Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез
Шрифт:
Французская революция предоставила ученым возможность, которую они ждали. Это была эпоха разума, и разрушение феодальной науки сыграло в ней главную роль.
В строительстве нового общества ученые взяли на себя изменение устаревшей машины государства и образования. В первую очередь они провели реформу единиц мер и весов с насаждением десятичной метрической системы в 1799 году. Задача была трудоемкой и сложной, как об этом свидетельствует «сопротивление» старых систем мер в тех странах, в которые не проникли идеи революции. Второй большой задачей была реформа образования. Следуя стилю шотландских диссидентских школ и университетов, французы основали Высшую нормальную школу, Медицинскую школу и Политехническую школу. Они станут маяками, которые еще через века будут светить научно-исследовательским
Каменный уголь был топливом промышленной революции. Ничто не могло работать без него. Он был известен с древности, но его массовая добыча началась в XVIII веке, после изобретения паровой машины. Так, от 30 млн т мирового производства каменного угля в 1820 году перешли к 125 млн в 1860 году и 340 млн в 1880 году.
Газ, необходимый для освещения, получался перегонкой каменного угля, которая высвобождала большую часть летучих компонентов, содержащихся внутри него, и превращала его в кокс.
Желтоватое пламя каменноугольного газа осветило улицы Лондона в 1812 году; оно позволило давать вечерние концерны в Брайтонском павильоне с 1821 года и читать газеты в домах в 1829 году. Но у нового освещения также были недоброжелатели. Английский китобойный промысел оказался под угрозой, поскольку раньше китовый жир активно применялся в уличных фонарях. Использование для освещения газа делало невыгодным данный промысел, что сокращало количество опытных моряков, а Великобритания нуждалась в них для своего флота из-за войны с Францией. В 1824 году шотландец Джеймс Бомон Нилсон запатентовал метод увеличения эффективности сжигания угля в доменной печи. Если предварительно нагреть холодный воздух, подаваемый в печь, до 300 °С, то эффективность печи увеличится. При том же самом количестве каменного угля можно произвести в три раза больше железа. Через 11 лет все шотландские заводы использовали метод Нилсона.
Шотландский изобретатель Джеймс Бомон Нилсон (1792-1865).
Перегонка каменного угля также имела свои минусы. Главным из них был остаток, черный и плохо пахнущий,— смола. Заводы выбрасывали ее как абсолютно бесполезный продукт, в реку или ближайшее водохранилище. В середине XIX века Темза была так загрязнена, что из-за ужасного запаха парламент был вынужден держать двери закрытыми. Проблема оказалась серьезной. Нельзя было перестать производить газ, необходимый для освещения, но и нельзя было продолжать отравлять воду. Группа немецких химиков нашла решение: перерабатывать также и смолу. Благодаря этому появились такие полезные продукты, как керосин для ламп, синтетические красители, антисептики и аспирин (точнее, фенол, из которого легко и с минимальными затратами получалась ацетилсалициловая кислота).
Ученый-любитель с лабораторией, расположенной в его собственном доме, превратился в ученого, который получал зарплату, исследовал и преподавал. Новое образование открыло двери молодежи всех социальных слоев: теперь лучшие умы, откуда бы они ни происходили, могли посвятить себя науке. Приход к власти Наполеона не изменил этого состояния дел. Император поддерживал и подталкивал развитие науки. Более того, наполеоновские войны способствовали тому, чтобы французская наука достигла превосходства, которое в значительной степени проявилось в первой половине XIX века. Континентальная блокада, например, особенно отразилась на обеспечении содой и сахаром, что вынудило химическую промышленность искать новые пути. Вследствие этого Франция доминировала в химических исследованиях Европы более 30 лет.
В то время когда революция побеждала в Париже, в Лондоне шло противоположное течение приверженности старым социальным институтам, которое не затрудняло движение науки, но замедляло его. Единственное научное событие, аналогичное происходившему на континенте, заключается в основании в 1799 году Королевского института. Его создание оказалось возможным благодаря Бенджамину Томпсону, графу Румфорду (1753-1814). Школьный учитель Томпсон был одним из первых североамериканских поселенцев и подполковником английского флота.
Он быстро понял, что триумф промышленной революции зависит от нового типа инженера, более ориентированного на научное знание и менее — на слепую традицию. Томпсон убедил состоятельных людей Англии сделать щедрые пожертвования и таким образом основать институт под покровительством Короны, который, по его собственным словам...
«[...] развивал бы знания и предоставлял бы общее образование в области текущих механических изобретений, философское образование, а также экспериментировал и применял науку в обычных повседневных делах».
Но мечта Томпсона осуществилась ненадолго. Первый директор Королевского института Гемфри Дэви (1778-1829) был самым экстравагантным ученым тех дней, любителем роскоши и хорошей жизни. Он был членом Королевского общества, посвященным в рыцари в 1812 году, и обладателем ордена Почетного легиона, который учредил сам Наполеон, за работы по гальванизму и электрохимии (можно считать его родоначальником этой дисциплины). В своей речи 1802 года 23-летний Дэви идеально выразил ощущение эпохи:
«Неравное разделение собственности и труда, неравенство человеческого рода — это источники власти в цивилизованной жизни, ее движущие силы и даже ее настоящая душа».
Дэви поддерживал тенденцию среди ученых (по большей части принадлежавших к буржуазии) по-разному оценивать интеллект людей в зависимости от их расы и социального происхождения. При таких консервативных взглядах неудивительно, что Королевский институт превратился в конформистский центр, доступный только высшим слоям общества. Несмотря на эти препятствия, именно в такой обстановке процветала единственная субсидируемая лаборатория, где было проведено большинство открытий того времени. И хотя образовательная деятельность университета ограничивалась публичными лекциями, именно они привлекли внимание молодого ученика переплетчика по имени Майкл Фарадей — ученого-экспериментатора, который затем главенствовал в институте в течение более 40 лет. К сожалению, не было мест для сотен потенциальных Фарадеев, способных воспользоваться этой лабораторией. Так Англия потеряла множество прекрасных ученых.
Диссиденты появились в 1660 году, когда потухло пламя социальных и политических реформ, зажженное Кромвелем после победы в английской гражданской войне. С восстановлением королевской власти новое законодательство обязало все протестантские церкви (почитавшие Кромвеля) признать свое поражение и поклясться в верности монархии и англиканской церкви. Те, кто не принял данной клятвы, были названы диссидентами, и их жизнь практически превратилась в ад. Парламент издал серию законов, собранных позже в Кларендонском кодексе, согласно которым диссиденты лишались права работать на правительство или церковь и проводить собрания. Муниципальные чиновники должны были быть англиканцами, и никто из священников не мог изменить что-либо, установленное Церковью. Вследствие принятия этого кодекса более тысячи священников были изгнаны из своих приходов. В 1664 году появился и другой закон, который запрещал любое религиозное собрание с участием более пяти человек, если они не принадлежали к англиканской церкви. Наказанием было изгнание в колонии, кроме пуританской Новой Англии, где диссиденты, возможно, были бы приняты с распростертыми объятиями. Диссидентским преподавателям и священнослужителям запрещалось приближаться к городу по меньшей мере на восемь километров.