Страницы: -
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
6 -
7 -
8 -
9 -
10 -
11 -
12 -
13 -
14 -
15 -
16 -
17 -
18 -
19 -
20 -
21 -
22 -
23 -
24 -
25 -
26 -
27 -
28 -
29 -
30 -
31 -
алых в
администрацию".
Однако Лаплас стал техническим экспертом, членом сената и другом
Наполеона. Относительно последнего утверждения можно спорить, ибо Наполеон
мог, например, заявить Лапласу: "Ваша жена слишком стара для того, чтобы
одевать нарядные платья". Другой раз Наполеон спросил Лапласа, почему тот
похудел. Выяснилось, что у Лапласа только что умерла дочь. "Стоит ли худеть
из-за этого? Вы математик, и разработав теорию этого события, можете легко
убедиться в том, что все стремится к нулю!".
Отношение Наполеона к науке и ее деятелям было все же весьма
благоприятным. Это дало даже повод французскому поэту, историку и
общественному деятелю Ламартину позднее писать, что во времена Наполеона
"только цифрам все разрешали, только цифры чествовались, осыпались благами и
награждались".
Так, однако, было не всегда. Покровительство наукам началось лишь после
приезда в Париж в 1801 - 1802 годах Вольта. (Наполеон не сделал ему
официального приглашения, но обещал через главнокомандующего французскими
войсками в Италии обеспечить безопасный проезд.)
7, 12 и 22 ноября 1801 года Наполеон посетил лекции (мемуары) Вольта,
причем в первый же день выступил с речью, из которой можно было понять, что
он считает приезд Вольта крупной вехой в истории французской науки. Далее он
сказал, что французские ученые и в дальнейшем будуг приглашать к себе
виднейших ученых мира, а Вольта, как первый в плеяде, награждается золотой
медалью. В этой речи Первый консул посулил крупные суммы в качестве премии
за важные исследования в области электричества.
Слова не разошлись с делом, примерно через полгода Наполеон написал
министру внутренних дел письмо, в котором предлагал учредить ежегодную
медаль и премию в 3 тысячи франков за лучшие работы а области
"вольтаического электричества". Кроме того, он писал: "Я желаю для ободрения
исследователей учредить премию в 6.0 тысяч франков тому, кто своими
экспериментами и открытиями продвинет электричество и гальванизм до уровня,
сравнимого с уровнем исследований Вольта и Франклина. Иностранцы также
должны допускаться к конкурсу на равных основаниях". Далее Наполеон писал,
что желает объединить усилия ученых, работающих в области электричества,
поскольку, как он считает, на этом пути будут сделаны великие открытия.
Обещанным премиям дана была невиданная по тем временам реклама. Сначала о
них объявили в Институте, где была образована по такому случаю комиссия,
включавшая Лапласа, Кулона, Био. Размеры призов были оглашены под звуки
фанфар. Позднее объявления о премиях были опубликованы в газетах и журналах.
Поскольку премии по тем временам были колоссальные, большое число ученых,
ранее пренебрегавших электричеством, сейчас стали усиленно работать в этой
области. Тотчас же по личному распоряжению Наполеона в Политехнической школе
была изготовлена целая батарея вольтовых столбов самых различных размеров, в
том числе рекордный по величине столб, состоявший из 600 пар квадратных
(30x30 см) цинковых и медных пластин (здесь можно судить о достижении нашего
соотечественника профессора Василия Владимировича Петрова, который шестью
годами раньше создал батарею, состоящую из 1000 пар элементов, правда,
несколько меньших по площади).
Премии, однако, выплачены, по существу, не были. Комиссия в течение
десятка лет не смогла найти ученого, достойного получить большой приз. Что
касается малого приза, то он присуждался несколько раз (в том числе Гэмфри
Дэви за разложение кислот при помощи электричества), затем несколько лет
комиссия не находила достойных, а после отправки Наполеона на Святую Елену
премия больше не выплачивалась. Премия была вновь предложена племянником
Наполеона Наполеоном III уже в 1852 году, когда пора блестящих французских
открытий в области электричества прошла.
