Вместе с Рачинским он попробовал установить, влияют ли диэлектрические свойства среды, в которую погружены магниты или токи, на взаимодействие между ними.
Эта работа была «пробой пера» будущего исследователя.
Поставив опыт, Столетов доказал, что диэлектрические свойства среды, характеризующие способность ее к электризации, никак не сказываются на величине электромагнитного взаимодействия. Этот результат опыта Столетова был подтвержден дальнейшим развитием физики. Действительно, оказалось, что на электромагнитные взаимодействия влияют не диэлектрические, а магнитные свойства среды.
Зимой 1863/64 года Александр Григорьевич снова отправляется в путь. Теперь он едет в Берлин. Здесь работает физик Генрих-Густав Магнус (1802–1870), имя которого запечатлелось в названии известного эффекта Магнуса, используемого в роторных кораблях, у которых парусом служит большой вращающийся цилиндр.
«Магнус считался превосходным лектором и крайне искусным экспериментатором, — вспоминал о Магнусе Сеченов, работавший у него в 1857 году. — Позднее, в Гейдельберге, я слышал рассказ Гельмгольца в его лаборатории, как Магнус приготовлял для своих лекций опыты. По словам этого рассказа, он всегда старался придать опыту такую форму, чтобы при посредстве натяжения нитки или удара или вообще какого-нибудь простого движения рукой приводить в действие показываемый снаряд или вызвать желаемое явление».
В лаборатории Магнуса Столетов проводит всю зиму. Упорно и настойчиво он берет от лаборатории все нужное ему.
Столетов далек от слепого подражания своим руководителям. Его критический ум сильно и смело проявляется в тех оценках, которые он дает ученым, у которых работает.
Молодой ученый резко расходится с Магнусом во взглядах на методы и цели научного исследования.
Естествоиспытатель ведет исследования с помощью и наблюдений и опытов.
Наблюдение — это как бы беседа, в которой один из участников молчит; исследователь только прислушивается к тому, что говорит природа.
Для некоторых наук, как, например, для астрономии, наблюдение — главное средство исследования.
Но физики чаще всею пользуются опытом. Ставя опыты, исследователь задает природе вопросы. Хорошо поставленный опыт — это умело заданный вопрос, и природа охотно отвечает на него.
Почти все, что известно физикам, добыто с помощью опытов. Стеклянная призма, поставленная на пути солнечного луча, заставляет его раскрыть свою тайну. Радужная полоска спектра свидетельствует, что свет, кажущийся нам белым, на самом деле является смесью лучей всех цветов.
Медленно, порхая, покачиваясь в воздухе, опускается пушинка, и стремительно падает на пол свинцовая гирька.
Но вот пушинка и гирька — на дне длинного стеклянного цилиндра, из которого выкачан воздух. Переворачиваем цилиндр — и происходит чудесное. Пушинка летит вниз, ничуть не отставая от гирьки. Опыт показывает, что Земля своим притяжением сообщает одинаковое ускорение и легкой пушинке и тяжелой гирьке, и только сопротивление воздуха мешало проявиться этому.
Столетов с большим уважением относится к опыту, этому высшему судье всякой теории. Но Столетов решительно не согласен с культом опыта, исповедуемым Магнусом.
Магнус ставит опыты с неоправданной расточительностью. Он буквально одержим страстью к экспериментированию. Там, где достаточно поставить один опыт, чтобы достоверно установить какой-нибудь факт, Магнус ставит десятки различных опытов. Опыт превращается у него в самоцель.
Столетов отлично видит ограниченность того направления, которого придерживается Магнус, поборник эмпиризма, чисто опытной школы. «С недоверием, нередко преувеличенным, — писал Столетов, — избегает он всякого теоретизирования и неохотно терпит математические подмостки даже там, где они вполне уместны. Как можно скорее стать на почву опыта, как можно ближе его держаться — вот его девиз».
Столетову ясно, что физик не имеет права ограничиваться опытами. Результаты их должны быть теоретически осмыслены. Поэтому физику необходимо в совершенстве владеть математикой. Эта замечательная наука помогает на основании груды накопленных цифр и фактов выводить законы, управляющие явлениями природы. Это понимает физик Франц-Эрнст Нейман (1798–1895), с которым Столетов познакомился в Берлине.
«В глазах Неймана, — писал Столетов, — математика — мощное орудие изучения природы, необходимое звено между простым «элементарным законом» и сложным явлением действительности; она проникает туда, где бессилен опыт, дает суждению отчетливость и общность». Но от Столетова не укрываются недостатки и в школе Неймана. Поборник чистой теории, Нейман недооценивает опыта. Если Магнус недооценивает теории, то Нейман впадает в другую крайность, не менее вредную. Одна математика без опытов, как правило, бесполезна для исследователя, — он будет лишен материала, к которому можно было бы применить математику, это острейшее орудие анализа и синтеза. Столетов упрекает Неймана в том, что, занимаясь с учениками, «проводя их через длинную и строгую школу механики и математической физики», этот ученый «не спешит знакомить их с практикой лаборатории».