История физики (3 часть)

 От Ломоносова до Авогадро

       Но мы забежали вперед с этим воздухоплаванием. Вернемся же назад, причем в Россию, где Ломоносову было совсем не до воздушных шаров. Он все отчетливее понимал, что в любимом отечестве ему не получить настоящего образования. Цари-батюшки да царицы-матушки не очень-то жаловали народное просвещение, а те жалкие крохи, которые выделялись на это дело из казны, оседали в кошелях у мафии иностранных проходимцев, выдававших себя за крупных специалистов. Ломоносову захотелось в Марбург. "Поезжай-поезжай, милок”,- напутствовали его проходимцы. Ну, известно, каково нашему брату приходится за границей. На зарубежную деньгу ему, кстати, не обменяли вообще ни копейки. Суточные выдавали - в аккурат, чтобы не помер с голоду. Хорошо еще, он взял с собой, как водится, копченой колбасы и сливочного масла в банке с водой - на первое время хватило, а дальше уже как-то втянулся, привык. В стране, где все продавалось и покупалось, носа на улицу лучше было не высовывать. Токмо и оставалось, что дни и ночи напролет грызть гранит науки. Чем Ломоносов и доводил профессоров до крайней степени изумления. "Ну ты, Михаэль, даешь!- с трудом подбирали они русские слова. И уже на своем языке добавляли: Нет, не понять нам русскую душу”.

             Итогом всех этих издевательств явилось то, что Ломоносов стал понимать природу лучше, чем любой теперешний академик. Сомневаетесь? Да поищите в его трудах поставленные вопросы, до которых у него руки так и не дошли. Если найдется академик, который на них всех с ходу ответит, то с радостью возьму свои слова обратно.

            Научное творчество Ломоносова очень не нравилось умникам - как отечественным, так и импортным. Умничанье вообще-то является характерной чертой тупиковых времен, когда работы пишутся так, чтобы они были "понятны только специалистам”. При этом специалистом считается тот, кто делает вид, что они ему понятны. Так вот, Ломоносов не мудрствовал лукаво. "Природа весьма проста,- приговаривал он,- что этому противоречит, должно быть отвергнуто”. И его слова не расходились с делом: он обнажал неувязочки умников, а также излагал свое разумение буквально "на пальцах”. Вот так, по-деревенски, он доехал до того, что свет не может быть потоком частиц, а является процессом передачи колебательного движения частичек материи посредством волн в эфире. Однако, видите ли, авторитет Ньютона был дюже велик. Поэтому Юнг да Френель подхватили крамолу Ломоносова о волновой теории света лишь спустя полвека, ну и спустя еще столько же она стала господствующей. Но не зная, что все оно так выйдет, Ломоносов-простота разгромил еще и концепцию теплорода и показал, что количество теплоты в теле определяется интенсивностью вращательного движения составляющих его частиц - а, следовательно, должна существовать "крайняя степень холода”.

И, знаете, опять же спустя столетие целая плеяда блистательных физиков - Кельвин, Больцман, Клаузиус, Максвелл (простите, если кого не назвал) - пришла к аналогичным выводам.   К чему это я? Да к тому, что сегодня редко кто скажет, что же сделал Ломоносов как великий физик. А потому что сам виноват - не хрен было опережать развитие официальной науки на сотню лет.   Впрочем, официальная наука тоже хороша. Не ударив пальцем о палец, она позволила буквально заполонить Европу бродячим фокусникам, жанр которых совершенно не требовал традиционной ловкости рук.

Вот чем покоряли публику эти шарлатаны: возьмут кусок янтаря, прошепчут замогильным голосом заклинания "айн, цвай, драй”, натирая янтарь об собственный парик, и - пожалуйста, мелкие бумажки замечутся между столом и этим камешком. Я, дескать, Великий Маг, Повелитель бумажек! Публика-дура верила и, трепеща, охотно расставалась со своими сбережениями. Ну, коронованных особ, понятное дело, такой дешевкой было уже не удивить. Для развлечения этих тунеядцев изобретали механизмы, позволявшие увеличить силу магии - типа стеклянного шара, который при вращении натирался о кожаные подушечки. Первая придворная дама, временно наделенная магической силой с помощью такого механизма, осторожно протягивала свою белу ручку к чаше с легковоспламеняющейся жидкостью, и магические искры, вылетавшие из белы ручки, эту жидкость легко воспламеняли. При этом дама получала массу новых интересных ощущений и инстинктивно ахала от восторга. Затем стали применять стеклянные диски, трущиеся о мех, что дало возможность подстраивать мелкие сюрпризы. Какой-нибудь гость двора дотрагивался до безобидной с виду вещицы, и - трах!- получал легкий шок. Пока гость приходил в себя, фрейлины успевали умереть от хохота. Со временем магическую силу увеличили настолько, что стало возможным выстроить длинную цепочку из взявшихся за руки гвардейцев и до изнеможения наблюдать за их гримасами.

