Разлученный с братом, он был связан с ним прежней дружбой и доверием. На каникулах Жак Кюри приезжал к нему, и тогда возобновлялась их совместная работа, которой оба они посвящали свой досуг. Иногда же Пьер отправлялся к Жаку, занятому работой по геологической картографии в Оверне, и совершал с ним дневные переходы, необходимые для составления карты.
Вот воспоминания об одной из этих экскурсий, заимствованные из письма, присланного мне незадолго до нашего брака:
«Я был очень счастлив побыть некоторое время с моим братом. Мы жили вдали от всяких забот и так изолированно, что не могли даже получить письма, не зная, где мы будем спать завтра. Иногда мне казалось, будто вернулось то время, когда мы всегда жили вместе. Тогда у нас обо всем были одинаковые мнения; думая одинаково, нам не нужно даже было говорить, чтобы понимать друг друга. Это тем более удивительно, так как у нас совершенно разные характеры».
Надо, однако, признать, что назначение Пьера Кюри в институт задержало его экспериментальные исследования. Действительно, в момент его назначения в этом учреждении ничего еще не было, кроме стен и перегородок; надо было все создавать сначала. Пьеру Кюри пришлось организовать оборудование для практических занятий, и он прекрасно выполнил эту задачу, внося характерный для него дух точности, и новаторства.
Очень трудно было также для молодого человека вести практические занятия с большим числом студентов (около тридцати), пользуясь услугами одного лишь лабораторного служителя. Эти первые годы были годами усидчивой работы и были полезны главным образом для студентов, работавших под руководством молодого преподавателя.
Пьер Кюри воспользовался вынужденным перерывом экспериментальных исследований, чтобы пополнить свое научное образование и в особенности свои математические познания. В то же время он погрузился в теоретическое размышление о связи, существующей между кристаллографией и физикой.
В 1884 году он напечатал статью об основных вопросах кристаллической симметрии, за которой в том же году последовало более общее исследование на ту же тему. Другая статья о симметрии появилась в 1885 году. Тогда же он напечатал очень важную теоретическую работу об образовании кристаллов и о капиллярных постоянных различных граней[5].
По быстрой последовательности работ можно судить, насколько Пьер Кюри интересовался физикой кристаллов. Его теоретические и экспериментальные исследования в этой области группировались вокруг очень общего принципа — принципа симметрии, он выяснял его мало-помалу, и окончательная формулировка была дана им лишь в статьях, напечатанных в течение 1893–1895 годов.
Вот эта формулировка, ставшая с тех пор классической:
«Когда определенные причины порождают известные следствия, элементы симметрии причин должны вновь появиться в порожденных следствиях».
«Когда известные следствия имеют в себе известную дисимметрию, эта последняя должна находиться и в породивших явление причинах».
«Положения, обратные двум предыдущим, неправильны по крайней мере на практике, то есть следствия могут быть симметричнее вызвавших их причин».
Большое значение этого закона, совершенного по своей простоте, заключается в том, что в нем трактуются элементы симметрии, относящиеся ко всем без исключения физическим явлениям.
Основываясь на глубоком изучении групп симметрии, которые могут существовать в природе, Пьер Кюри показал, как нужно использовать эти факты и с геометрической и с физической точек зрения, чтобы предвидеть возможность или невозможность появления данного феномена в условиях опыта. В начале одной статьи он пишет так:
«Я думаю, что следует ввести в физику понятие симметрии, привычное для кристаллографов».
Его работы в этой области имеют фундаментальное значение; отвлеченный другими исследованиями, он сохранял всегда живой интерес к физике кристаллов и не оставлял проекта вернуться к изысканиям в этой области.
Принцип симметрии, так живо интересовавший ум Пьера Кюри, является одним из тех немногочисленных великих принципов, которые господствуют в физических явлениях; исходя из понятий, вытекающих из опыта, они мало-помалу приобретают все более и более общую совершенную форму. Таким путем, например, понятие эквивалентности теплоты и работы вместе с существовавшим уже ранее представлением о соотношении между кинетической и потенциальной энергией позволило установить очень широкий и общий принцип сохранения энергии. Точно так же принцип сохранения материи был выведен на основании опытов Лавуазье, являющихся основными для химии. Недавно удивительный синтез позволил достичь еще более высокой степени обобщения — соединением этих двух принципов в один, так как было доказано, что масса тела пропорциональна его внутренней энергии. Изучение явлений электричества привело Липпманна к провозглашению общего принципа сохранения электричества. Принцип Карно, порожденный размышлениями над работой тепловых машин, тоже получил столь общее значение, что позволяет предвидеть наиболее вероятное направление самопроизвольной эволюции для любой материальной системы.
5
В этой очень краткой статье впервые излагается теория, позволяющая понять, почему некоторые грани кристаллов развиваются преимущественно перед другими и почему кристалл всегда принимает определенную геометрическую форму.