На кого упало яблоко
Шрифт:
Майер нашел в себе силы ответить недругам упомянутой выше отдельной брошюрой «Замечания о механическом эквиваленте теплоты» («Bemerhungen "uber das mtchanische Aequivalent der W"arme»), вышедшей в 1851 году. По словам Оствальда, «это сочинение было написано кровью Майера, исчерпав его последние силы». Осенью у Майера обнаружилось воспаление мозга, после чего его поместили сначала в частную лечебницу, а затем в казенную психиатрическую больницу. Научную деятельность он смог возобновить лишь в 1862 году.
В последние годы жизни Майер вкусил немного славы. В 1871 году он получил медаль Лондонского королевского общества, позднее его наградила Французская академия наук. Он стал почетным доктором своего родного университета в Тюбингене. Незадолго до смерти, в 1874 году, вышло собрание его трудов по закону сохранения и превращения энергии под заглавием «Механика тепла». Майер не был физиком, но зато дал обобщенное понимание закона сохранения, распространив его на явления жизни и космос. А
«Мне следовало напечатать это раньше»
Дворец Хэмптон-Корт, построенный в XVI веке кардиналом Уолси и переданный им в дар королю Генриху VIII, находится в десяти милях от Лондона. К нему можно попасть на набитой битком электричке, идущей от вокзала Ватерлоо, или проще и приятнее — пароходиком по реке. Один из флигелей, увитый зеленью до крыши, — место паломничества. Здесь провел девять последних лет жизни гениальный Майкл Фарадей [75] .
75
Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в Ньюингтоне, недалеко от Лондона, в семье кузнеца. Бедность родителей не позволила ему получить законченное начальное образование, в возрасте тринадцати лет его определили в подмастерья к переплетчику. Работая с книгами, он много читал, особенно его заинтересовали книги по физике и химии. По вечерам он начал посещать различные лекции на научно-популярные темы, а один из заказчиков помог ему попасть на лекции химика сэра Гемфри Дэви в Королевском институте. Позже Фарадею удалось получить место в Королевском институте в качестве лаборанта у самого Дэви. Начиная с 1815 года Фарадей ассистировал ему при проведении химических опытов и самостоятельно решал различные задачи. В последующие десятилетия им был сделан ряд открытий в физике, среди которых — явление электромагнитной индукции. Умер Фарадей 24 августа 1867 года. Похоронен в Вестминстерском аббатстве, рядом с Ньютоном и Максвеллом.
Заслуги Майкла Фарадея перед физикой огромны: лишь после экспериментальных работ Фарадея классическая электромагнитная теории обрела практическую полноту.
В истории науки 1820 год знаменателен публикацией трактата датского физика Ханса Кристиана Эрстеда [76] , который описал явление, наглядно показавшее связь между электричеством и магнетизмом. Замыкая «вольтов столб» он заметил, что стоявшая рядом магнитная стрелка отклонилась и заняла перпендикулярное положение к проводу. Задолго до Эрстеда, в 1802 году, через два года после изобретения «вольтова столба», то же самое наблюдал итальянец Джованни Доминико Романьези (и сообщил об этом в печати), но на это не обратили должного внимания. Так что начало учения об электромагнетизме связывается обычно с именем Эрстеда. В августе 1820 года Дэви ознакомил Фарадея с трехстраничным докладом Эрстеда. Они вместе повторили опыты датского физика, и с тех пор почти все важнейшие исследования Фарадея, принесшие ему мировую славу, были связаны с изучением электромагнитных явлений.
76
Ханс Кристиан Эрстед родился 14 августа 1777 года в городе Рудкебинге на датском острове Лангеланн в семье аптекаря. Окончил в 1797 году Копенгагенский университет, получил диплом фармацевта. Здесь же защитил диссертацию, а в 1806 году получил профессорскую кафедру. Научные интересы Эрстеда охватывали физику, химию и философию. Его работы послужили отправной точкой для первой теории электромагнетизма и признаны крупнейшей вехой в истории физики. Умер в 1851 году, оставив о себе исключительно добрую память. «Сердцем ребенок и глубокий философ», — так об Эрстеде сказал его соотечественник Ханс Кристиан Андерсен.
Время, когда Фарадей приступил к исследованиям электромагнитных явлений, было для него очень тяжелым. Незадолго перед этим он провел опыт, месяца два назад предложенный Дэви и Волластоном [77] , — речь шла о том, что проволока, через которую пропущен ток, должна под действием магнита вращаться вокруг своей оси. У Фарадея все так и получилось: при включении тока проволока быстро завращалась вокруг магнита. А поменяв «плюс» и «минус», можно было добиться перемены направления вращения.
