Ученые головы

Ученые головы

Мой сын долгое время воображал, что вольт – это злобный и кусачий гномик, сидящий в розетке. На одном из своих портретов итальянский физик и физиолог Алессандро Вольта (Alessandro Volta; 1745–1827) – точь-в-точь такой сердитый гном. Хотя, по отзывам современников, был он высок, красив лицом и любезен с собеседниками. Вообще образ гениального, но бедного, а потому озлобленного ученого – это не про него. Про него – пословица «Родился с золотой ложкой во рту». Ну или с золотой монетой. Ведь Алессандро был четвертым ребенком в знатной и богатой семье.

Сперва окружающие считали, что мальчуган отстает в умственном развитии. Только в четырехлетнем возрасте Алессандро заговорил, сказал свое первое слово, и слово это было: «Нет». Потом он довольно быстро догнал и перегнал своих сверстников – в школе ордена иезуитов в родном городке Комо на севере Италии считался одним из первых. Иезуитские школы славились высоким уровнем образования не только в области гуманитарных дисциплин, но и в естественных науках. Вполне возможно, что именно здесь Алессандро Вольта увлекся естествознанием и модными тогда опытами с электричеством. Свой первый научный труд, в котором предлагалась конструкция усовершенствованной машины для производства электричества, Вольта опубликовал в 26 лет. Предложенная им электрофорная машина позволяла накапливать большие заряды электричества и демонстрировать затем роскошные искусственные молнии – искровые разряды. В те же годы он придумал еще один полезный прибор – электроскоп, позволявший не только определять наличие электрического заряда, но и степень заряженности предмета. Сейчас мы определяем это с помощью вольтметра, но в конце XVIII века вольтметра еще не было, зато был Вольта. С 1774 по 1779 год А. Вольта преподавал физику в гимназии города Комо. В это время он обнаружил, что так называемый «болотный газ» – это горючий газ метан, и даже сконструировал метановый пистолет, в котором вместо пороха взрывался и выталкивал пулю метан, воспламененный электрической искрой. В 1779 году Вольта стал профессором кафедры физики университета в Павии. В этом университете якобы учился еще Христофор Колумб.

Главное свое открытие Вольта сделал в 1800 году в ходе проверки опытов итальянского физиолога Луиджи Гальвани (Luigi Galvani; 1737–1798). Тот обнаружил, что лапка препарированной лягушки, подвешенная на медном крючке, сокращалась, когда ее касались стальным скальпелем. Гальвани посчитал, что он открыл особый вид электричества, вырабатываемый живыми организмами. Для этого электричества даже название было придумано: гальваническое. Из-за этого электричества, не существующего на самом деле, мы до сих пор называем гальванометром прибор, указывающий наличие тока в цепи, а гальванопластикой – электрохимический процесс осаждения металла на неметаллических поверхностях. В ходе своих экспериментов Вольта понял, что электричество вырабатывалось не в плоти бедной лягушки, а в результате соприкосновения во влажной среде двух разнородных металлов. Лапка дергалась, только отмечая прохождение через нее возникшего при этом тока.

Для проверки своей догадки о том, что два разнородных металла, будучи соединенными, являются источниками электричества, Вольте снова пришлось засунуть в рот золотую монету, с которой он, как говорили, родился. Монету он положил на середину языка, кончиком же языка коснулся оловянной пластинки, которую с монетой соединяла проволочка. На языке стало кисло. Такой же фокус почти все мы проделывали в детстве, касаясь языком полюсов заряженной электрической батарейки. Во рту становилось кисло от проходящего между полюсами электрического тока. После ряда таких «кисленьких» опытов Вольта установил, какие пары металлов дают большую электродвижущую силу, и придумал способ их соединения в батареи. Батареи состояли из металлических кружочков, медных и цинковых, переложенных кружочками из ткани, пропитанными раствором соли или же соляной кислотой. Чем больше кружочков, тем большее напряжение давала батарея. Батареи-рекордистки были изрядной высоты. Французы назвали их вольтовыми столбами. Батареи Вольты стали первым более или менее стабильным источником электрической энергии, основой для дальнейшего изучения свойств электричества.

