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 -
ела средневекового ученого Аверроэса к гениальной догадке.
По его мнению, естественный магнит искажал ближайшее к нему пространство в
соответствии с его формой. Ближайшие к магниту области среды, в свою
очередь, искажали ближайшие к ним, и так до тех пор, пока "специи" не
достигали железа. В этих рассуждениях впервые дан намек на магнитное поле -
особую форму материи.
До Гильберта было известно и явление "старения магнитов". Так, алхимик
Гебер (XII в.) пишет: "У меня был магнит, поднимавший 100 драхм железа. Я
дал ему полежать некоторое время и поднес к нему другой кусок железа. Магнит
его не поднял. В куске оказалось 80 драхм. Значит, сила магнита ослабла".
К другим важнейшим догильбертовским событиям можно отнести открытие в XIV
веке магнитного склонения и обнаружение Колумбом (1492 г.) изменения
склонения магнитной стрелки на одной и той же параллели, а также открытие
Георгом Гартманом (Нюрнберг, 1544 г.) магнитного наклонения.
Кроме этого, о магнитах в конце XVI и начале XVII веков было известно
следующее:
под хвостом Большой Медведицы имеется магнитный камень;
прием магнита внутрь "в малых дозах" продлевает молодость;
если положить магнит под голову спящей женщины, он сбросит с постели
прелюбодейку;
магнит открывает запоры и замки;
днем магнит притягивает сильнее, чем ночью;
если потереть магнит чесноком или положить рядом с ним бриллианты, его
сила исчезнет;
если же помазать магнит кровью козла, его сила восстанавливается;
магнит, хранимый в рассоле из рыбы-прилипалы, обладает силой извлекать
золото, упавшее в самые глубокие колодцы;
есть магниты, притягивающие серебро, алмазы, яшму, стекло и даже "мясные"
и "деревянные" магниты и т. д. и т. п., в частности, в заволжских степях
существует растение, имеющее ноги и называющееся "бараме", притягивающее к
себе овец, а затем безжалостно пожирающее их.
Разобраться во всех подобных утверждениях и отделить зерна от плевел
предстояло Вильяму Гильберту, придворному медику.
В течение 18 лет он на собственные деньги ставит бесчисленное количество
опытов, которые в конце концов он описал в книге "О магните, магнитных телах
и о большом магните - Земле. Новая физиология, доказанная множеством
аргументов и опытов", вышедшей в 1600 году. И сам Гильберт и его
современники чрезвычайно высоко оценивали этот труд, первый по-настоящему
научный труд, посвященный электричеству и магнетизму.
Заслуги Гильберта действительно велики. Самой значительной из них явилось
то, что он впервые в истории, за 11 лет до Бэкона, считавшегося
родоначальником "индуктивного" метода в науке, провозгласил опыт критерием
истины и все положения проверял в процессе специально поставленных
экспериментов.
Величие идей Гильберта и его заслугу перед своим временем нам сейчас даже
трудно вообразить. Понятие об эксперименте как основе исследования было в то
время неизвестно. Разрешена была только аристотелевская созерцательная
наука, направленная на доказательство существования бога да на решение
проблем типа: сколько чертей может уместиться на острие иглы? Каждый день в
европейских городах сжигались десятки "ведьм" и "колдунов", причем в
качестве доказательства принадлежности к "нечистым" принимались, например, и
такие:
"Старуха такая-то замечена в том, что подбирала конский помет, -
наверное, чтобы околдовать хозяина этого коня" или просто "уж очень
подходящий цвет лица у него для сношения с нечистым".
Обстановку того времени передает случайно сохранившийся дневник обывателя
небольшого городка из вюрцбургского княжества:
"В сем 1616 году на Иванов день начали забирать колдуний, и первою
попалась Елисавета Букелева, Ивана Букеля жена. 26 ноября у нас сожгли
девять молодых женщин как ведьм - это было первое паленье.
В сем 1617 году 6 марта устроили второе паленье колдуний, их поставили на
костер четыре души. 13 апреля сожгли Анну Рютцову, Ивана Вейера хозяйку...
