошей памяти и внимании. Сейчас я вынужден уехать из города и вернусь не ранее конца января; тогда я охотно готов повидать вас в любое время. Мне доставит удовольствие, если я смогу быть вам полезен; я хотел бы, чтобы это было в моих возможностях. Готовый к услугам Г. Дэви.
Но вместе с тем в записях Фарадея о его вступлении на службу в Королевский институт мы находим следующие строки: «Дэви, — пишет Фарадей, — предупреждал меня не бросать прежнего места; он говорил, что наука — особа черствая, что она в денежном отношении лишь скупо вознаграждает тех, кто посвящает себя служению ей. На мое замечание о возвышенных нравственных переживаниях людей науки он улыбнулся и сказал, что предоставит опыту нескольких лет исправить мои взгляды в этом отношении».
Преемник и ближайший друг Фарадея, Джон Тиндаль, собирая материалы для составления биографии своего учителя, обратился ко всем лицам, что-либо знающим о Фарадее. Английский физик Гассио написал: «Сэр Дэви имел обыкновение посещать господина Пиписа в Пултри, когда шел в Королевский институт, где Пипис был одним из первых администраторов. Последний говорил мне, что сэр Дэви показал ему письмо и сказал: «Что мне делать? Вот письмо одного молодого человека, Михаила Фарадея. Он слушал мои лекции и просит меня дать ему место при Королевском институте». — «Что делать — ответил Пипис, — а пусть моет посуду. Если он на что-нибудь годен — то сейчас же примется за дело, если откажется, значит он никуда не годится»… Дэви на это не согласился. Уж слишком были бы унизительны эти обязанности для молодого человека, достигшего двадцати одного года. А кроме того, он ведь искренно тянется к науке, достаточно ознакомиться с конспектами лекций Дэви, которые Фарадей приложил к письму…»
Дэви знал Фарадея еще и по другому случаю. В конце октября того же, 1812, года, Дэви, экспериментируя в своей лаборатории, поранил себе глаз и некоторое время был лишен возможности писать, и Фарадей, видимо по рекомендации Маскерье, был приглашен выполнять обязанности секретаря.
В начале 1813 года, Фарадей наконец получил место лаборанта в Королевском институте В протоколах Института от 13 марта 1813 г. имеется следующая запись:
«Сэр Гемфри Дэви имеет честь уведомить дирекцию, что он нашел лицо, желающее занять при Институте место, которое занимал в последнее время Вильям Пейн. Имя этого лица — Михаил Фарадей. Он молодой человек двадцати двух лет. Насколько мог заметить или узнать сэр Гемфри Дэви, он вполне годен на это место. У него, повидимому, хорошие навыки, деятельный и живой нрав и разумное поведение. Он согласен поступить на те же условия, на каких служил господин Пейн, когда оставил Институт. — Постановили: Михаилу Фарадею разрешить вступить в должность, прежде исполнявшуюся господином Пейном, на тех же условиях».
Обязанности Фарадея были изложены точно: «обслуживать лекторов и профессоров при подготовке к занятиям, помогать им во время лекций. Когда понадобятся какие-либо инструменты или приборы, — наблюдать за их осторожной переноской из модельной, кладовой и лаборатории в аудиторию; чистить их и, по минованию надобности, снова доставлять на место. Докладывать руководителю о повреждениях и для этой цели вести постоянный журнал. Один день в неделю заниматься чисткой моделей в «Репозиториуме» и не реже одного раза в месяц чистить и обтирать пыль со всех инструментов в стеклянных ящиках».
Фарадей получил квартиру в верхнем этаже Института. Оплата его, в сравнении с заработком квалифицированного переплетчика, была невысокой, но Фарадей имел все основания считать себя счастливым: он, наконец, освободился от Деляроша, который своим обращением отбивал у него любовь к столь приятному ему прежде переплетному делу.