Фарадей
Шрифт:
Указанные выше ученые, говоря о творчестве Фарадея вообще, в действительности имели в виду лишь одни его «Опытные исследования по электричеству». Правда, эта часть работ Фарадея является самой значительной, как по количеству написанных им мемуаров, так и по времени, вниманию и энергии, которые он им уделял; не подлежит сомнению, что именно эта группа его трудов является основной его всем том, что оставил Фарадей. В «Опытных исследованиях по электричеству» он развил свои естественнонаучные воззрения; здесь изложены те его идеи, которые питали и продолжают питать физиков-материалистов. Но все же это только часть работ Фарадея. Занимался он целым рядом других вопросов физики, не говоря уже о химии, которой отдал много сил и времени. Еще в 1827 году он выпустил первое издание (всего их было три) «Chemical Manipulations». Другие работы составили целый том, который был назван Фарадеем «Experimental Researches in Chemistry and Physics».
Прежде
Закон этот, между прочим, навсегда покончил с бесплодной идеей о perpetuum mobile (вечное движение), служившей на протяжении веков камнем преткновения для многих талантливых изобретателей, искренно веривших, что можно изобрести машину, порождающую непрерывное, «вечное» движение. Известно, например, что знаменитый русский изобретатель И. П. Кулибин в течение почти всей жизни (умер 83-х лет) не переставал «изобретать» двигатель, который, раз получив извне начальное движение, сохранил бы его «до истрения своих частиц». Хуже всего было то, что некоторые крупные ученые не сомневались, что проблема «вечного движения» осуществима. Кулибин утверждает, что он беседовал с Л. Эйлером — одним из наиболее выдающихся ученых XVIII века — и тот высказал ему свое убеждение, что когда-нибудь движение это «откроется». Закон сохранения энергии твердо установил, что энергия из ничего рождаться не может, что она может только превращаться из одного вида в другой.
К этим выводам независимо друг от друга пришли многие ученые (Майер, Гельмгольц, Джоуль и др.) в 40-х годах прошлого столетия. Но еще задолго до того многие ученые отрицали возможность построения «вечного двигателя». Фарадей разделял подобную точку зрения. В трактате об источнике силы в вольтовом столбе, критикуя контактную теорию, Фарадей указал, что «сторонники этой теории допускают возможность возникновения силы из ничего». Для материалиста Фарадея, стоявшего на строго детерминистической точке зрения, не было более антинаучного утверждения, чем допущение «возникновения силы без соответствующей затраты того, что питает эту силу». Некоторые авторы справедливо утверждают, что Фарадея можно считать провозвестником закона сохранения энергии. Отмеченный выше трактат относится к 1834 году, но те же мысли встречаются у Фарадея и гораздо раньше; зарождение этих идей восходит еще к тому периоду его научной деятельности, который может быть назван подготовительным. В одной из лекций» относящихся к 1816 году, можно найти указание, что Фарадей уже думал над подобными вопросами, и все дальнейшие его высказывания являются повидимому развитием тех выводов, к которым он пришел в самом начале своей научной работы.
Дошедшие до нас источники содержат ряд записей, свидетельствующих о том, что мысль Фарадея в период «Опытных исследований» часто обращалась в эту сторону. Вот что писал он в 1832 году: «Рассмотрим теперь в несколько более общем виде соотношение между всеми этими силами. Мы не можем сказать, что одни из них являются причиной других; мы должны полагать, что все они находятся во взаимной зависимости и имеют общую причину. Эта зависимость сказывается в возникновении одной из других или в превращении одной в другую». Еще более решительные утверждения содержатся в двух записях, относящихся к 1838 и 1840 годам. «Сила никогда не разрушается, все действия превратимы одно в другое» — гласит первая запись, а вторая как бы дополняет ее: «но сила никогда не возникает без соответствующего расхода того, что ее порождает».
И все же Фарадею не пришлось до конца и с полной ясностью формулировать закон сохранения и превращения энергии. В литературе существует единодушное мнение, что это случилось только потому, что во времена Фарадея смешивались понятия силы, работы и энергии (прекрасный пример актуальности рационализации научной терминологии!).
К правильному пониманию этих терминов наука пришла не сразу. Лишь после установления закона сохранения энергии и длительного развития идей его основоположников стали строго разграничивать эти понятия.
