Помоги проекту - поделись книгой:
Прочитав обе цитаты, вы можете сказать, что почтенный врач противоречит сам себе. Правильно! Но его последнее утверждение могло быть, с одной стороны, некоей данью авторитетам, а с другой — и «маленькой ложью во спасение». Представьте себя на минутку королем. Многие годы ваш лейб-медик занимается какими-то опытами, уверяя, что ищет способ сохранения вашего здоровья. И за это вы платите ему приличное вознаграждение. И вдруг много лет спустя он выпускает научный труд, из которого становится ясно, что лекарства, коими он вас пользовал, не только бесполезны, но и производят сами «мучительные боли», «чесотку рук и языка», «ослабление и сухотку членов»... Боюсь, что после такого заявления вашему лейб-медику бы не поздоровилось.
Гильберт был умен, учен и весьма осторожен. В 1600 году из-под печатного пресса вышел его обширный труд: «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Шесть книг, написанных прекрасной латынью и снабженных гравированными рисунками. Бессмертный труд.
Елизавета вошла и тихо опустилась в приготовленное для нее кресло возле камина. Вечером особенно заметно, как она немолода. Кажется, что веснушки и темные пятна с возрастом расплылись, усугубив общий нездоровый фон и без того не слишком привлекательного ее лица. Рыжеватые, густо выбеленные сединой волосы, перевитые жемчугом, поредели. Правда, голова ее все еще высоко поднята. Но не заслуга ли это воротника? И не тяжелое ли платье, расшитое золотом, не дает согнуться стану этой пожилой и усталой женщины? Впрочем, глаза у королевы зорки и светятся любопытством. Она машет платком, давая знак начинать...
— Ваше величество! — Гильберт говорит мягко, приятным голосом, как и подобает врачу. — Я собираюсь, если будет на то божья воля и желание вашего величества, не умаляя заслуг тех, кто говорил о том до меня, изложить здесь перед вами открытую мною с помощью многих трудных и дорогостоящих экспериментов истину, которая противоречит мнению многих других философов, даже самых древних... Почему магнитная стрелка, применяемая на кораблях вашего доблестного флота, всегда показывает одно направление. Почему?.. — Гильберт обводит взглядом собравшихся. Здесь, пожалуй, самые мудрые люди королевства: утонченные политики, дипломаты, военачальники и флотоводцы, знатоки законов и права. Но что они ответят?
— Позвольте, сэр Вильям. — Слово берет седобородый лорд адмиралтейства. — Какая же это загадка? Всем морякам флота ее величества известно, что намагниченное железо направляется к северу, поскольку ему сообщается сила полярных звезд, подобно тому, как солнце притягивает растения...
Придворные одобрительно кивают головами. Говорящий прав, кто не знает, что в небе под хвостом у Большой Медведицы имеется сильный магнитный камень, притягивающий магниты Земли. Об этом говорят все астрологи, предсказывающие по звездам судьбу. Как правильно, что лорд Н. поставил на место этого выскочку королевского лекаря...
Лейб-медик берет со стола каменный шар.
— Ваше величество, я не намерен прибегать к голым и утомительным умозаключениям или измышлениям.
Мои аргументы, как вы легко можете видеть, основаны только на опыте, разуме и демонстрации. Этот шар, выточенный с немалыми расходами и трудами из магнитного камня, я назвал «тереллой», что означает «маленькая земля», «земелька». Я подношу к ней магнитную стрелку. Смотрите, ваше величество. Я надеюсь, что все леди и джентльмены ясно видят, как один ее конец притягивается к одному полюсу тереллы, а другой к другому. Не так ли ведут себя и стрелки компасов, установленные иждивением адмиралтейства на кораблях флота ее величества? Если не так, то боюсь, что немногие корабли, посланные в неведомые страны, воротятся в свои порты... Но не доказывает ли это, что причина притяжения скрывается не в небе? Не является ли вся наша земля неким «большим магнитом»?
Придворные переговариваются: «Сэру Вильяму не откажешь в проницательности и ловкости в доказательствах. А как он срезал этого надутого индюка лорда Н., браво! Давно пора. Пожалуй, с этим лекарем опасно спорить...» Между тем Гильберт продолжает:
— Век мудрого правления вашего величества даровал человечеству неисчислимые богатства; открыт Новый Свет, изобретено книгопечатанье, телескоп, компас... Эти открытия стали источником нового могущества, открыли новые горизонты и в то же время предложили человеческому гению новые задачи. Как решить их? Здесь поможет только опыт!..