Золотая пора была в 20-х годах, когда Био, Савар, Лаплас, Араго и Ампер
создали "закон Био-Савара-Лапласа", "диск Араго" и "правило Ампера". А Ампер
получил за свои работы памятник, состоящий всего лишь из пяти букв, -
единицу тока, названную его именем. Эта награда, пожалуй, ценнее, чем
какие-то несколько тысяч франков.
Старшим из аркюэльского созвездия был Лаплас - старше остальных более чем
на двадцать лет. Обычно ему приписывают крестьянское происхождение. Однако
он получил хорошее образование. Для выпускников бенедиктинской школы,
которую окончил Лаплас, уготовано было два пути - церковь и армия. Семья
настаивала на церковной карьере, но великолепные успехи Пьера Симона Лапласа
в литературе и математике решили проблему - поначалу Пьер Симон занялся
искусствами. Позже, однако, он отправился в Париж с рекомендательным письмом
к знаменитому математику д'Аламберу, который способствовал его назначению
профессором математики в военной школе. Там-то Лаплас впервые и встретился с
молодым Наполеоном. Подружившись с ним, а затем женившись на внучке
знаменитого французского математика Фурье, Лаплас в дополнение к своему
большому математическому таланту приобрел и влияние административное, столь
способствовавшее французским успехам в изучении электричества.
Современники писали о нем: "Лаплас был рожден довести все до
совершенства, все исчерпать, решить все, что решению поддается. Он бы
завершил и небесную механику, если бы наука эта имела конец". Некоторые
называли его Ньютоном своего времени. Лаплас умер ровно через сто лет после
Ньютона - 5 марта 1827 года, явившись на склоне лет свидетелем расцвета
французских, да и не только французских, исследований.
Другому члену этого славного созвездия - Жану Батисту Био, старшему из
остальных, суждена была грустная доля пережить всех своих соратников. Его
жизнь была наполнена разнообразной и блестящей деятельностью. Начал он с
артиллериста, затем попал в Политехническую школу, откуда вышел
первоклассным математиком. Потом - профессор в Центральной школе, чем только
не занимавшийся: он обследовал только что упавшие метеориты, запускал с
Гей-Люссаком воздушные шары, мерил вместе с Араго дугу меридиана на
Балеарских островах, помогал Ньепсу - одному из изобретателей фотографии;
кстати, одну из самых первых в мире фотографий сделали с Био.
Савар был моложе Био на семнадцать лет. В историю он вошел как один из
создателей "закона Био-Савара-Лапласа" - математической зависимости,
связывающей величину магнитного поля, создаваемого током, с величиной этого
тока.
Следующий член сообщества - Доминик Франсуа Жан Араго был на пять лет
старше Савара. Он отличался от прочих членов прежде всего своим огненным
темпераментом - уже его фамилия выдает испанское происхождение. Отец его
владел плантациями винограда и оливковых деревьев. Учился Араго в Париже в
Политехнической школе - там, где как раз сооружались по приказу Наполеона
гигантские вольтовы столбы. Покровительство Лапласа сделало для Араго
возможным, при его блестящих способностях, стать Секретарем Парижской
обсерватории, где он познакомился с Био. В книге "История моей юности" Араго
со вкусом описывал приключения в Северной Африке, свою работу во Франции,
свои поразительные успехи в науке. Он стал членом Академии наук двадцати
трех лет. Его книги до сих пор не потеряли в большой мере своей ценности.
Его наблюдения над грозами на суше и в море легли в основу книги "Гром и
молния", из которой мы приводили большое число интересных до сего времени
выдержек.
И, наконец, последний из созвездия, формально не входивший в "Общество",
- Ампер. Последний, разумеется, лишь по порядку, но не по той роли, которую
его труды сыграли в истории науки, может быть, стоит даже сказать -
человеческой цивилизации.
