Приключение великих уравнений
Шрифт:
А как же иначе, друзья?
Фарадей, видимо, прекрасно понимал это, поскольку писал в одном из своих писем из-за границы:
"Я мог бы высказать тысячу жалоб, но, размышляя обо всем трезво и объективно, я думаю, что мне вообще нет никакой нужды жаловаться на кого бы то ни было".
Фарадей вернулся из путешествия зрелым, самостоятельно мыслящим ученым. Как-то из Флоренции пришла посылка с образцами тосканского известняка герцогиня, во время поездки познакомившаяся с Дэви, просила сделать анализ минерала, видимо, на предмет оценки принадлежащих ей природных богатств.
Дэви, занятый в то время отработкой конструкции знаменитой безопасной шахтерской лампы, предложил выполнить достаточно тривиальную работу Фарадею.
Тот скоро окончил анализы, передал результаты Дэви и был несказанно удивлен, когда последний отдал материал в научный журнал в качестве оригинальной статьи. Первой научной статьи Майкла Фарадея.
До сих пор он, если так можно выразиться, "издал" только одно произведение. Десять лет назад восемнадцатилетний Фарадей взял пустую тетрадь и вывел на обложке:
"Философский сборник
разных статей, заметок, событий, приключений и т. д., относящихся до наук и искусств и собранных из газет, обозрений, журналов и других сочинений с целью содействовать развлечению, самообучению, а также подтверждению или разрушению теорий, распространенных в ученом мире. Составил Майкл Фарадей в 1809 - 1810 годах".
Через десять лет - первая настоящая статья, быть может, со стороны и менее интересная, но неизмеримо более глубокая. Уже в первой статье четко прослеживаются основные черты Фарадея-исследователя: глубина, редкое упорство в достижении цели, исчерпывающая полнота, спокойствие, свойственное лишь великим умам. Мы уже говорили об убежденности Фарадея во всеобщей связи явлений - убежденности, разделявшейся тогда далеко не всеми. Восхищает любовь Фарадея к порядку и полной определенности - он не признавал непроверенных фактов, а манера точно составлять отчеты неоднократно приводила в восторг директоров института. Диапазон его работ в то время довольно широк, но в основном это были исследования в области химии.
Перемена в тематике его занятий случилась в августе 1820 года - в это время по Европе рассылался Эрстедом его знаменитый мемуар: "О воздействии электрического конфликта на магнитную стрелку".
В августе Дэви получил по почте только что напечатанный в Англии мемуар три невесомые странички.
Через день Дэви и Фарадей повторили эксперимент Эрстеда и с восхищением убедились, что Эрстед прав - протекание тока в проводе немедленно вызывало отклонение размещенной поблизости магнитной стрелки.
И знаменитый Дэви, и еще неопытный Фарадей с внезапной ясностью ощутили, как и все, видевшие опыт, что рушится стена между двумя дотоле никак, казалось, не связанными друг с другом силами природы - электричеством и магнетизмом. Стена начала рушиться, и обнаружились неведомые связи, повеяло свежим воздухом новых открытий.
Был август. Потрясенный Араго уже интенсивно работает, развивая опыты Эрстеда, показанные ему молодым де-ля Ривом; он замечает, что не только стрелки компаса, но и железные опилки легко "чувствуют" наличие электрического тока - они облепляют проволочку с током; при выключении тока опилки опадают черными хлопьями...
Был август. Только в сентябре об опытах Эрстеда узнает Ампер, которому суждено первому понять и истолковать их, хотя Дэви и Фарадей узнали обо всем раньше него. Ампер, "этот докучливый умник Ампер", опередил их, развив свою стройную теорию образования магнетизма за счет электричества и потратив всего две недели (плюс, разумеется, всю предыдущую жизнь).
Фарадею и Дэви это не удалось. Все произошло слишком быстро. В августе они узнали об опытах Эрстеда, а уже в сентябре Ампер предложил стройную теорию, объясняющую непонятные опыты.
Нельзя сказать, что Дэви и Фарадей были в восторге от теории Ампера. Но разрушить изящное безупречное здание было трудно: нужны были кропотливые исследования. Шли месяцы, а Дэви и Фарадей не могли предложить ничего, что могло бы заменить теорию Ампера.
Кончилась осень, прошла зима, наступила весна нового 1821 года. Дэви постепенно отдалялся от задач, связанных с электричеством, Фарадей был упорен, но тоже не мог ничего добиться.
Прошла весна, наступило лето, коллеги Фарадея разъехались кто куда. Дэви, как и его друг Волластон, известный химик и физик (он открыл палладий и родий, а также линии, которые впоследствии несправедливо назовут фраунгоферовыми, а не волластоновыми), уехал на курорт, а Фарадей остался в душном Лондоне и упорно работал над новыми проблемами связи электричества. и магнетизма.
В то время произошло важное для Фарадея и его открытий событие. Редактор научного журнала "Философские анналы" доктор Филиппс предложил Фарадею написать обзорный очерк истории электромагнетизма. Предложение было весьма почетным и в какой-то мере, по-видимому, объяснялось и тем, что Дэви и Волластона в Лондоне в то время не было.
Фарадей с жаром принялся за дело. Будучи, как уже говорилось, человеком пунктуальным, привыкшим все делать с исчерпывающей полнотой, привыкшим проверять всех и вся - "люди склонны ошибаться" - он решает лично проделать все опыты, которые привели к пониманию электромагнетизма. Он стал возвращаться домой еще на два часа позже, чтобы суметь выполнить многочисленные эксперименты. Под занавес (хочется говорить театральным языком: история возвышения Фарадея пока еще напоминает жизнеописания великих актеров и актрис, завоевавших сцену после того, как их случайно выпускали на публику из-за того, что "кумир" заболел, потерял голос, напился "до положения риз" и т. п. Сколько их было!) Фарадей решил осуществить опыт, о котором как-то, пару месяцев назад, говорили в его присутствии Дэви и Волластон. Идея опыта была, по-видимому, ими. еще недостаточно отработана - речь шла о том, что проволока, через которую пропущен ток, как будто должна под действием магнита вращаться вокруг своей оси.
В самом указании на возможность электромагнитного вращения нового ничего не было - о нем говорил еще Ампер. Но идея эксперимента была новой, и Фарадей решил осуществить его.
Установка была проста: посреди серебряной чаши со ртутью был поставлен на торец брусковый магнит. В ртути плавала пробка, проткнутая медной проволокой; другой конец проволоки был шарнирно укреплен над магнитом и подсоединялся к полюсу вольтова столба. Другой полюс столба подсоединялся непосредственно к серебряному сосуду.
Таким образом образовалась электрическая цепь:
"плюс" вольтова столба,
серебряная чаша,
ртуть,
проволочка,
"минус" вольтова столба,
"вольтов столб",
"плюс" вольтова столба.
Когда цепь была замкнута и по ней тек электрический ток, появлялась возможность изучить взаимодействие тока с магнитным полем брускового магнита.
Поскольку проволочка могла легко передвигаться, можно было надеяться, что те "магнитные" силы, которые отклоняют магнитную стрелку в опытах Эрстеда, заставят вращаться и проволочку.