— Доктор Гильберт совершенно прав, когда говорит об опыте как о верховном судье... — Чей это голос, перебивший плавную речь королевского медика? Придворные и сама Елизавета повернулись в сторону говорящего. Реплика принадлежала Бэкону. Он продолжал: — Опыт есть основа науки. Но какой опыт? Разве количество бессистемно проделанных экспериментов приведет к пополнению копилки знаний? Надо не просто увеличивать количество разрозненных знаний. Надо создать новый метод, опирающийся на опыт, выработать правила проведения экспериментов. Только тогда они приведут к изобретению нового. А изобретение — высшая цель науки. Экспериментирование же наугад лишь вводит в заблуждение, а не просвещает людей...
Гильберт казался спокойным, хотя руки его задрожали.
— Если ваше величество позволит продолжить мне, то, возможно, и я своими опытами сумею ответить сэру Френсису.
Придворные перешептывались. Лорд-канцлер, наклонившись к королеве, шептал ей что-то на ухо. Глаза Елизаветы блестели. Она обожала споры, которые не затрагивали интересов короны и государства.
— Продолжайте, сэр Вильям.
Гильберт стал водить магнитной стрелкой по поверхности тереллы.
— Взгляните, ваше величество, на разных удалениях от полюсов магнитная стрелка по-разному отклоняется от своего горизонтального положения. Ее наклонение уменьшается у экватора, и, напротив, на магнитных полюсах тереллы она стремится стать вертикально...
Эти слова заставили двух адмиралов флота протиснуться к столу. Нельзя ли использовать эту способность магнитной стрелки, чтобы решить проблему определения местонахождения корабля в открытом море?..
А Гильберт уже кладет небольшие магнитные стерженьки в легкие кораблики и пускает их плавать в узкое корыто с водой. Всплескивают руками дамы, наблюдая, как устремляются навстречу суденышки со стерженьками, повернутыми друг к другу разноименными полюсами. И как расходятся те, на которых стержни выставлены вперед одноименными концами. Присутствующие в восторге. «Вот уж истинно сокрушительный ответ этому умнику Бэкону». Действительно, победа Гильберта была очевидной. Королева улыбалась.
— Если ваше величество соблаговолит согласиться с выводом, что земля — магнит, то остается сделать один шаг и для допущения, что и другие небесные тела, в особенности Луна и Солнце, наделены такими же магнитными силами. А коль скоро так, то не причина ли приливов и отливов, не причина ли движения небесных тел заключается в магнетизме?
Вряд ли кто-нибудь из присутствующих мог понять всю глубину высказанного Гильбертом предположения. Один лишь Бэкон готовился возразить. И он непременно сделал бы это, потому что Гильберт своими словами поддерживал учение польского астронома Николая Коперника, а Бэкон движение Земли отвергал. Но тут кто-то больно наступил ему на ногу, и молодой стряпчий увидел рядом побелевшие от гнева глаза дяди. «Говори, когда спрашивают», — казалось кричали эти глаза. И сэр Френсис смолчал.
Лорд-канцлер снял с пальца перстень с крупным бриллиантом.
— Прошу вас, сэр Вильям, проверьте, не пропадет ли сила вашего магнита, если положить рядом этот камень? Кажется, существует мнение, что алмазы уничтожают притяжение...
— Милорд, — отвечает врач, — боюсь, что одного камня, даже с вашей руки, недостаточно, чтобы проверить это утверждение. А у меня таких драгоценностей нет.
Взгляды присутствующих обратились к королеве. Поколебавшись, Елизавета приказала принести несколько крупных камней из сокровищницы. Королева была скуповата.
Но ей всегда доставляло удовольствие любоваться игрой своих бриллиантов. Тут было несколько возможностей: похвастаться перед придворными, посмотреть на бриллианты и, конечно, не лишено интереса убедиться в том, не уничтожат ли драгоценные камни силу магнита.
Гильберт обложил магнит семнадцатью крупными алмазами и поднес к нему другой магнит. Все затаили дыхание. А вдруг камни исчезнут или испортятся? Но раздался щелчок, и оба стержня слиплись. Присутствующие захлопали в ладоши.
— Ваше величество может убедиться, что и это мнение древних оказывается ложным. Можно уничтожить, конечно, намагниченность железной стрелки. Для этого ее следует нагреть...
Королева зевнула. Ученая беседа утомила всех. Один лишь Бэкон, казалось, готов был слушать до бесконечности. Его глаза так часто загорались блеском противоречия, что Гильберт старался не смотреть в его сторону. Врач тоже устал. Не доверяя слугам, он сам собрал свои приборы и откланялся почти незамеченный.