            Тут-то физики и спохватились. На их счастье в Королевском обществе был весьма кстати сделан феноменальный доклад - событие в мировой науке, почти целиком обязанное английскому климату, благоприятствующему всяческим ревматизмам; а в качестве соавтора здесь подвернулся естествоиспытатель Симмер. Он, представьте себе, усердно испытывал естество следующим образом: носил не одну пару толстых шерстяных чулок, а целых две, причем даже в сухую погоду. То-то был фейерверк, когда он снимал верхнюю пару! О чем он по всей науке и доложился. Тут уж ученые быстро разобрались, что во всех этих штучках-дрючках с искорками дело вовсе не в магии, а в электричестве, и что электричеств существует два типа: "стеклянное” и "смоляное”. И что молния - не что иное, как обычное электрическое явление.

 Осознавши это, Бенджамин Франклин, по-видимому, первый предложил установить громоотводы - хотя бы на пороховых складах. Дело это приживалось со скрипом - кто ж не знал, что молнии есть оружие Бога! И надо же, нашелся пижон, который выставил над своим домом громоотвод в виде меча, торчащего в небо! На почве дремучего страха перед гневом божьим в городе началась такая паника, что бедного авантюриста даже отдали под суд.   Вообще, невежество тех времен просто поражает. Так, парижских академиков, наконец, вывели из терпения всевозможные неучи, выдававшие себя за очевидцев падения камней с неба, или, как эти очевидцы их называли, метеоритов.

          Для того, чтобы пресечь эти дешевые сенсации, Лавуазье (тот самый, который на 18 лет позже Ломоносова открыл закон сохранения массы вещества) подмахнул документ, в котором разъяснялось, что "падение камней с неба физически невозможно”. Не прошло и двадцати лет, как такой "физической невозможностью” едва не прибило одного мэра, человека весьма серьезного и, казалось бы, вполне заслуживающего доверия. Но, извещенные об этом академики, искренне огорчились: "Как печально, что целый муниципалитет заносит в протокол народные сказки...” Мэр, понятно, это дело так не оставил. "А если я, ученые крысы, в отставку подам?!”- сделал он официальный запрос. "Да на здоровьице,- не дрогнули академики.- Нам истина дороже”. Когда они поняли, что немного погорячились, было уже поздно: оскорбленный в лучших чувствах мэр в отставку не подал, но до конца жизни оставался яростным врагом просвещения, мракобесом и душителем творческой мысли - человек был все-таки.   Кстати, несмотря на эту весьма поучительную историю, была выпущена в свет еще одна Декларация - для дураков, изобретающих вечные двигатели. Ну, по-человечески академиков можно понять: они решились на этот отчаянный шаг, чтобы хоть немного продохнуть от рецензий на письма с сумасбродными проектами (иногда такие друзья по переписке, действительно, сильно надоедают). Однако, эти академические надежды не оправдались. Оказалось, что все заинтересованные лица вовсе не забыли, как академики лопухнулись в деле с метеоритами. Поэтому, умело руководствуясь новым волюнтаристским указом, эти лица воспылали творческим духом куда пуще прежнего, так что рецензенты просто взвыли.

            А всего-то, что надо было сделать этим страдальцам, так просто объявить конкурс "на лучший натурный образец вечного двигателя”! Ведь бумагу-то марать мы все умеем. А не угодно ли представить натурный образец?! Ах, говорите, на железо денежки нужны-с? Так ищите спонсора, мил человек. Как говорится, дурак дурака видит издалека. В общем, для начала было бы неплохо, чтобы эта Ваша штука двигалась. А уж будет она двигаться вечно или не вечно - это мы еще поглядим, не торопясь с выводами!.. Да, не додумали немного академики в свое время. В результате до сих пор так и не перевелись эти чокнутые изобретатели.  

Но вернемся к электрическим жидкостям - почему-то их сначала считали жидкостями, как и теплоту. Хотя, с другой стороны, деваться было некуда: если электричество - не газ и не твердое тело, значит - жидкость. Кулон установил, что больше всего этой жидкости содержится в кошачьем мехе. Вскоре, стоило ему выйти из дому, как кошки с дикими воплями устраивались подальше и повыше. Они уже прекрасно знали, что стоит только попасться в его умелые руки, и с лишними кулонами уже не уйти. А то, что это было необходимо для науки, их совершенно не волновало. Несмотря на эти объективные трудности, Кулон проделал великолепную серию экспериментов на крутильных весах, которые специально для этого изобрел. Он их крутил и так, и сяк - а в качестве морали обнаружил, что электрические капельки взаимодействуют по закону, сильно смахивающему на закон всемирного тяготения.  

Тем временем сделал свое открытие и Луиджи Гальвани. Вот какой забавный случай с ним произошел. Он, видите ли, был гурман. Впрочем, гурманов и без него хватало, а вот Гальвани был еще и пижон - в этом-то сочетании все дело. Он раз потребовал, чтобы для вкушания лягушачьих лапок ему подали не какие-нибудь там серебряные ножичек и вилочку, а чтобы ножичек - ладно уж, серебряный, но зато вилочку - непременно платиновую. Официант, предвкушая развлечение, не стал

спорить. Едва Гальвани тыкнул свои орудия в недожаренные лапки, как этот деликатес сделал попытку сигануть из тарелки. "Что т...т...акое?”- обомлел Гальвани. "Да Вы же их просто гальванизируете, сеньор!”- объяснил ему официант, давясь от смеха. Так родилась электрофизиология...

            В своей анатомической Гальвани зарезал целую партию лягушек и приступил к научно поставленным опытам. Вывод он сделал по тем временам ошеломляющий - у лягушки, дескать, есть такое же "животное электричество”, как и у электрического ската.

"О, времена, о, нравы!- простонал, узнав об этом, Алессандро Вольта, который любил животных, а лягушек - особенно.- Дело здесь не в лягушке, а в двух разных металлах!” В доказательство своих слов Вольта продемонстрировал изящный опыт, в котором он, в отличие от Гальвани, остроумно использовал вместо лягушки собственный язык. Кстати, язык для этого не требовал отрезания и препарирования, он и так хорошо работал. "И все-таки неубедительно”,- возразил на это Гальвани и, чтобы доказать свою правоту, учинил над лягушкой такое, что препарированный образец трепыхался уже без прикосновений всяких там металлов.

Этого Вольта уже не смог вынести, в связи с чем он и изобрел свой знаменитый столб - источник контактного напряжения. Возможно, что это изобретение спасло от преждевременной кончины не одну тысячу лягушек, поскольку Гальвани подумывал об их четвертовании в промышленных масштабах, чтобы смонтировать первую в мире электростанцию - при дворе Папы Римского. Тем не менее, борьба между "гальванианцами” и "вольтианцами” продолжалась еще довольно долго. И только В.И.Ленин впоследствии установил, что, не владея диалектическим подходом к вопросу, чушь пороли и те, и другие. 

             Но вольтов столб - это вам не стеклянный диск с меховыми обкладками, его вращать не надо! Для того, чтобы как следует отметить такое открытие, Вольта пригласил на кружку пива своих заграничных друзей - Ома и Ампера. Осушив свою кружку, Вольта расчувствовался. "Друзья!- воскликнул он. - Эту нашу встречу надо увековечить!”-”И то верно, - подхватил Ампер.- А не сочинить ли нам всем вместе какую-нибудь формулку?”-”Только что нибудь попроще,- взмолился Ом,- а то я от радости плохо соображаю.”-”Не беда,- сказал Вольта,- один Ампер чего стоит!”-”Один Ампер чего стоит?- задумчиво повторил Ампер. А вот чего стоит один Ампер!”- воскликнул он и набросал свой вариантец. "Вот это да!- выдохнул Вольта.- Но как же мы назовем этот - без преувеличения сказать - закон?” И здесь-то, к сожалению, друзья чуть было не перессорились! В итоге решили тянуть жребий, и Ому, как обычно, повезло. 

            Между тем Эрстед уже давно обращал внимание, что во время гроз пахнет не только озоном, но и крупными открытиями. Он собрал богатую статистику случаев перемагничивания стрелки компаса вследствие удара молнии - итог одного из таких случаев и является сюжетом знаменитой картины И.Репина "Приплыли”. Но, позвольте, господа, ведь молния - это электричество, а компас - это магнит! Значит, электричество и магнетизм как-то связаны!

 "Еще бы они не были связаны,- живо откликнулся Ампер.- Причем не "как-то”, а очень даже: весь ваш магнетизм - это электричество и есть!”- "Как это?”- похолодел Эрстед. Ампер немного подумал и объяснил: "Понимаете, электрический ток - это движение электричества, а магнетизм - это просто кольцевые токи, и ничего больше.”- "Но я надеюсь,- осторожно заметил Эрстед,- что под кольцевыми токами Вы подразумеваете всего лишь токи по кольцевым проводникам, а вовсе не орбитальное движение электронов в атомах?” -”Разумеется,- улыбнулся Ампер.- Не будем забегать вперед.”

            Благодаря открытиям Эрстеда и Ампера лаборатория Фарадея была оборудована по последнему слову: провода-провода-проводочки, магнитики, включатели и выключатели. Гальванометры тогда были в большом дефиците, поэтому экспериментаторы нашли остроумный выход. Они наловчились проверять наличие электрического напряжения на ощупь, причем для повышения чувствительности срезали себе кожу на кончиках пальцев. В общем, жалко было на них смотреть, на издерганных. Кстати, в биографии Шерлока Холмса есть эпизодик на эту тему. "Холмс, только послушайте, что писал "Санди Телегрэф” пятьдесят лет назад,- начал, как обычно, Ватсон.- Новости из Королевского института.

Майкл Фарадей доказал тождественность всех видов электричества "животного”, "магнитного”, гальванического, термоэлектричества, а также электричества, возникающего от трения. Как же это ему тогда удалось?”- "Элементарно, Ватсон!- без усилия объяснил Холмс.- Все они дергали одинаково!”- "Боже мой, Холмс,- проговорил обалдевший Ватсон,- неужели и это - с помощью дедукции?”- "Да, мой друг. Кстати, о дедукции. Хотите знать, что еще сделал Фарадей? Он открыл явление, которое я бы назвал электромагнитной дедукцией, в честь моего метода. Но Майкл, конечно, поступил наоборот.” - "А Вы слышали, Холмс, однажды Фарадею понадобилось несколько электрических зарядов. Как быть? Голыми руками их не возьмешь! Так он снял свой цилиндр, обклеил его изнутри фольгой и наловил их, сколько надо. Все после него так делают...”-”Занятно”,- пустил колечко дыма Холмс.- "А еще,- несло дальше Ватсона,- как-то раз он насыпал железные опилки прямо на силовые линии магнита, и линии натяжений в эфире стали всем очевидны!”- "Знаете, Ватсон,- прищурился Холмс,- я бы не торопился с такими фундаментальными выводами!”- и они по-дружески расхохотались.  

Но мы немного отвлеклись, вернемся же к делу. Как и великие электрики, великие атомисты тоже время даром не теряли. Раз в таверне Авогадро, перебравши совсем капельку, имел неосторожность похвастаться дружку насчет остроты своего зрения - могу, дескать, различать отдельные молекулы. Дружок, хотя и не был физиком, сразу рюхнул, какую из этого можно извлечь выгоду. "А слабо тебе, Амедео, пересчитать молекулы в одном моле идеального газа при нормальных условиях?”- закинул он удочку и, видя, что Авогадро клюнул, подзадорил его: "Спорим на десять лир, что ни за что не сосчитаешь!”- "Это я-то не сосчитаю?!- загорелся Авогадро.- По рукам! Тащи сюда свой моль при нормальных условиях!”

Ну, дальше сами знаете. Авогадро был очень гордый, отступать он не привык. Короче, считать ему пришлось всю оставшуюся жизнь. Число, которое получилось в итоге, теперь носит его имя - в знак признательности за этот титанический труд.   Тут-то и подошло времечко открытия фундаментального закона природы - закона сохранения и превращения энергии. Физики, понимавшие, какое огромное значение будет иметь этот закон, осторожничали и не торопились с публикациями на этот счет.