Книга Научные открытия для тех, кто любит краткость - Алла Казанцева
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Необычная судьба Майкла Фарадея
22 сентября 1791 года родился великий английский физик Майкл Фарадей, основоположник учения об электромагнитном поле (ум. 1867).
Сын кузнеца в Лондоне, с 12 лет начавший работу переплетчиком в книжном магазине, заинтересовался содержанием умных книг, которые ему приходилось переплетать. Один из посетителей магазина подарил 19-летнему Фарадею абонемент на цикл публичных лекций известного химика сэра Дэви. Майкл, посетив несколько лекций, свои подробные конспекты лекций переплел в кожу и отправил сэру Дэви. И тот сделал Фарадея своим ассистентом в Королевском институте! А вскоре Фарадей стал самым выдающимся британским ученым эпохи. Физик Столетов писал о нем: «Никогда со времен Галилея свет не видал стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы».
В те времена еще не было электроизмерительных приборов. Ток в цепи обнаруживали нагреванием проволоки, искоркой и даже оценивали на вкус (гальванометр для своих опытов Фарадей впоследствии сделал сам). Как заметил Гельмгольц, немного проволоки, несколько старых кусков дерева и железа дали Фарадею возможность сделать величайшие открытия. Но математикой он не владел совершенно – более тысячи страниц его трудов не содержат ни одной формулы. Лишь через 20 лет Максвелл перевел на язык математики формулировки Фарадея.
В 1938 году в архиве Фарадея обнаружили запечатанное послание ученого потомкам, датированное 1832 годом. В нем он сообщал о своей уверенности в существовании электромагнитных волн и сожалел, что современники не разделяют его взглядов.
Открытие «на кончике пера»
23 сентября 1846 года немецкий астроном Иоганн Готфрид Галле, руководствуясь вычислениями математика Леверье, обнаружил планету Нептун.
Это открытие стало триумфом классической механики. Дело в том, что шестая планета – Уран, открытая в 1781 году Уильямом Гершелем, вела себя странно. Она едва заметно отклонялась от того пути, по которому должна следовать согласно законам механики с учетом возмущений со стороны известных планет. Французский математик Урбен Леверье и независимо от него англичанин Джон Адамс, пытаясь понять причину «плохого» поведения Урана, предположили, что его движение возмущается притяжением неизвестной планеты. Они почти одновременно рассчитали массу этой планеты и указали место на небе, где в данное время она должна была находиться. Но Адамсу не повезло: его предсказанию астрономы не поверили и наблюдений по существу не начали. А вот немецкий астроном Иоганн Готтфрид Галле, получив письмо от Леверье, сразу кинулся к телескопу, и в тот же вечер отыскал неизвестную планету в указанном месте. Так разногласие между теорией и практикой привело в итоге к триумфу механики Ньютона, а Урбену Леверье и Иоганну Галле досталась слава первооткрывателей.
Галилей, наблюдая за спутниками Юпитера в 1612–1613 годах, обнаружил маленькую звездочку, изменившую со временем свое положение (а перемещаться на небе могут только планеты или кометы) – эта «звездочка» зафиксирована на его рисунках. Только через 366 лет выяснилось, что этой «звездой» был Нептун.
На заре электродинамики
24 сентября 1820 года Ампер обнаружил магнитное взаимодействие токов.
Летом 1820 года Эрстед заметил действие электрического тока на магнитную стрелку. Сообщение об этих опытах изменило судьбу 45-летнего Андре Мари Ампера, французского математика. Ампер – теоретик, у него не было лаборатории, и он никогда не интересовался электричеством. Но именно в его голове в это время родились ключевые идеи о связи магнетизма с электрическим током. Чтобы проверить свои идеи на опыте, ему хватило двух недель. Кстати, именно тогда Ампер первым в мире произнес слова «сила тока». Неудивительно, что через много лет, в 1893 году, единицу силы тока назвали Ампером. Открытие магнитного взаимодействия токов привело к созданию новой науки – электродинамики, которая объясняет магнитные явления действием электрических токов. Ампер заложил основы этой науки.
В личной жизни Ампер был несчастлив. Первая жена умерла, от второй он сам ушел, забрав двоих детей. Несмотря на многочисленные почетные звания, денег вечно не хватало, и Ампер подрабатывал инспектором школ, разъезжая по всей стране. Во время одной из таких поездок он и умер. На могильном камне сделана надпись: «Он был так же добр и так же прост, как и велик».
Ампер славился своей рассеянностью. Однажды он шел по улице, производя в уме сложные расчеты. Он ничуть не удивился, когда прямо перед ним возникла прекрасная черная доска, достал из сюртука мел и стал записывать вычисления. Потом доска начала двигаться вперед, и ему пришлось идти, а затем бежать за ней. Доска оказалась задней стенкой кареты.
Озоновые дыры
25 сентября 1974 года в журнале «Сайенс» впервые приведены данные исследований, свидетельствующие о том, что аэрозоли способствуют разрушению озонового слоя Земли.
Молекулы озона состоят не из двух атомов кислорода, как обычный кислород, а из трех. Озона в атмосфере очень мало, но без него жизнь на планете была бы иной. Озон находится в стратосфере, на высоте 20–25 км. Формирование озонового слоя закончилось 400 миллионов лет назад, и после этого начали быстро развиваться наземные растения и животные. Озоновый слой, хотя он весьма тонкий, полностью поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца и обеспечивает живым организмам надежную защиту от губительного действия этого излучения. Но в 1970-х годах у ученых возникло беспокойство за судьбу озонового слоя. Было выявлено существенное уменьшение концентрации озона над Антарктидой, получившее название «озоновой дыры». Озоновая дыра над Антарктидой была максимальна в 1987 году, когда ее площадь была равна площади США. Регистрировались «мини-дыры» и в других местах, в частности, над Москвой. Отчего же они возникли? Основная причина – попадание в атмосферу миллионов тонн фреонов (газов, используемых в холодильниках и аэрозольных баллончиках). Молекулы фреонов постепенно поднимаются в стратосферу и расщепляются под действием ультрафиолета с образованием хлора и азота. А один атом хлора может разрушить до 100 000 молекул озона! Даже если мы сегодня же прекратим использование фреонов, действие уже попавших в атмосферу молекул будет продолжаться еще несколько десятилетий.
«Прости меня, Ньютон!»
26 сентября 1905 года в немецком журнале «Анналы физики» опубликована специальная теория относительности Эйнштейна.
«Прости меня, Ньютон!» – написал Эйнштейн в коротком автобиографическом эссе. Его специальная теория относительности (через 10 лет появится еще и общая теория относительности) изменила привычную со времен Ньютона картину мира. «Иногда я спрашиваю себя: как же так получилось, что именно я создал теорию относительности? По-моему, причина этого кроется в следующем. Нормальный взрослый человек едва ли станет размышлять о проблемах пространства-времени. Он полагает, что разобрался в этом еще в детстве. Я же, напротив, развивался интеллектуально так медленно, что, только став взрослым, начал раздумывать о пространстве и времени. Понятно, что я вникал в эти проблемы глубже, чем люди, нормально развивавшиеся в детстве», – говорил Эйнштейн. Вызывает изумление, что от возникновения зачаточной идеи до окончания последней страницы знаменитой статьи прошло чуть больше месяца. Увы, ученый мир не спешил приходить в восторг от новой теории. Цюрихский университет отверг рукопись теории относительности, представленную 26-летним ученым как диссертационную, усмотрев в этой работе «крайне неуважительное отношение к авторитетам». А Берлинский университет отказался взять автора этой теории на работу.