«Из доказательств наилучшее — есть доказательство опытом — эти слова напишет Бэкон несколько лет спустя после описанного вечера и тут же добавит: — Однако нынешние опыты бессмысленны. Экспериментаторы скитаются без пути, мало продвигаясь вперед, а если найдется серьезно отдающийся науке, то и он роется в одном каком-нибудь опыте, как Гильберт в магнетизме». Странное высказывание для того, кто во главу угла всей новой науки требовал поставить экспериментальный метод. Впрочем, сегодня нам трудно понять, насколько принципиальные побуждения двигали непоследовательным Бэконом в оценке трудов лейб-медика Елизаветы.
Зато совсем иначе звучит отзыв другого современника Гильберта итальянского ученого Галилео Галилея: «Величайшей похвалы заслуживает Гильберт... за то, что он произвел такое количество новых и точных наблюдений. И тем посрамлены пустые и лживые авторы, которые пишут не только о том, чего сами не знают, но и передают все то, что пришло им от невежд и глупцов».
Жаль, что сам Гильберт не узнал об этой блестящей оценке. В марте 1603 года умерла королева, а несколько месяцев спустя за нею последовал и ее врач. Перед смертью он завещал все свое научное имущество Лондонскому обществу медиков. Но страшный пожар уничтожил дом и приборы Гильберта. Осталось лишь сочинение «О магните...» да имя. Много это или мало?
Пожалуй, лучше других на этот вопрос ответил английский поэт Джон Драйден, написавший: «Гильберт будет жить, пока магнит не перестанет притягивать».
А какой памятник мы, потомки, поставили великому созидателю науки о магнетизме Земли? В память о нем единица магнитодвижущей силы в системе единиц СГС носит сегодня название
Гильберт доказал, что Земля — магнит. Он изучил поведение магнитной стрелки возле выточенной из магнитного камня тереллы и показал на своей модели причину магнитных наклонений. В двух точках шара стрелки Роберта Нормана становились торчком. Стрелки лучших компасов, помещенные в те же точки, бессильно крутились, не способные выбрать никакого направления.
Как же выглядит Земля-магнит? Какую картину имеет ее магнитное поле? Ведь мы, люди, его не видим, не слышим и вообще никак не ощущаем... Правда, есть один очень древний опыт. Он такой старый, что даже неизвестно, кто его проделал первым. Делается он так. На обыкновенный линейный магнит вы кладете листок плотной бумаги и насыпаете на него железные опилки. Потом стучите пальцем по листу и опилки послушно распределяются вдоль силовых линий магнитного поля, показывая их направление. Простой опыт, но исключительно наглядный. Каждая крупинка железа, попав в магнитное поле, сразу же намагничивается, становится как бы маленькой компасной стрелкой. Как и полагается «нормальному» магниту, она тут же сцепляется своим северным концом с южным полюсом соседнего магнитика, тот со следующим и так далее, располагаясь по направлению действия магнитных сил.
У полюсов, где опилки налипли гуще, магнитное поле сильнее. А там, где опилки распределились пореже, и поле слабее. Так же, как у линейного магнита, выглядит магнитное поле и нашей Земли.
А не спрятан ли внутри планеты, где-нибудь в центре ее, этакий «магнитный столб», величиной с вавилонскую башню? — рассуждали знатоки, пораженные небывалой картиной. Долгое время никто не мог придумать ничего лучшего для объяснения. Но тут стали накапливаться факты совсем из другой области, но тоже связанные с магнитом.
В тот день в Копенгагенском университете должен был читать лекцию о связи электричества с теплотой профессор Ханс Кристиан Эрстед. Сорокатрехлетний ученый был довольно известной фигурой в Дании. Родившись в семье аптекаря, он получил диплом фармацевта, а потом доктора философии, и его научные интересы были широкими и разносторонними. За интересные работы по получению хлористого и металлического алюминия Эрстед был принят в члены Датского королевского научного общества и стал его непременным секретарем. Он много ездил, совершая научные путешествия по европейским государствам, и знакомился с учеными разных стран.
Эрстед был хорошим лектором и умелым популяризатором науки. Немудрено, что на его лекции собиралось много студентов. В те годы свободного посещения студенты попросту игнорировали лекции профессоров, которые читали плохо или недостаточно знали предмет.
Рассказывая о нагревании проволоки под действием протекающей в ней электрической жидкости, профессор Эрстед подошел к столу, чтобы показать опыт: подключить к полюсам вольтова столба платиновую проволочку, нагреть ее и дать желающим пощупать... Такой опыт в те времена вызывал настоящий восторг среди слушателей и очевидцев.