26 июля сожгли колдуна и трех колдуний..."
А вот выдержка из, так сказать, официального документа той эпохи -
Баденского "Земского Уложения", раздел "Наставление к допросу ведьм".
Вопросы, которые следует задавать выявленным и пойманным ведьмам:
"Вредила ли она людям и кому именно? Ядом? Прикосновением, заклятиями,
мазью? Сколько она до смерти извела мужчин? Женщин? Детей? Сколько она лишь
испортила? Сколько беременных женщин? Сколько скотины? Сколько напустила
туманов и тому подобных вещей? Как она это производила и для чего?
Умеет ли она летать по воздуху и на чем она летала? Как она это
устраивает? Как часто она летает? Куда случалось ей летать в разное время?
Кто из других людей, находящихся еще в живых, бывал на их сборищах?
Умеет ли она прикидываться каким-нибудь животным и с помощью каких
средств?
Сколько малых детей съедено при ее участии? Где они были добыты? Также, у
кого они взяты? Или они были вырыты на кладбище? Как они их готовили -
жарили или варили? Также, на что пошли головка, ручки и ножки? Добывала ли
она также из наших детей и сало, и на что оно? Не требуется ли детское сало,
чтобы подымать бури?"
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"1. 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 (588ёС) 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"1.
"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.
Отделить, чтобы через двести лет усилиями многих ученых они снова могли
быть воссоединены, но уже на новой основе.
Средневековые ученые считали, что все в мире делится на "магниты" и
"феамеды".
К "магнитам" принадлежит все, притягивающее друг друга, - магнит и
железо, янтарь и пылинки, мужчина и женщина, моллюски-прилипалы и днище
корабля, пчела и цветок.
К "феамедам" принадлежит то, что внушает "антипатию" друг к другу, -
магнит и пламя свечи, одноименные полюсы магнита, женщина и женщина...
И вот Гильберт, отказывая себе в развлечениях и удовольствиях, дорогой
ценой одиночества, на собственные деньги проделывает несметное количество
экспериментов, в процессе которых приходит к нескольким чрезвычайно важным
выводам, один из них - притяжение магнита и янтаря имеет разную природу.
Другими словами, Гильберту удалось разделить магнитные и электрические
явления на два класса, которые с этих пор стали исследоваться отдельно.
Еще не скоро наступит то время, когда электричество и магнетизм снова
соединятся...
Гильберт умер через три года после выхода в свет труда "О магните", умер
от чумы.
Через тринадцать лет умирает Шекспир, и еще через семь лет впервые
выходит его "Первое фолио" - первое собрание пьес Шекспира.
Обеим книгам суждена была долгая жизнь, полная взлетов и падений,
признаний и забвений. И чем дальше в глубь веков уходят воспоминания об их
авторах, тем сильнее ощущаем мы гениальность этих людей, вечность истин
знания и страстей, провозглашенных ими.
А о творениях их можно сказать шекспировскими строками:
Замшелый мрамор царственных могил
Исчезнет раньше этих веских слов...
Сонет 55
Новый и страшный опыт Мушенбрека
Гильберт открыл довольно много веществ, которые, как и янтарь, могут
притягивать мелкие пылинки.
Испробуя эти вещества, десятипудовый любознательный бургомистр немецкого
города Магдебурга Отто фон Герике изготовил странную машину: шар из серы,
приводимый во вращение. Если шар при вращении придерживать ладонями, на нем
скапливается электрический заряд. С помощью шара можно было делать много
занятных экспериментов с наэлектризованными предметами. Один из опытов
наиболее известен: Герике, пораженный, наблюдает пушинку, притягивающуюся к
его носу, а затем отлетающую от него, затем снова притягивающуюся и т. д.
Эксперимент забавен, но и чрезвычайно, принципиально важен: раньше
считалось, что легкие тела могут только притягиваться наэлектризованными
предметами - это даже считалось основным различием электрических и магнитных
явлений - ведь известно, что магниты отталкиваются одноименными полюсами.