77
Английский физик и химик Уильям Гайд Волластон (1766–1828) получил медицинское образование в Оксфорде и Лондоне. Его работы посвящены неорганической химии, а
Результаты своего эксперимента Фарадей поспешил опубликовать в статье «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма» и при этом не упомянул имен Волластона и Дэви. По Королевскому институту поползли слухи, возможно инициированные Дэви, что открытие электромагнитного вращения якобы принадлежит не Фарадею, а Волластону, которого ассистент Фарадей просто обокрал. Речь шла не только о приоритете, под угрозой оказалась вся его карьера.
И Фарадей решил апеллировать непосредственно к благородству и лояльности самого Волластона. Он написал ему письмо, в котором изложил историю своего эксперимента.
Волластон вел себя, как джентльмен, и не выдвинул никаких претензий. Его ответ гласил: «Сэр! Мне кажется, что Вы находитесь в заблуждении, преувеличивая силу моих чувств по поводу тех обстоятельств, о которых Вы пишете. Что касается мнения, которое другие лица могут иметь о Ваших поступках, то это дело целиком Ваше и меня не касается, но если Вы считаете, что не заслужили упрека в недобросовестном пользовании чужими мыслями, то Вам, как мне кажется, не следует придавать большого значения всему этому происшествию. Однако если Вы тем не менее не отказались от желания иметь беседу со мной и если Вам удобно зайти ко мне завтра утром, между десятью и десятью с половиной часами, то можете быть уверены, что застанете меня дома. Ваш покорный слуга У. X. Волластон» [78] .
78
Карцев В. П. Приключения великих уравнений.
Встреча состоялась, причем, по-видимому, Волластон принял во внимание обстоятельства, из-за которых его имя не было упомянуто в статье, и с высоты своих научных заслуг отказался от каких-либо претензий к Фарадею, молодому, симпатичному ему ученому, не числящему еще за собой каких-либо серьезных научных заслуг. Похоже, он так и не понял до конца революционности опыта Фарадея. Но это, как говорится, его проблема.
В дальнейшем Фарадей занялся проблемой, которую он поставил перед собой в это время: превратить магнетизм в электричество. В течение последующих десяти лет он занимался исследованием связи между электрическими и магнитными явлениями, и в 1831 году Фарадей сделал свое самое великое открытие — явление электромагнитной индукции, лежащее в основе работы всех электрогенераторов постоянного и переменного тока. Опыты Фарадея описаны во всех школьных учебниках физики. Впервые магнетизм был превращен в электричество. Были найдены новые источники электрической энергии, помимо ранее известных (трения и химических процессов), — индукция и новый вид этой энергии — индукционное электричество.
Опыты Фарадея дают представление о его упорстве и потрясающей интуиции. Закон электромагнитной индукции охватил и другую группу явлений, которая получила впоследствии название явлений самоиндукции. Фарадей назвал новое явление так: «Индуктивное влияние электрического тока на самого себя». Он писал: «Не подлежит сомнению, что ток в одной части провода может действовать путем индукции на другие части того же самого провода, находящиеся рядом… Именно это и создает впечатление, что ток действует на самого себя».
В 1832 году в разгар исследований по электромагнитной индукции Фарадей подготовил письмо о своих взглядах на проблему электромагнитного взаимодействия, закрепляющее его приоритет. И это объяснимо — после публикации Фарадея многие физики осознали, что они наблюдали в своих экспериментах по магнитному действию токов аналогичные явления. Открытие «носилось в воздухе». К нему независимо от Фарадея пришел и Джозеф Генри [79] — крупнейший американский ученый и изобретатель XIX века. Он, как оказалось, еще в 1830 году наблюдал явление электромагнитной индукции.
79
Джозеф Генри родился 17 декабря 1797 года в бедной семье в городе Олбани (штат Нью-Йорк). Учился в сельской школе, помогал на ферме и работал в лавке. В 1819 году он поступил в Академию Олбани, где обучался бесплатно, а по окончании был оставлен в должности ассистента. В 1826 году он стал профессором математики и естественной философии академии. Вспоминая свою юность, подчеркивал, что был «главным образом самоучкой». Главный научный подвиг Генри — открытие им явления электромагнитной индукции. Умер в 1878 году. В 1883 году перед зданием Смитсоновского института ему установили памятник.