Как случилось, что на столе рядом с нагреваемой проволокой оказался компас, сказать сегодня невозможно. Он не имел никакого отношения к теме лекции. И его присутствие здесь было чистой случайностью. Но это была «великолепная случайность».
Столь же прекрасным было и то, что один из студентов, которого, по-видимому, не слишком интересовали электрические опыты, обратил внимание на компас. И заметил, что при включении гальванической цепи магнитная стрелка почему-то отклоняется. И надо же было этому студенту задать вопрос о причине обнаруженного явления... Он был, по-видимому, все-таки любознательным молодым человеком. Как жаль, что мы никогда не узнаем его имени...
Эрстед даже растерялся от неожиданности вопроса.
— Я не понимаю, господин студент, о чем вы говорите.
— Но я говорю о том, что видел собственными глазами. В момент включения вами, господин профессор, цепи стрелка компаса отклонилась.
— Вы уверены, что это было так? — медленно переспросил Эрстед, оглядывая демонстрационный стол. Он заметил, что один из проводов, идущий от батареи, образовал петлю и лежал на компасе почти параллельно стрелке.
— Но я могу поклясться, что все было именно так! — воскликнул возмущенный недоверием студент и стал продвигаться к столу через группу своих товарищей.
— Не двигайтесь! — закричал Эрстед. — Я сейчас повторю опыт, ничего не изменяя. Следите за стрелкой и скажите, что вы увидите.
Он снова замкнул цепь и едва не оглох от дружного вопля студентов: «Отклонилась!»
Сколько времени Эрстед ждал этого момента! На какие ухищрения только не шел, чтобы обнаружить связь электричества с магнетизмом. А все оказалось так просто...
— Отклонение магнитной стрелки, господа, может быть вызвано единственной причиной, — голос его дрожал от волнения и прерывался, — электрическим конфликтом, то есть воздействием на магнитную стрелку перемещающейся в проводнике электрической жидкости.
Пять месяцев спустя из печати вышел небольшой мемуар Эрстеда, озаглавленный: «Опыты, касающиеся действия электрического конфликта на магнитную стрелку». В нем было изложено правило, уже очень похожее на формулировку закона: «Гальваническое электричество, идущее с севера на юг над свободно подвешенной магнитной стрелкой, отклоняет ее северный конец к востоку, а проходя в том же направлении под стрелкой, отклоняет ее на запад». Но вот почему все происходило именно так, а не иначе, Эрстед объяснить не мог.
Мы с вами ведь уже знакомы с Домиником Франсуа Жаном Араго — удивительным человеком, на долю которого выпало столько приключений, что их хватило бы на толстый роман. Араго был серьезным ученым.
Прежде всего, он был, пожалуй, геодезистом и астрономом. Но еще он увлекался физикой, исследовал законы света вместе с Френелем и дружил с Ампером, будучи не чуждым интересам к электричеству и магнетизму.
В 1820 году в Женеве Араго увидел на собрании натуралистов повторение опытов Эрстеда. И конечно, тут же решил познакомить с ними своих соотечественников. Вернувшись домой, он собрал нехитрую установку с вольтовым столбом и продумал программу экспериментов.
Чтобы стрелка компаса легче вращалась, понадобилось подпилить опорную иглу. Работа не сложная. И вот — ток включен и магнитная стрелка отклоняется серебряным проводничком с током от своего законного направления. Но что это? Какая-то грязь?.. Араго протирает серебряный проводник и снимает с него налипшие железные опилки. Однако стоит ему положить проводник на стол, как опилки вновь налипают на него...
Араго выключает ток, и опилки осыпаются с серебряной проволоки. Включает — и они облепляют ее, будто серебро стало магнитом. Серебро — магнитом! Вот!.. Счастливое открытие, которое он заметил и тут же осознал его важность. Немагнитный серебряный проводник, когда по нему проходит электрический ток, становится магнитом! Интересно! Очень интересно!
Снаружи раздался стук. Араго выглянул в окно и увидел сверху обвисшие поля шляпы и плечи мятого камзола. Это Ампер — академик Андре Мари Ампер — самый гениальный и самый рассеянный из его друзей. Пыль на его башмаках доказательство того, что он уже давно вышел из своего дома на улице Фоссе де Сан-Виктор и бродил по Парижу или по его предместьям, не разбирая дороги, как всегда погруженный в свои мысли.