Другое интересное открытие - электрическая сила обнаружила способность
распространяться по "льняной нитке на один локоть" (сравните это первое
наблюдение с современными сверхмощными линиями передач!). Еще одно открытие
- Герике слышал при разряде своих шаров слабый треск и иногда наблюдал
слабое свечение.
Опыты Отто фон Герике.
Ему было в то время уже больше шестидесяти, знаменитому магдебургскому
бургомистру. Родился он в семье магдебургского патриция в 1602 году, за год
до смерти Вильяма Гильберта. Учился в Лейпциге, потом в Иене занимался
юриспруденцией. Потом отправился в Голландию, в Лейден, где увлекся физикой,
математикой, фортификацией и другими точными науками. Потом - ,в Англию.
Потом - во Францию. Вернулся на родину в двадцать пять лет, женился, родил
трех сыновей, был назначен охранителем и военачальником Магдебурга. Время
было бурное, Магдебург переходил из рук в руки. Приходилось иной раз и
улепетывать от противника, оставляя на разграбление дом, на верную смерть -
слуг. Пришлось однажды и самому попасть в руки неприятеля, но... откупился,
жизнь Отто фон Герике была оценена в триста талеров.
Был он и генерал-квартирмейстером, и строителем, и дипломатом. Сорока
четырех лет избран бургомистром родного Магдебурга и на досуге занялся
науками. Ему было около пятидесяти, когда он прославился своими
"магдебурскими полушариями". (Пустые полусферы, которые не могли растащить
десять лошадей.)
Шестидесяти лет он окончил книгу, посвященную физическим опытам. Книга
эта печаталась десять лет и вышла как раз к семидесятилетию автора. Через
шесть лет он добивается отставки, а еще через три года умирает от чумы.
Книга и "шары Герике" получили очень широкое распространение по всей
Европе. Используя его открытие, другие исследователи смогли заметить новые,
ранее никогда не наблюдавшиеся свойства электричества.
Один из ярких случаев произошел в 1745 году в Лейдене. Богач Кюнеус,
ученик Питера ван Мушенбрека, использовал машину Герике для того, чтобы
"зарядить электричеством" воду в стеклянной колбе, которую держал в ладонях.
Зарядка осуществлялась при помощи цепочки, подсоединенной к машине. Цепочка
спускалась через горлышко колбы в воду. Когда, по мнению Кюнеуса, зарядка
была окончена, он решил убрать цепочку - вынуть ее рукой из сосуда. И тут он
получил такой страшный электрический удар, что чуть не скончался.
Лейденский профессор Мушенбрек (Мушенброк, Мушенброек, Мушенбрюк,
Мушенбрук), который оспаривает часть открытия лейденской банки у своего
студента, пишет об аналогичном ощущении так:
Немецкий ученый Клейст в 1745 году доложил Берлинской академии наук о
своих опытах с "медицинской банкой". Несправедливость: Клейста все забыли, и
открывателями "лейденской банки" считаются Кюнеус и Мушенбрек.
"Хочу сообщить вам новый и страшный опыт, который никак не советую
повторять. Я делал некоторые исследования над электрической силой и для этой
цели повесил на двух шнурах из голубого шелка железный ствол, получавший,
через сообщение, электричество от стеклянного шара, который приводился в
быстрое вращение и натирался прикосновениями рук. На другом конце свободно
висела медная проволока, конец которой был погружен в круглый стеклянный
сосуд, отчасти наполненный водой, который я держал в правой руке, другой же
рукой я пробовал извлечь искры из наэлектризованного ствола. Вдруг моя
правая рука была поражена с такой силой, что все тело содрогнулось, как от
удара молнии. Сосуд, хотя и из тонкого стекла, обыкновенно сотрясением этим
не разбивается, но рука и все тело поражаются столь страшным образом, что и
сказать не могу, одним словом, я думал, что пришел конец..."
Выяснилось, что в сосудах