Приключение великих уравнений
Шрифт:
Кстати, почему южный конец магнитной стрелки красный, а северный - черный? Не исключено, что здесь мы следуем древнекитайской традиции. Китайцы всегда окрашивали южный конец стрелки в красный цвет. В древнем ассирийском календаре времен Александра Македонского север называется черной страной, юг - красной, восток - зеленой и запад - белой. Городские ворота в Китае окрашивались в соответствии с этим правилом. Вполне вероятно, что такое обозначение стран света было в то время общепринятым, и отголоском этого являются названия Черного и Красного морей, лежащих на юг и север от центрального Средиземного.
Написать в то время трактат об электричестве и магнетизме да еще утверждать, что Земля - магнит, да еще проверять все теоретические построения на опыте, исходить из опыта - это был действительно научный подвиг. Надо сказать, Гильберт не недооценивал своих заслуг. Впервые в практике книгопечатания он поставил свое имя перед названием книги. И никто его за это до сих пор не осудил.
Через год после выхода книги Гильберта "О магните" Шекспир создает "Гамлета". По иронии судьбы и гениальные мысли Гильберта, и неповторимые страсти шекспировских трагедий будут впоследствии приписываться одному автору - все тому же Фрэнсису Бэкону, философу. До сих пор многие известные ученые считают, что именно Фрэнсис Бэкон был родоначальником "индуктивного" метода в науке, хотя его книга "Новый Органон", в которой этот метод развит, вышла через одиннадцать лет после книги Гильберта, являющейся "одним из лучших в мире примеров индуктивной науки"3. Некоторые исследователи даже считают, что Бэкон умышленно искажал и замалчивал открытия Гильберта.
Изготовив из магнитного железняка шар - "терреллу" (землицу), Гильберт заметил, что этот шар по магнитным свойствам сильно напоминает Землю. У "терреллы" так же, как у "терры" (Земли), оказались северный и южный полюсы, экватор, изолинии, магнитное наклонение. Эти обстоятельства позволили Гильберту провозгласить Землю "большим магнитом". До Гильберта о магнетизме Земли никто не подозревал, и притяжение южного черного конца магнитной стрелки к северному полюсу Земли объяснялось в средние века тем, что "железо направляется к северным звездам, так как ему сообщна сила полярных звезд, подобно тому, как за солнцем следуют растения, например, подсолнечник".
Гильберт опроверг широко распространенное мнение о влиянии алмазов на магнитные свойства. Он собрал 17 крупных алмазов и в присутствии свидетелей показал, что магниты к алмазам абсолютно безразличны.
Он открыл, что при нагревании магнита выше некоторой температуры его магнитные свойства исчезают: впоследствии эта температура (588°С) была названа точкой Кюри, в честь Пьера Кюри.
Гильберт открыл, что при приближении к одному полюсу магнита куска железа другой полюс начинает притягивать сильнее. Эта идея была запатентована Сименсом лишь через 250 лет после смерти Гильберта.
Гильберт открыл, что предметы из мягкого железа, в течение долгого времени лежащие в одном положении, приобретают намагниченность в направлении север юг.
Гильберт открыл экранирующее действие железа.
Гильберт открыл, что магнит со "шлемом", или "носом", то есть магнит, вправленный в арматуру из мягкого железа, имеет большую подъемную силу.
Гильберт сделал гениальную догадку о том, что действие магнита распространяется подобно свету.
Гильберт многое сделал и открыл. Но... Гильберт почти ничего не смог объяснить. Все его объяснения носят схоластический и наивный характер. Вот, например, как Гильберт объясняет тот факт, что при разрезании одного длинного магнита образуется много коротких, которые имеют первоначальное направление намагничивания и стремятся сохранить прежнее положение в пространстве. Он сравнивает магнит с веткой дерева: "Пусть АВ будет покрытый листвой сучок ивы... А - верхняя часть, В - нижняя, по направлению к корню. Разделили его в С. Я утверждаю, что конец А, снова вставленный в В с соблюдением правил прививки, прирастает к нему; точно так же, если В вставить в А, то они скрепляются друг с другом и дают ростки. Но если D вставить в А или С в В, то они вступают между собой в борьбу и никогда не срастаются, но один конец отмирает вследствие неподходящего и несоответствующего соединения, так как растительная сила, идущая одним путем, теперь оказывается стремящейся в противоположные стороны...".
Кардан в своем трактате "О точности" (1551 г.) за пятьдесят лет до Гильберта указал на различие электрических и магнитных явлений: янтарь притягивает разные вещества, магнит - только железо; экран препятствует распространению электрической силы, но не препятствует распространению магнитной; янтарь не притягивается теми кусочками, которые может притянуть он, а магнит может притянуться железом и т. п. Все эти наблюдения, в общем, неверны, но вывод - справедлив. Он подтверждает точку зрения Д. И. Менделеева: лучше придерживаться гипотезы, которая может со временем оказаться неправильной, чем никакой.
Еще туманней разъяснения Гильберта относительно природы магнетизма. Его ответ сводится к тому, что всему причиной душа магнита. Это в известной мере шаг назад по сравнению с Лукрецием. Извинением великому первооткрывателю может, видимо, служить лишь то, что и с позиций современной квантовой физики притяжение магнита - не такая уж очевидная вещь...
Другим, значительно более серьезным извинением, может служить то, что за словом "душа" у Гильберта иногда ясно слышится слово "поле", иной раз прямо называемое им "сферой действия"4.
"Гильбертом" названа единица напряженности магнитного поля в системе СИ это дань потомков, физиков и инженеров лондонскому врачу, сделавшему благодаря своей любознательности крупнейшие открытия в, казалось бы, очень далекой от него области - физике.
Но за опытами Гильберта по магнетизму порой забывают отметить и другую важнейшую его заслугу - выяснение "взаимоотношений" между магнетизмом и электричеством.
Он был убежденным исследователем. Все время, которое оставалось после "основной работы", он посвящал опытам по электричеству и магнетизму, само слово "электрика" введено в науку Гильбертом.
Слово "электрический" впервые в мире встречается именно в книге Гильберта "О магните"; вот первое в истории употребление слова "электрический":
"Электрические тела - те, которые притягивают таким же образом, как янтарь" (Гильберт. "О магните", глава "Объяснение некоторых слов").
Кстати, читая эту книгу Гильберта, приходишь к интересному выводу о происхождении слова "электричество". Мы уже привыкли считать, что слово "электричество" названо по греческому слову "электрон", что значит янтарь. Но дело-то в том, что янтарь у древних греков имел чуть не десяток названий (об этом пишет французский исследователь Анри Мартин): электрод, электрос, хризэлектрос, хризофорос и т. п. Почему же Гильберт выбрал именно первое название янтаря? Дело, по-видимому, в том, что первое название янтаря образовано от глагола, обозначающего "притягивать", "увлекать".
Этот тезис кажется тем более убедительным, что Гильберт приводит несколько веществ, "электрических тел", способных притягивать, как янтарь:
"Гагат" - разновидность каменного угля;
Сера;
"Ирис" - кристалл кварца;
Стекло;
"Винцентина", "бристольский алмаз" - разновидность кварца;
"Кристалл" - кварц;
"Мышьяк" - минерал;
"Аммонияк" - камедь.
Задача Гильберта была великой - ему предстояло разделить множество известных фактов на логические категории, он первым сумел отделить электрические явления от магнитных.