Известно, что Фарадей был знаком с работой Гельмгольца (он цитировал ее однажды), но ему было нелегко полностью постигнуть содержание ее. Он просил Максвелла и других помочь ему в этом, но все было
Силы Фарадея действительно иссякали у всех на глазах. Все чаще и чаще он вынужден был покидать Лондон и, уединившись за городом, проводить время в абсолютном покое. Тем не менее стоило ему только почувствовать в себе хоть малейшую работоспособность, как он немедленно спешил в Лондон, чтобы целыми днями работать в своей лаборатории.
1856 год в этом отношении был весьма благоприятным. В этом году Фарадей много занимался исследованиями различных свойств золота, хотя значительных результатов и не получил. По поводу этой работы он писал: «Я целое лето работал над золотом. Чувствую, что моя голова не достаточно крепка для того, чтобы занять ее более трудными вещами». В следующем году он, видимо, почувствовал себя лучше и приступил к важным опытам для исследования вопроса о «действии на расстоянии». Однако положительных результатов он не добился. Безрезультатны были почти и все остальные его исследования.
Пора плодотворного творчества была, несомненно, уже позади. Фарадей понимал это лучше, чем кто-либо другой. Правда, к такому заключению он пришел несколько преждевременно. Еще в 1842 году он считал, что все, что он был в состоянии: сделать, — уже совершено. Но жизнь показала, что в те годы Фарадей еще был способен даже на великие открытия. Теперь же недомогание хотя и ощущалось не с прежней остротой, но не давало возможности работать с прежней плодотворностью.
Уместно привести некоторые выдержки из письма Фарадея к известному английскому ученому Барлоу. «Я — в городе и работаю каждый день. Но память сильно изменяет мне. Уже через день я не могу припомнить выводов, к которым пришел накануне, и вынужден несколько раз повторить весь ход мыслей. Записывание тоже не помогает, ибо и в этом случае забываю. В таком состоянии умственной депрессии я могу подвигаться вперед только весьма маленькими шагами. Все же лучше работать даже в том случае, когда ничего не выходит, чем стоять на одном месте. Для ума это даже лучше, ибо, хотя я не знаю, что доведу исследование до конца, однако уверен в том, что при прежнем состоянии памяти я пришел бы к успешному положительному результату. Не страшитесь, что я вам это пишу… Я забываю, какими буквами изобразить то или другое слово на бумаге».
Так писал Фарадей в 1857 году. Но, преодолев это состояние, он через год взялся за чрезвычайно трудное исследование. Он хотел сделать еще один шаг для доказательства единства сил природы и пытался установить связь между тяготением и электричеством, что и в наши дни является весьма актуальной проблемой естествознания. Ожидаемых результатов он и в данном случае не получил.
В 1857 году его кандидатура была выдвинута на пост президента Королевского общества. Фарадей отказался. Но отнюдь не вследствие плохого состояния здоровья. Тиндаль оставил нам очень ценное воспоминание об этом эпизоде. «Депутация Совета, — рассказывает он, — отправилась к Фарадею просить его принять президентское кресло. Все доводы и дружеские упрашивания не заставили его уступить желанию Совета, являвшемуся единодушным желанием ученых. Непомерная горячность характера научила Фарадея придерживаться обычая испрашивать некоторое время на размышление, прежде чем решиться на важный шаг. В этом случае он остался также верен своему хорошему обычаю и попросил возможности подумать. На другое утро я не без некоторого беспокойства отправился в его комнату. Он спросил о причине моего волнения, я ответил: «боюсь, что ваше решение будет против желания депутации, присланной к вам вчера». — «Но вы, конечно, не пожелаете принудить меня взять на себя тяжелую обязанность?» — «Я не только прошу вас принять ее, я смотрю на это, как на прямой ваш долг». Он заговорил о работе, связанной с принятием этой должности, и прибавил, что не в его характере легко относиться к вещам и что, если бы он стал президентом, ему следовало бы поднять много новых вопросов и осуществить необходимые реформы. Я не упустил случая заметить, что весь молодой и сильный состав Королевского общества будет на его стороне. В комнату вошла его жена, и он обратился к ней за решением. Ее решение было отрицательное; я пытался его оспорить. «Тиндаль, — сказал он мне наконец, — я хочу остаться до конца жизни просто Михаилом Фарадеем».