Французы больше других вознаградили Вольту за его открытия. Дело в том, что Наполеон, к тому времени еще не император, а первый среди равных, то есть первый консул Республики, считал науки основой процветания родной Франции, а электричество – важнейшей из наук. Естественно, он не поскупился на награды великому ученому. Вольта оказался рыцарем Почетного легиона, получил звание сенатора, стал графом и академиком. Кроме почестей ученого осыпали и деньгами в огромном количестве. А через полстолетия после его смерти, в 1881 году на Международном конгрессе французские электрики предложили назвать в честь Алессандро Вольты единицу электрического напряжения, и теперь каждый школьник знает, что такое вольт.

В начале XIX века электричество продолжало оставаться по большей части собранием удивительных фактов и чудес, нежели стройной наукой с правилами и законами. Однако оно притягивало к себе светлые умы.

Андре Мари Ампера (Andr? Marie Amp?re; 1775–1836) можно было назвать гением без всяких оговорок. Он с малых лет проявил исключительные способности. Его детство прошло в небольшом поместье Полемье (Poleymieux-au-Mont-d’Or), которое его отец, Жан-Жак Ампер, торговец шелками, приобрел в окрестностях родного Лиона. Юный Ампер в школу не ходил, но под руководством отца быстро выучился считать и читать, и не только по-французски. Мальчик знал латынь, греческий и итальянский. Довольно скоро все книги в немалой домашней библиотеке были прочитаны. Особенно увлекали Ампера естественные науки и математика. Настолько, что в 12 лет он самостоятельно разобрался в основах математического анализа, а в 14 лет написал первую научную работу по математике.

По словам Ампера, когда ему исполнилось 13 лет, в его жизни произошли три важных события: причастие, прочтение книги о жизни Декарта и взятие Бастилии. В тот год он еще не догадывался о том, какое это проклятие – жить в эпоху грандиозных перемен. Но уже через несколько лет Великая французская революция тяжелой телегой переехала его жизнь. В 1793 году в Лионе вспыхнуло контрреволюционное восстание. Богатый коммерсант Ампер-старший, исполнявший еще обязанности городского мирового судьи, занимал эту должность и при мятежниках. Поэтому после подавления восстания его казнили – как сообщника аристократов. Имущество семьи было конфисковано.

Но отец дал сыну прекрасное образование. После казни отца юный Ампер зарабатывал на жизнь частными уроками. Революция закончилась, словно кошмарный сон. Жизнь постепенно возвращалась в обычную колею. В 1799 году Ампер женился на Катрин Каррон, а через год у него родился сын, которого назвали в честь деда – Жан-Жаком. К слову сказать, на Жан-Жаке природа не отдохнула. Впоследствии он стал известным филологом и литератором, членом Французской академии.

В 27 лет, в 1802 году, Ампер стал преподавателем физики и химии; в 1805 году – преподавателем математики в знаменитой парижской Политехнической школе; с 1814 года он – член Парижской академии наук. Членство в академии было пожизненным и хорошо оплачивалось. Так что Ампер мог всерьез заняться наукой. Специальностью Ампера в академии была математика. Он занимался теорией вероятностей и математической физикой. Впрочем, его интересы распространялись и на естественные науки. Ученый сделал первую попытку классифицировать химические элементы в соответствии с их свойствами.

Но прославили Ампера исследования в области электромагнетизма. На это натолкнули его в 1820 году опыты датского ученого Ханса Кристиана Эрстеда (Hans Christian ?rsted; 1777–1851). Эрстед обнаружил, что проволока, по которой протекает ток, притягивает к себе стрелку компаса. Ампер поставил ряд экспериментов и пришел к выводу, что магнитные явления вызываются движущимися электрическими зарядами, то есть электрическим током. Два провода, по которым протекает ток, притягиваются или отталкиваются в зависимости от направления движения зарядов. Если провод свернуть в виде катушки, такая катушка будет себя вести, как полосовой магнит. На основе своих экспериментов Ампер выдвинул предположение о том, что любой магнит содержит внутри множество круговых электрических токов. Притяжение или отталкивание магнитов объясняется взаимодействием этих токов.

Классическая работа Ампера «Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта», написанная в 1826 году, навела порядок в разнообразном экспериментальном материале, накопленном к тому времени. Ампер выразил закон взаимодействия токов в виде строгой математической формулы и, в конечном счете, создал новую науку о движении электрических зарядов, электродинамику. По праву его считают «Ньютоном электричества».

Заслуги Ампера как основателя электродинамики получили всеобщее признание. Его имя было увековечено на Международном конгрессе электриков в 1881 году в названии единицы измерения силы тока – ампер. А единица сопротивления получила короткое название ом – по фамилии Георга Симона Ома (Georg Simon Ohm; 1787–1854). Сын небогатого баварского слесаря, он в конце жизни стал профессором физики.

Ом открыл закон, который выглядит так просто, что его может выучить даже двоечник. Победить экспериментальные трудности, возникшие при этом, смог бы только потомственный немецкий ремесленник, упрямый, с умной головой и с умными руками. Именно Ом изобрел тот прибор, который мы называем именами других ученых: гальванометр или амперметр. Прибор измеряет силу тока, протекающего по проводу, посредством измерения угла поворота магнитной стрелки; угол, как обнаружил Ом, оказался пропорционален току, по проводнику протекающему. Благодаря гальванометру была решена одна из экспериментальных трудностей: как определять силу тока?

Другая экспериментальная трудность заключалась в том, что имевшиеся в распоряжении Ома источники электричества – вольтовы батареи – были очень нестабильными. Напряжение, даваемое такой батареей, быстро падало. Поддержать стабильное напряжение в ходе эксперимента было невозможно. Из-за «плывущего» напряжения первые работы Ома, посвященные изучению проводимости, оказались неверными, и доверие к его экспериментам в научной среде было подорвано. Это не заставило упрямого Ома отказаться от их продолжения.

Во второй серии экспериментов ученый воспользовался новым, только что открытым эффектом термоэлектричества. Термопара медь – висмут, один конец которой был опущен в горячую воду, давал напряжение небольшое, зато неизменное – куда более стабильное, чем напряжение, вырабатываемое капризным вольтовым столбом.

Закон Ома не сразу был признан ученым миром. Все помнили о прежней неудаче немецкого профессора и новым данным не поверили, пока не перепроверили. Повторные эксперименты были проведены во Франции в 1831–1837 годах. С тех пор закон Ома стал одним из краеугольных камней электротехники.

Предложенная на Международном конгрессе электриков в 1881 году идея называть единицы измерения именами знаменитых ученых понравилась мировому научному сообществу. И тут же вызвала разногласия. Так, американцы выразили принципиальное несогласие с тем, что единицу измерения проводимости (величина, обратная сопротивлению) назвали сименсом в честь немецкого инженера Вернера фон Сименса (Werner von Siemens; 1816–1892).

– Что это у вас, европейцев, единицы измерения называют только в честь европейских ученых? – возмутились они. – У наших ученых заслуг не меньше!

С ними согласились и ввели в научный обиход генри, теслу и белл.

Генри – это единица индуктивности, позволяющая выразить, насколько чутко электрическая цепь реагирует на изменение тока в ней; названа в честь американского физика Джозефа Генри (Joseph Henry; 1797–1878). Он проводил эксперименты по электромагнитной индукции параллельно с Майклом Фарадеем, но опубликовал свои результаты на полгода позже. Вообще, Дж. Генри не очень везло с приоритетами. На шесть лет раньше С. Морзе он изобрел телеграф, который работал на территории Принстонского колледжа и передавал сигналы на расстояние в одну милю. Явление, на основе которого работают современные трансформаторы, тоже открыл Дж. Генри. А последней своей работой в области электричества Генри опередил Генриха Герца на 40 лет. Еще в 1842 году он обнаружил, что железные стержни, находившиеся в подвале здания, намагничивались от электрической искры, полученной на втором этаже. Да и с названной в его честь единицей измерения ему повезло не очень. В повседневной жизни мы с магнитной индуктивностью встречаемся не слишком часто. Фамилию Генри на электрических приборах не пишут. И обывателю нет повода помянуть американского профессора добрым словом.

Обычному человеку, пожалуй, не очень ясно, чем магнитная индуктивность (которую измеряют в генри) отличается от магнитной индукции, для измерения которой была предложена единица тесла. Но если он не слышал про гениального изобретателя-электротехника Николу Теслу (Nikola Tesla; 1856–1943), остается только грустно развести руками. Ведь без изобретений Теслы наша жизнь была бы сейчас гораздо менее комфортной. Переменный ток доходит до нашей электрической розетки от дальних электростанций. Электромоторы послушно выполняют самые разнообразные работы. Трансформаторы, радиостанции, даже микроволновые печи на кухнях – все они появились благодаря прозорливости и титаническому трудолюбию гениального ученого.

Тесла родился в Хорватии, в городке Смилян. Получил образование он сначала в техническом училище в Граце, а потом в Пражском университете. По окончании учебы Тесла поработал немного инженером общества по телефонизации Будапешта, после чего уехал в Париж, где в 1882–1884 годах работал в европейском отделении компании Эдисона. В 1884 году он с рекомендательным письмом руководителя отделения уехал в США и там начал работать у самого Эдисона.

Однако Тесла рассорился с Эдисоном навсегда из-за того, что тот обманул его, не заплатив обещанные 50 тысяч долларов. Хотя причины разногласий между двумя великими изобретателями были не только личные, но носили и принципиальный технический характер.

У Эдисона была уже вполне процветающая компания, нацеленная на внедрение электрического освещения на основе постоянного тока. Были, конечно, у постоянного тока определенные недостатки. Например, его нельзя было передавать на большие расстояния. Если хозяин хотел осветить свой дом электричеством, к дому не подводили, как сегодня, электрические провода от внешней сети, а устанавливали в подвале генератор, который довольно шумно вырабатывал электричество для всего дома. Это было неплохо для невысокого здания, но о том, чтобы подать электроэнергию, скажем, на 50-й этаж, речи не было. Впрочем, 50-этажных небоскребов в Америке в то время еще не строили. Так что Эдисон не считал недостатки постоянного тока принципиальными и рассчитывал с ними справиться по ходу дела. Авторитет Томаса Эдисона ценился дорого. Его компанию финансировал знаменитый миллионер Дж. П. Морган.

Тесла же был полон идей об использовании переменного тока. И не только идей. В 1888 году он получил патенты на изобретение многофазных электрических машин (в том числе асинхронного электродвигателя) и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. Теперь практически все было готово для электрификации не одного дома, а всей страны. Схема была простой. Мощные электростанции – это своеобразные заводы электрической энергии. Их строят на могучих реках или вблизи месторождений топлива. Трансформаторы повышают напряжение, вырабатываемое генераторами станции, что позволяет передавать энергию на большие расстояния без существенных потерь. Непосредственно перед поступлением к потребителю напряжение с помощью того же трансформатора снижается до безопасного значения. Кстати, переменный ток оказался более безопасным для человека, чем постоянный, хотя Эдисон и его сотрудники пытались доказать обратное.

Финансировать осуществление проектов Теслы взялся известный американский промышленник Джордж Вестингауз (George Westinghouse; 1846–1914). В 1869 году он получил патент на изобретенный им пневматический тормоз для железнодорожных вагонов. Позже Вестингауз придумал также новую систему сигнализации на железных дорогах, буфера для смягчения ударов при столкновениях вагонов в начале движения состава и при его остановке. Внедрение изобретений Вестингауза сделало его миллионером, и он «перевел стрелку» на другой путь: занялся электричеством и стал внедрять в жизнь идеи Н. Теслы. Компания «Вестингауз электрик» (в наше время ее название – «Дженерал электрик») стала внедрять в повседневную жизнь переменный электрический ток. В 1893 году электросеть Вестингауза освещала Всемирную выставку в Чикаго, а в 1894 году 10 электрогенераторов его конструкции были установлены на новой гидроэлектростанции Ниагарского водопада.

Сам Тесла стремился к воплощению в жизнь новых идей. В 1889 году он начал исследовать токи высокой частоты (ВЧ) и высоких напряжений. В 1899 году он переехал в штат Колорадо, известный могучими грозами, и одновременно с попытками разгадки тайн молнии начал строительство радиостанции мощностью 200 кВт.

Эксперименты с токами высокой частоты выглядели очень эффектно. Излучатели рассеивали в разные стороны искровые разряды и длинные линейные молнии. Тесла совсем не таил от журналистов и посетителей эти красивые и грозные эффекты. Демонстрации способствовали распространению слухов о нем как о настоящем чародее. Ничего удивительного нет в том, что до сих пор жива версия: это из-за экспериментов Теслы над сибирской тайгой утром 30 июня 1908 года произошел взрыв мощностью в 10–40 мегатонн (что соответствует энергии средней водородной бомбы). Тесле же приписывают эксперименты по превращению большого военного корабля США со всей его командой в невидимый объект с последующим его переносом в другую точку пространства.

Из тех американских ученых, чьи фамилии превратились в единицы измерения, хорошо известен нам Александр Грэхем Белл (Alexander Graham Bell; 1847–1922). Его известность сродни известности Колумба: все знают, кто открыл Америку, и всем известно, кто изобрел телефон.

А громкость звука измеряют в децибелах – об этом тоже все слышали. В акустике бел фактически принят за единицу громкости звука. Бел определяет соотношения двух мощностей: измеряемого звука и звука, который человеческое ухо уже не воспринимает (порог слышимости). Сравнение происходит не по обычной, а по логарифмической шкале: изменение громкости на одну единицу означает изменение соотношения мощностей в 10 раз. Так, громкость шепота – 30 дБ, значит, мощность шепота в 1 000 (10³) раз превышает порог слышимости; шум легкового автомобиля – 60 дБ, то есть его мощность превышает порог слышимости в 1 миллион (10⁶) раз; громкость нормальной человеческой речи – 70 дБ.

Александр Белл придумал аппарат для передачи на расстояние нормальной человеческой речи. Судьба, казалось, просто подталкивала его к этому изобретению. Дед, отец и дядя Белла были профессиональными риторами, то есть учителями красноречия. Да и сам он, окончив в 1860 году Королевскую школу в родном шотландском городе Эдинбурге, переехал в Лондон к деду, под руководством которого изучал литературу и ораторское искусство. Через три года, когда Александру исполнилось 16 лет, он стал учителем красноречия и музыки.

Но один за другим умерли от туберкулеза братья Александра. Признаки грозной болезни обнаружились и у него, и врачи порекомендовали ему переменить климат. В 1870 году семья, перебравшись в Канаду, поселилась в провинции Онтарио. В 1871 году Александр переехал в Бостон, где начал преподавать в школе для глухонемых, используя для обучения систему видимой речи (транскрипцию звуков буквенными символами), которую придумал еще в Шотландии его отец. В 1873 году школа влилась в состав Бостонского университета, и А. Белл стал университетским профессором.

Это было время расцвета телеграфа. Телеграфные провода потихоньку опутывали весь земной шар. Новое средство связи уже приносило ощутимый доход. Одна из крупнейших телеграфных компаний, Western Union, объявила конкурс на изобретение, позволяющее отправлять по одной линии несколько телеграмм одновременно. Это позволило бы компании сэкономить большие деньги на прокладке новых линий. Соответственно, и премия была солидной. Белл воодушевился и принял участие в конкурсе.

Идея Белла была достаточно простой – передавать по одной линии несколько телеграмм одновременно, причем каждую телеграмму на своей частоте. Гораздо позже, в 1894 году, эту идею осуществит французский инженер Жан Морис Эмиль Бодо (Jean Maurice ?mile Baudot; 1845–1903); в честь него названа единица скорости передачи данных по каналу связи – бод. Сам же Белл пытался создать «музыкальный телеграф», в котором каждое отдельное сообщение должно было передаваться на частоте одной из нот музыкальной гаммы. Каждая из «рабочих частот» создавалась особыми камертонами. Вся передаваемая совокупность сообщений для постороннего уха должна была звучать странной «музыкой», вроде той, которую мы иногда слышим, отправляя факсы. И вот, пытаясь усовершенствовать телеграф, А. Белл пришел к открытию еще более эпохальному.

На грани двух тысячелетий, в 2000 году, многие журналисты забавлялись тем, что составляли различные рейтинги на тему «10 (25, 50) самых-самых изобретений (книг, событий и т. д.) прошедшего тысячелетия». Во всех подобных списках, посвященных техническим новшествам, первым стояло изобретение книгопечатания И. Гутенбергом. Ни в одном рейтинге телефон не спускался ниже пятого места по важности. А телеграф? Телеграф был где-то гораздо ниже, а иногда вообще оставался за бортом.

Поскольку А. Белл профессиональным электриком не был, он обращался за советами к физику Дж. Генри.

Генри, высоко оценив работы Белла, посоветовал ему довести дело до конца. И 14 февраля 1876 года А. Белл получил патент США № 174465, описывающий «метод и аппарат… для передачи речи и других звуков по телеграфу… с помощью электрических волн».

Белл подал свою заявку на патент всего на несколько часов раньше другого изобретателя, Элайши Грея (Elisha Gray; 1835–1901). Правда, в момент получения патента практическая ценность изобретения, которое Белл назвал телефоном, была совсем не очевидна. Элайша Грей в отличие от профессора А. Белла был одним из хозяев крупнейшей по тем временам электрической компании США, Western Electric. Но и он не принимал во внимание, насколько велико желание людей поболтать. Когда Белл попытался продать компании Western Electric свой патент за 100 тысяч долларов, экспертная комиссия отвергла это предложение как «лишенное здравого смысла». Через несколько лет Western Electric уже предлагала Беллу за его патент 25 миллионов долларов, но тот, получив в 1876 году отказ, совместно со своим тестем, юристом Хаббардом, и с помощником Ватсоном организовал собственную фирму, которая позже стала называться Bell Telephone. В 1881 году Bell Telephone поглотила Western Electric. К тому времени Белл покинул правление носившей его имя компании. Он стал богат и знаменит. В 1877 году королева Виктория и вся королевская семья участвовали в «телефонном представлении». Как детишки, играющие в «телефончики» из спичечных коробков, соединенных шпагатом, они разбежались по разным углам большого зала и увлеченно переговаривались с помощью телефонных аппаратов, пели в трубку песни, декламировали стихи, то и дело спрашивая друг друга: «Как слышишь?» Франция наградила Белла орденом Почетного легиона. Подобно Алессандро Вольте он получил премию в 50 тысяч франков за развитие науки об электричестве, учрежденную еще Наполеоном. В 1885 году А. Белл принял американское гражданство.

Белл до старости занимался всем, что было ему интересно. Он стал основателем Национального географического общества США; за два года до Эдисона, в 1875 году, изобрел фонограф, соединив звуковую мембрану с иглой, которая оставляла след на вращающемся барабане. Вот если бы он еще и прокрутил барабан, чтобы услышать, как воспроизводится записанный звук!.. В 1895 году Белл увлекся воздухоплаванием. Время самолетов еще не пришло. Белл строил большие воздушные змеи, которые могли поднять в воздух даже человека, и совершил на них несколько полетов. Он умер от диабета 2 августа 1922 года; 4 августа, когда его хоронили, в США и Канаде на одну минуту были отключены все телефоны. К тому времени их было в одной только Северной Америке 13 миллионов.

Придумка увековечивать память деятелей науки и техники в названиях единиц измерения ученым понравилась. Но многие относились к такой чести с юмором. В советском фильме «Девять дней одного года» главный герой, ученый по фамилии Гусев, умирает от лучевой болезни. Играет его обаятельный Алексей Баталов. Прощаясь с друзьями, он невесело шутит:

– Только не называйте в мою честь единицу измерения. Нехорошо как-то будет звучать: излучение мощностью в полтора гуся.

В том же ключе подшучивали сотрудники над известным американским физиком, лауреатом Нобелевской премии и изрядным болтуном Робертом Милликеном (Robert Millikan; 1868–1953). Они предложили ввести новую единицу для измерения разговорчивости, кен. Ее тысячная часть, то есть милликен, должна была превышать разговорчивость среднего человека.

А строгого Вальтера Нернста (Walther Nernst; 1864–1941), известного химика и тоже лауреата Нобелевской премии, обычай называть единицы измерения физических величин именами собственными не веселил, а раздражал. Узнав о введении единицы измерения частоты герц (это произошло в 1935 году), саркастичный Нернст предложил новую единицу: для измерения скорости перетекания жидкости из одного сосуда в другой. Ее размерность должна была быть литр в секунду, а название – «фальстаф», в честь знаменитого шекспировского персонажа-пьяницы.

Недовольство старика Нернста можно понять. Он был младшим современником Генриха Рудольфа Герца (Heinrich Rudolf Hertz; 1857–1894). И произнося это имя, волей-неволей представлял себе талантливого, рано скончавшегося экспериментатора. Того самого, о котором его научный руководитель, знаменитый физик Герман Гельмгольц писал: «Я уверен, что имею дело с учеником совершенно необычайного дарования». И вдруг это имя сокращают до издевательского Hz и начинают этим самым Hz измерять частоту колебаний. Мало того, герц оказывается слишком маленькой единицей для измерения частоты колебаний электромагнитного поля, и к ней добавляют кратные греческие приставки: килогерц, мегагерц и даже гигагерц.

Нас же от Генриха Герца отделяет более сотни лет. Теперь всякий школьник прекрасно знает: чем больше в процессоре персонального компьютера гигагерц, тем лучше. А школьные преподаватели физики должны рассказывать ученикам, что Герц – это немецкий физик, доказавший существование электромагнитных волн и экспериментально подтвердивший электромагнитную теорию Джеймса Клерка Максвелла (James Clerk Maxwell; 1831–1879). Я до сих пор помню свой восторг от знакомства с этой красивой математической теорией, объединяющей всего в четырех уравнениях весь опыт, накопленный физикой за полтора века изучения электрических и магнитных явлений. Красота красотой, но экспериментального подтверждения теория Максвелла ожидала 25 лет.

Генрих Герц прекрасно учился в гамбургской гимназии, успешно справляясь и с точными науками, и с гуманитарными. Кроме обязательных латинского, древнегреческого и французского языков юный Генрих владел еще английским, итальянским и арабским. И даже такой диковиной, как санскрит. По труду у него тоже была высшая оценка. Генрих умел работать на токарном станке.

В 18 лет Г. Герц поступил в Мюнхенскую высшую техническую школу. Но через два года, в 1877 году, он перешел учиться в Берлинский университет. Генрих решил стать не инженером, а ученым. Уже в 23 года, досрочно, Герц получил докторскую степень. Проработав два года ассистентом знаменитого физика Гельмгольца в физической лаборатории Берлинского университета и еще два года приват-доцентом, а затем заведующим кафедрой теоретической физики университета в Киле, Герц стал профессором одного из лучших учебных заведений Германии – Высшей технической школы в Карлсруэ.

Именно в Карлсруэ в 1886–1887 годах Герц провел опыты, показавшие, что электромагнитные волны, существование которых предсказал Максвелл, существуют на самом деле. С помощью серии оригинальных опытов молодой профессор установил, что электромагнитные волны во всем подобны световым. Да и скорость их распространения оказалась равной скорости света.

Не только блестящим экспериментатором был Г. Герц. Теоретиком он тоже оказался замечательным. Благодаря ему уравнения Максвелла уменьшились в числе до четырех (в книге Максвелла их было 12) и стали по-настоящему простыми и красивыми.

Слабое здоровье дало себя знать – Г. Герц умер на 37-м году жизни. А через несколько лет после его смерти началась эпоха приручения тех самых электромагнитных волн, которые он открыл, эпоха радио. Нечего и говорить, что без Герца эта эпоха отодвинулась бы, по крайней мере, лет на десять. Вот почему физики были единодушны в высокой оценке трудов Герца и решили увековечить его имя названием единицы измерения.

Ганс Вильгельм Гейгер (Hans Wilhelm Geiger; 1882–1945) родился в семье профессора-индолога из Эрлангенского университета в Баварии. В том же Эрлангенском университете он с 1902 года изучал физику и математику, а в 1906 году стал доктором наук. С 1907 года Гейгер работал у великого физика Э. Резерфорда в университете Манчестера.

Совместно с Резерфордом Г. Гейгер создал первую модель регистратора заряженных частиц. В 1928 году он вместе со своим студентом В. Мюллером усовершенствовал этот счетчик, который с тех пор называют счетчиком Гейгера – Мюллера.

Счетчик Гейгера – Мюллера представляет собой металлическую трубку, по центру которой проходит металлическая нить. Трубку заполняют инертными газами – аргоном или неоном. К стенкам и к нити прикладывают напряжение около 1500 В. Заряженные частицы попадают на стенки счетчика и выбивают из нее электроны. Высокое напряжение ускоряет движение этих электронов, которые сталкиваясь с атомами газа, разбивают их на положительные ионы и электроны. В счетчике возникает лавина заряженных частиц, через трубку проходит большой ток, который можно подать на регистрирующее устройство – прибор со стрелкой или просто громкоговоритель. Чем больше заряженных частиц, тем сильнее отклонится стрелка прибора, тем больше будет слышно щелчков. Таким образом, зримым и слышимым становится радиоактивное излучение, представляющее для человеческого организма большую опасность.

В XX веке физики начали осуществлять то, о чем в прежние века мечтали алхимики, – синтезировать новые элементы. Но если алхимики хотели получить много золота, то физикам было достаточно нескольких атомов нового элемента. Да и полученные элементы были нестабильны – тут же распадались. Зато та окраина таблицы Менделеева, где размещались трансурановые элементы, стала заполняться. Синтезированным элементам давали имена знаменитых ученых: кюрий, эйнштейний, фермий, менделевий… Следы трех последних элементов были обнаружены при испытаниях первой водородной бомбы, взорванной американцами в Тихом океане в ноябре 1952 года. Элемент бор, находящийся в начале таблицы Менделеева, не имеет никакого отношения к великому датскому физику Нильсу Бору (Niels Henrik David Bohr; 1885–1962), имя которого было дано другому элементу; нильсборий – так он назывался, пока его не переименовали в дубний (в честь известной Дубны – российского города науки).

Сплав самария, 62-го элемента таблицы Менделеева, с кобальтом обладает сверхмощными магнитными свойствами и до сих пор широко используется при производстве постоянных магнитов. Из сульфида самария делают очень эффективные термоэлементы. Кроме того, самарий, как и многие другие редкоземельные металлы, хорошо поглощает нейтроны и поэтому широко используется в ядерной энергетике.

Самарий был выделен в 1878–1879 годах французскими химиками Лафонтеном и Л. де Буабодраном из минерала самарскита. А самарскит исследовал и описал в 1847 году немецкий химик Генрих Розе. Он назвал новый минерал в честь полковника Василия Евграфовича Самарского-Быховца (1803–1870), который был начальником штаба Корпуса горных инженеров России с 1845 по 1861 год. Находясь на этой высокой должности, Самарский-Быховец передал Г. Розе для изучения образцы красивого минерала черного цвета, который был найден в Ильменских горах на Южном Урале. Немецкий ученый оказался благодарным, и имя русского офицера прославилось не только в области минералогии, но и химии.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.