"Этот докучливый умник Ампер"
Известие о его смерти не было воспринято современниками слишком
драматически...
А сейчас есть город Ампер, железнодорожная станция Ампер,
научно-исследовательский центр имени Ампера, музей Ампера, "Общество друзей
Ампера". Наконец, в международной системе единиц среди четырех главных
единиц - метра, килограмма, секунды, ампера - лишь одна единица названа в
честь ученого.
Только специалисты знают сейчас имя его сына литератора Жан-Жака Ампера,
а когда-то отец был совсем мало известен, зато имя сына знал чуть не каждый.
В чем-то справедливы слова знаменитого некогда Шатобриана, покровителя
Жан-Жака: "Поэт с несколькими стихами уже не умирает для потомства... Ученый
же, едва известный в продолжении жизни, уже совершенно забыт на другой день
смерти своей..."
Мировая слава Ампера началась с того памятного немногим заседания
Международного конгресса электриков в 1893 году, когда термин "ампер" был
официально введен в нашу речь в качестве одной из основных единиц
электротехники - единицы силы электрического тока.
Бронзовый Ампер, восседающий сейчас на одной из площадей своего родного
города Лиона, вряд ли похож на настоящего, живого Ампера - тот был человек
из плоти и крови, он "скорее был уродлив, чем некрасив, одевался плохо и был
явно неряшлив, всегда ходил "на всякий случай" с большим зонтом, был неуклюж
и неловок"1.
Андре-Мари Ампер.
Жизнь его с самого начала складывалась неудачно. Отец, мировой судья в
Лионе, во время революции 1789 - 1793 годов был казнен на гильотине, хотя,
казалось, всегда действовал с лучшими намерениями. "Я сомневаюсь, чтобы...
нашелся хотя бы один гражданин, который был бы предан отечеству, как я... я
всегда добросовестно относился к моим обязанностям и болел за дело..." -
писал он жене перед казнью. В том же письме он описывает и неблагоприятное
состояние семейных финансов: "Самым большим моим расходом была покупка книг
и геометрических приборов, без которых мой сын не мог бы обойтись".
Андре-Мари получил волей несчастного отца хорошее образование, хотя не
посетил ни одного класса школы. Он увлекался математикой, тринадцати лет он
даже представил в Лионскую академию наук свое решение задачи о квадратуре
круга, задачи, как известно, принципиально неразрешимой. Он, как и его отец,
увлекался литературой, сохранилось большое число стихотворений Ампера, даже
писем в стихах. Увлекался он механикой, химией, греческим языком, ботаникой,
усовершенствованием конструкции воздушных змеев - это уже явно под
впечатлением недавних опытов Франклина.
Время юности Ампера - время великих открытий в области электричества.
Эксперименты Франклина были проведены, когда Амперу было шестнадцать, первая
статья Вольта о гальваническом электричестве появилась, когда Амперу -
двадцать пять. В это же время по приказу Наполеона Французская академия наук
объявляет конкурс с большими премиями за работы в области вольтаического
электричества.
Естественно, что все эти события не могли оставить увлекающегося Ампера
невозмутимым и уже со времен франклиновых опытов Ампер то и дело
возвращается к электричеству.
У двадцатисемилетнего Ампера уже намечаются в самом общем виде те идеи,
благодаря которым он через много лет приобретет признание, выразив их в
неожиданной и яркой форме языком новой науки - электродинамики.
Некоторые исследователи придерживаются эффектного мнения о том, что вся
электродинамика Ампера была разработана в течение двух недель,
непосредственно следовавших за демонстрацией в Париже опытов Эрстеда. Однако
вряд ли это так. Вопросы связи электричества и магнетизма занимали Ампера
еще за двадцать лет до того дня, когда его посетило озарение. И все эти
двадцать лет его идея находилась с ним, он думал о ней, может быть, не
непрерывно, но достаточно настойчиво. Может быть, такое состояние можно
сравнить с хранением пороха в крюйт-камере: там взрыва не будет до тех пор,
пока не возникла искра; или еще лучше - с накоплением ядерного горючего,
которое. взрывается, когда его количество превосходит критическую массу.