— Входите, входите, мой друг! — В голосе Араго звучала неподдельная нежность. Он искренне любил этого нескладного и такого несчастного человека, вечного отшельника и глубокого мудреца Ампера. — Входите и давайте вашу шляпу. Я ее положу здесь отдельно от других, чтобы вы не спутали...— Араго напомнил тот случай, когда после бурных споров по вопросам метафизики в одном из парижских домов Ампер схватил по рассеянности треуголку присутствовавшего священника и ушел в ней домой, оставив духовному отцу свою круглую шляпу.
Ампер улыбнулся:
— Вы жестоки. А я-то бежал к вам, чтобы рассказать, к каким замечательным выводам пришел, обдумывая опыты Эрстеда... Вы знаете, его открытие знаменует собой начало новой эпохи в электричестве — электричестве не статическом, не неподвижном, а, наоборот, движущемся, выливающемся из гальванических батарей, подобно потокам...
Араго проводил друга наверх в лабораторию и усадил в кресло.
— ...Я вижу, что и вы не чужды гальваническим увлечениям? — восклицает Ампер, кивая на приборы и вольтов столб.
— Вы правы. Я воспроизвел опыт Эрстеда и, как мне кажется, наткнулся на новое явление. Может быть, оно заинтересует вас?..
Араго снова замыкает цепь и приближает проводники к опилкам. Тотчас же они облепляют проволоку, ощетинившись как иглы. Ампер протянул к цепи руку, Араго выключил ток, и опилки легким дождем ссыпались в ладонь Амперу...
— Прекрасно! — Ампер вскочил с места. — Это только лишний раз доказывает, что я прав. Покоящиеся заряды не взаимодействуют с магнитной стрелкой. Но стоит им прийти в движение, и они превращают серебряный проводник в магнит. Провод — магнит! Превосходно. — Он на мгновение задумался. — А как вы думаете, станут взаимодействовать два провода с током, как магниты?..
Он уже не ждал ответа. Мысль его заработала. Глубоко внутри началась таинственная, никому не ведомая работа, результатом которой бывает озарение и новые идеи...
Ампер стремительно шагал по набережной Сены, находясь в том счастливом состоянии духа, когда то, о чем так много и упорно думалось, представляется вдруг если еще и не совсем ясным, то проступающим и уже понятным в целом, будто наплывающее строение в клубах утреннего тумана, тающего под лучами солнца.
Мальчишки плыли по течению, весело перекликаясь друг с другом, и Амперу вдруг пришла в голову мысль о простом правиле, с помощью которого можно всегда определить направление отклонения магнитной стрелки протекающим током. Он решил назвать его «правилом пловца». Если пустить человека плыть по течению, совпадающему с направлением тока, лицом вниз, то он будет видеть, что северный конец стрелки всегда отклонится под действием этого тока вправо... Браво, Андре!.. Он оглянулся: как было бы хорошо начертить все это, поставить стрелки, определить направления... Вот и кусочек мела нашелся в кармане... Какое счастье, что рядом с ним его черная доска...
Парижане — сдержанная публика, когда дело касается чьих-либо чудачеств. Но это уж... извините, мсье... Сначала один, потом двое, наконец, пятеро прохожих оглянулись с возмущением на пожилого дурно одетого господина, который в самозабвении расчерчивал мелом заднюю стенку чьей-то черной кареты.
18 сентября 1820 года на заседании Парижской академии наук академик Андре Мари Ампер начал свою знаменитую серию докладов по электромагнетизму.
— При самом начале явления, открытые Эрстедом, мсье, — говорил Ампер, стоя на возвышении, — по справедливости названы электромагнитными. Однако в явлениях, о которых хочу говорить я, магнит не участвует. И потому правильнее будет дать им общее название электродинамических...
Первый опыт, на который меня подтолкнули блестящие эксперименты нашего общего друга академика Араго, я проделал с двумя прямыми проволоками, по которым протекает электричество от вольтова столба. И мое открытие заключается в том, что две параллельные соединительные проволоки взаимно притягиваются, когда электричество движется по ним в одном направлении, и отталкиваются, когда направления токов противоположны...
По комнате, где проходило заседание, пробежал шепот. Открытие Ампера было так просто и поистине гениально. Оно вызвало разные чувства у присутствующих. Араго гордился своим другом. Био слушал с неослабевающим интересом, изредка поглядывая на молодого Савара, с которым его связывала дружба. Семидесятилетний Лаплас дремал. Однако было здесь и немало тех, кого с первых же слов Ампера начала снедать зависть. «Подумаешь, открытие! — говорили они. — Притяжение и отталкивание токов — это не более чем видоизмененное притяжение и отталкивание заряженных тел, известное еще со времен Дюфе...»
Поделиться книгой: