Том 6. Революции и национальные войны. 1848-1870. Часть аторая - Эрнест Лависс

Электричество; подводный телеграф; Вильям Томсон, Максуэлл. В Англии после Ранкайна распространению новых идей и широкому их освещению способствовал Вильям Томсон (впоследствии лорд Кельвин), родившийся в 1824 году. Но в рассматриваемый период он особенно увлекался успехами электричества; еще не было тех его приложений, какие появились в наше время, но телеграфное дело уже быстро развивалось, и уже начинали подумывать о том, чтобы перебросить подводный кабель по дну Атлантического океана и установить сообщение между Старым и Новым Светом. Это предприятие, ныне кажущееся совсем не трудным, удалось впервые лишь в 1866 году, после нескольких лет бесплодных попыток. Выть может, это — чудеснейшее свидетельство XIX века о мощи технической науки и превосходстве человеческого ума над природой. Вильям Томсон изобрел остроумнейшие аппараты для отправки и приема телеграфных сигналов, а также множество точных и тонких инструментов, сделавших возможными измерения, необходимые для прогресса чистой и прикладной науки. Искусный математик, он значительно усовершенствовал приемы вычисления; вместе с тем теория обязана ему столь же смелыми, как и остроумными объяснениями многих электрических явлений.

Наряду с ним Максуэлл (1831–1879), придав идеям Фарадея более строгое и математическое выражение, строил электромагнитную теорию света. Показав преобладающую роль изолирующей среды в электрических явлениях, он считал световые явления тожественными с явлениями индукции, быстро сменяющимися и распространяющимися по тому же механическому закону в различных средах. Эта теория, в отличие от всех других, господствовавших до того времени, получила впоследствии блестящее экспериментальное подтверждение.

Спектральный анализ: Кирхгоф и Бунзен. Скорость света: Физо и Фуко. Спектральный анализ был создан в Гейдельберге совместными трудами физика Кирхгофа (1824–1887) и химика Вунзена (родился в Гёттингене в 1811 году), знаменитого также другими работами, а именно изобретением гальванического элемента, носящего его имя. Кирхгоф в ряде исследований, одновременно и математических и экспериментальных, продолжавшихся с 1857 по 1860 год, первый сделал выводы из предвиденного еще Брьюстером и Онгстремом факта совпадения темных линий солнечного спектра (так называемых фраунгоферовых)1 с светлыми линиями металлических паров, доведенных до состояния свечения. По его теории, темные линии происходят от поглощения парами, находящимися в солнечной атмосфере, некоторых лучей, испускаемых раскаленной жидкой массой светила. Если пары какого-нибудь вещества сами становятся источником света (например, если ввести в пламя самое ничтожное количество этого вещества), то они дают характерную яркую линию, в точности совпадающую с темной линией, которую дают те же пары в охлажденном состоянии. Значит, можно утверждать о присутствии, например в солнечной атмосфере, паров всех тел, спектры которых, изученные на земле, представили яркие линии, тожественные с теми или иными фраунгоферовыми линиями.

Но спектральный анализ оказывает услуги не только в деле распознавания на солнце или звездах веществ, встречающихся у нас на земле, что доказывает единство состава вселенной. Он является также в руках химика новым и драгоценным приемом исследования, так как дает возможность различить, например, в минерале присутствие металлов по характерным линиям, когда они содержатся в нем в слишком ничтожном количестве, чтобы их можно было обнаружить посредством самых чувствительных химических реакций. Наконец спектральный анализ позволяет выделить металлы, дающие светлые линии, которые нельзя приписать ни одному из известных веществ. Этим пролагается путь к открытию новых простых тел. Эту сторону метода Кирхгофа и осветил Бунзен, немедленно применив его для открытия цезия и рубидия (1862).

С тех пор изучение спектров приобрело капитальную важность; появилось множество трудов по этому и смежным вопросам. Надо еще упомянуть о ценных работах Стокса и Эд. Беккереля по флуоресценции и фосфоресценции.

Мы только что упомянули первое французское имя в нашем обзоре успехов науки за этот период; школа французских физиков бесспорно отстала в середине XIX века от иностранцев. В то время как один за другим исчезали знаменитые ученые, составившие славу Франции, но за старостью уже неспособные поддержать эту славу, смерть скосила во цвете лет, прежде, чем они успели дать все, что могли, лучших людей следующего поколения: Вертгейма, а также Сенармона и Верде — этих двух несравненных профессоров.

Впрочем, оптика с усердием и успехом продолжала разрабатываться на родине Френеля. В частности, блестящие опыты привели к непосредственному измерению на земле скорости света. С этим измерением связаны два имени: Физо (1829–1896) и Фуко (181$—1868). Совместно участвуя во многих трудах, они построили для измерения скорости света два различных аппарата: аппарат Физо, первый по времени, считается несколько менее точным; аппарат Фуко (1863) позволяет оперировать в комнате над лучом в несколько метров.

Профессор медицинского факультета Физо начал с исследований по дагерротипии. Последовавшие затем исследования его по интерференции и поляризации представляют огромную важность. Именно он воспользовался первым из этих явлений для в высшей степени точных микрометрических измерений. В одном из своих мемуаров, мало обратившем на себя внимание, но, видимо, содержавшем в себе зерно плодотворного метода, Физо доказал опытным путем, что перемещение центра звуковых колебаний относительно слушателя влияет на высоту звука и что равным образом движение светящегося тела, если оно достаточно быстро, изменяет длину световой волны. Этот факт должен приниматься в расчет при анализе света, излучаемого небесными телами, и может содействовать изучению их движения.

Фуко был студентом-медиком, когда также пристрастился к дагерротипии, и потому сошелся с Физо. Долгое время состоя простым препаратором при факультете, он уже пользовался известностью, когда получил приглашение на должность физика при Обсерватории. Его аппарат для измерения скорости света дал ему возможность производить сравнительные измерения в воздухе и в воде. Показав, что свет быстрее распространяется в воздухе, он окончательно решил — в пользу теории колебаний — непрестанно возобновлявшийся спор между защитниками этой теории и представителями теории истечения.

Не меньшую славу он заслужил прямым доказательством вращения земли посредством опыта, сперва произведенного в погребе, затем повторенного в Пантеоне при помощи маятника, касавшегося поверхности пола своим острием; плоскость качаний этого маятника перемещалась под влиянием суточного вращения нашей планеты (1851). Его парадоксальный оюироскоп, позволяющий определить меридиан места без всяких астрономических наблюдений, также доказывает, что он гениально умел выводить из законов механики самые неожиданные следствия. Что касается таланта, проявленного в сооружении приборов, чему он дал столько доказательств, то ему предстояло еще применить его к изготовлению телескопических зеркал неподражаемо совершенного качества.

Ученый-самоучка, гениальный постановщик опытов, Фуко не мог, однако, сделаться главой школы.

Химия: Ж.-Б. Дюма, А. Сент-Клер Девиль, Вюрц, Вертело, Пастер. Если Франция потеряла первенство в области физики и математики, то она победоносно работала в области химии. В этой науке она еще никогда пе насчитывала плеяды столь славных ученых: Анри Сент-Клер Девиль (1818–1881) и Пастер (1822–1895) в Нормальной школе; Вюрц (1817–1884) в Медицинской школе; Вертело (род. в 1827 г.) в Коллеж де Франс. Но особенно отличает этот период то обстоятельство, что каждый из этих ученых был главой школы и вдохновлял своих учеников своей особой идеей. Роль гипотез, которые, не получив окончательного подтверждения, могут служить для исследователей полезной руководящей нитью, еще достаточно широка, чтобы различные системы могли бороться за преобладание.

Жан-Батист Дюма (1800–1884), мощное учение которого породило все эти различные школы, остался в стороне и сохранил за собой кафедру в Сорбонне; но политика отнимала у него большую часть времени, и хотя его деятельность благодаря влиянию в правительственных советах оказалась плодотворной для прогресса науки, он перестал быть вождем умственного движения.

Сент-Клер Девиль главным образом занимался минеральной химией; он изобрел способы изготовления в больших количествах простых тел, которые до него получались лишь в виде нечистых зерен; таким образом он добыл слитки алюминия и магния, кристаллы бора и кремния. Следовательно, именно ему обязано своим существованием промышленное производство алюминия. Он же изобрел новые методы анализа, воспроизвел искусственным способом множество кристаллических пород, измерил плотность паров при температурах, которые считались недостижимыми. Но главным образом оп посвятил сбою преподавательскую деятельность разрушению теории сродства, освященной авторитетом Берпелиуса и основанной на предположении, что какая-то таинстьенная сила проявляется при соприкосновении тел и тогда развивает вдруг всю сбою энергию. Он первый перенес в область химии новый принцип, недавно восторжествовавший в физике, и показал, каким образом надлежит применять его для установления непрерывности между двумя порядками явлений: он выяснил роль теплоты в химических реакциях, доказал существование подлинных химических равновесий, определяемых физическими условиями температуры и давления, наконец — открыл явление диссоциации и формулировал ее законы, подобные тем, какие управляют изменениями физического состояния тел.