Материал - мысли и эксперименты, раздумья и беседы до поры до времени
спокойно накапливались у Ампера. Быть может, не хватало лишь немногого до
создания "критической массы" знаний.
Откуда это известно? Из раздобытых исследователями творчества Ампера
документов следует, что однажды, а именно 24 декабря 1801 года, Ампер
присутствовал на докладе Вольта в Лионской академии, и не только
присутствовал, но и отважился (после невероятно знаменитого тогда Вольта!) в
свои двадцать шесть лет прочесть собственный мемуар - наброски системы,
которая должна была бы объединить самые разрозненные отрасли физической
науки в одно стройное знание. В нем электричество и магнетизм сводились к
одним и тем же неправильным механистическим представлениям. Бесстрастный
язык академического протокола фиксирует, что Ампер после Вольта выглядел не
очень-то блестяще; кроме того, шепелявость и глухой голос Ампера не
способствовали эффекту его выступления.
Таким образом, Ампер интуитивно видел какие-то общие, хотя и неверные,
корни, связывающие, или, точнее, питающие и электричество и магнетизм.
К такому же выводу можно прийти, просмотрев черновик речи (к ней он долго
готовился), которой Ампер начал чтение в Лионе курса физики: "Нам,
пожинающим плоды трудов гениев, не разделяя их славы, следует, я полагаю,
особенно стараться свести к минимуму число принципов, объясняющих все
физические явления".
Мы теперь знаем, что Амперу именно таким путем удалось "разделять славу
гениев".
Однако заняться электричеством в те годы Амперу не пришлось, несмотря, в
частности, и на желание получить премию имени Вольта. Он увлекся
математикой, где выполнил некоторые работы, связанные с такой модной теперь
теорией игр, и именно благодаря математическим успехам стал довольно быстро
двигаться по академической лестнице славы.
Ампер славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он
с сосредоточенным видом варил в воде три минуты свои часы, держа яйцо в
руке. Другой часто приводимый случай: Ампер шел по улице, производя, как
всегда, в уме сложные расчеты. Он ничуть не удивился, когда прямо перед ним
возникла прекрасная черная доска, спокойно достал из сюртука непременный
кусок мела и стал записывать результаты; он не удивился и тогда, когда доска
начала двигаться вперед, и для того, чтобы поспевать за ней, ему пришлось
идти, а затем... бежать. Доска оказалась задней стенкой кареты.
Он стал академиком в тридцать девять лет, причем в избрании его работы по
магнетизму и электричеству не играли ни малейшей роли - их, по существу, не
было. Избран был Ампер по секции геометрии за работы в области математики и
химии. Он стал одним из "бессмертных", стал на один уровень с Лапласом,
Пуассоном, Фурье, Монжем, Коши, Араго, Био, Гей-Люссаком, Френелем, Саваром.
Его влияние и широта взглядов неизмеримо возросли. Его "ядерное топливо"
продолжало накапливаться, лишь каких-то граммов не хватало уже для мощной
реакции.
Недостающие граммы добавил друг Ампера, много раз уже упоминавшийся
Доменик-Франсуа Араго, показавший в Академии ошеломившие Ампера опыты
датчанина Эрстеда. Об этом в протоколах академии сохранилась краткая запись:
"...г. Араго повторил перед академией опыты г. Эрстеда...". Запись эта
датируется 11 сентября 1820 года.
От этого дня отсчитываются две недели, в течение которых цепная реакция в
мозгу Ампера все-таки произошла, в течение которых мозг Ампера непрерывно
генерировал потоки новых идей и которые обеспечили ему такую славу через
многие годы.
Но перед тем как перейти к описанию двух лихорадочных недель, нам нужно
вернуться на несколько месяцев назад, с тем чтобы присутствовать на некоей
знаменитой лекции, где профессор Эрстед случайно (в том смысле случайно, в
котором только и можно говорить о научных открытиях, "созревших" для того,
чтобы их сделать) обнаружил родство двух сил, которые раньше столь
настойчиво отделялись друг от друга после Гильберта, указавшего, и
совершенно справедливо, на принципиальные различия между магнитными и
электрическими явлениями. Теперь же логика развития науки привела к тому,
что явления вновь объединились, но уже на основе новых представлений -
представлений Ампера. Спираль описала свой завиток, поднявшись выше на
неизмеримо более высокую ступеньку познания.
Но поспешим же, дорогой читатель, скорее в лаборатории и лекционные залы,
на корабли и к ящикам с сокровищами, к растерянным хозяевам и коварным
молниям, приведшим и Эрстеда, и многих других к решению загадки!
Корабли, компасы, случайности
Однажды Доменик-Франсуа Араго, блестящий и необыкновенно темпераментный
ученый - вы уже читали о нем, - видел, как на рейде Пальмы, главного порта
Майорки, появилось французское военное судно "Ля-Ралейн". Состояние его было
настолько жалким, что судно едва дошло своим ходом до причала. Это было в
1808 году, после грандиозного поражения французского флота под Трафальгаром
и установления Францией "морской блокады" ненавистной Англии. Слово
"англичане" было на устах у всех, наблюдавших печальную картину. Однако
когда команда сошла на берег и на борт поднялось несколько именитых
французов, в том числе и Араго (Араго в свои двадцать два года уже мог
считаться "именитым" - ведь всего через год его за большие научные заслуги
изберут академиком!), выяснилось, что англичане в данном случае были ни при
чем, а все разрушения на корабле были причинены молнией. Пока комиссия
ходила по кораблю, наблюдая сгоревшие мачты и надстройку, Араго поспешил к
компасам и там увидел примерно то, что и ожидал: стрелки компасов были
перемагничены молнией.
Через год, копаясь в том, что еще несколько дней назад было генуэзским
судном (оно разбилось, наскочив на скалы вблизи алжирских берегов), Араго
снова обнаружил, что стрелки компасов были перемагничены. В кромешной тьме
южной ночи капитан, направив судно по компасу к северу, подальше от опасных
мест, на самом деле неудержимо двигался к тем опасностям, которых старался
избежать, - он шел к югу, обманутый магнитным компасом, пораженным
молнией...
Нужно сказать, что Араго очень упорно искал подобные случаи и в конце
концов собрал довольно большое их количество. Вот несколько выдержек из
богатой коллекции:
Английское судно "Дувр" 9 января 1748 года на 47 градусах 30 минутах
северной широты и 22 градусах 15 минутах западной долготы попало в сильную
грозу. Ударом молнии расщепило грот-мачту, обожгло частично палубу,
некоторые каюты, борта. Капитан Уэддел, сверив По звездам направление
стрелок компасов, убедился, что все они - перемагничены, все четыре;
лежавшие невдалеке стальные и железные предметы были также сильно
намагничены.
Около 1775 года два английских судна двигались параллельными курсами из
Лондона в Барбадос. На широте Бермудских островов корабли разметало штормом
- один из них был поражен молнией, она сломала мачту и изодрала в клочья
паруса. Другое судно не пострадало. Капитан его с удовлетворением осматривал
после грозы лишь освеженную дождем палубу, но был несказанно удивлен,
увидев, что первое судно сменило курс и двинулось обратно в Англию. Однако
вскоре оттуда прибыл матрос, опрашивающий, почему второе судно решило идти
назад, в Англию? После бурной сцены выяснения отношений компасы обоих судов
были п