Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

(1850 г. – 1891 г.)

 

 

В семье полковника артиллерии Василия Васильевича Корвин-Круковского после рождения первенца – дочери Анюты – семь лет мечтали о сыне. Поэтому, когда в ночь на 15 января 1850 г. во II квартале Сретенской части Москвы, в доме Стрельцова (сохранился до наших дней) на свет появилась девочка, родители были разочарованы. Малышку окрестили Софьей и сдали на попечение няни Прасковьи. В 1858 г. Василий Васильевич вышел в отставку и поселился в своем родовом имении в селе Полибино Великолукского уезда (юг Псковской области). Тогда же Корвин-Круковские после многолетнего сбора доказательств благородного происхождения получили, наконец, свидетельство о дворянстве. А вскоре родился долгожданный наследник – сын Федор.

В семейных преданиях Круковских почти ничего не сохранилось о раннем детстве Сони. Мать семейства, Елизавета Федоровна, женщина образованная, была даже знакома с идеями французского философа Жан Жака Руссо, однако проводить какие-либо принципы в воспитании детей не пыталась – они росли «как трава в поле». Такое положение вещей в конце концов обеспокоило отца. Няня была отстранена от детской, а в дом пригласили поляка-учителя и гувернантку – англичанку Маргариту Францевну Смит, круто изменившую весь уклад неспешной деревенской жизни. Отныне дети вставали «на заре» и бежали к умывальнику, где горничная быстро окатывала их ледяной водой и крепко растирала мохнатым полотенцем. Со временем нововведение англичанки понравилось Соне: «На мгновение захватывало дух от холода, а затем кровь горячо бежала по жилам, и тело становилось необыкновенно легким и упругим», – вспоминала она. Если на улице не было ветра и термометр показывал меньше десяти градусов мороза, девочка должна была идти на обязательную полуторачасовую прогулку, которую англичанка совершала ежедневно, невзирая ни на что. Многое из насаждаемого неумолимой мисс Смит пошло излишне самолюбивой Софье на пользу, но многое только усилило ее душевное одиночество, возникшее из-за постоянного ощущения, что в семье ее не любят.

Другой учитель, поляк Иосиф Игнатьевич Малевич, приучил Соню к систематическим занятиям и серьезному отношению к своим обязанностям. Как специалист по историко-филологическим наукам, он обучал девочку прежде всего истории, географии, русскому языку. Придерживаясь мнения, что математика, как наука положительная, развивает быстрое соображение, верность взгляда, приучает излагать понятия и суждения кратко, ясно и логично, Малевич стремился дать своей ученице прочные знания и в этой области. Однако поначалу она не проявила ни особого интереса, ни способностей к математике. Еще в пять лет Софья начала сочинять стихи, а в двенадцать уверяла, что станет поэтессой. Но случилось иначе. Довольно скоро девочка открыла для себя изящество и стройность формул, всей душой полюбила изысканную логику рассуждений, оценила гармонию, единившую эту науку с милой ее сердцу поэзией. Математика оказалась такой красивой… «Нельзя быть математиком, не будучи в то же время и поэтом в душе», – много позже утверждала она.

Немалую роль в развитии тяги к занятиям сыграло желание заслужить похвалу отца, интересовавшегося математикой, завоевать его любовь своими успехами. Даже будучи взрослой, Софья Васильевна по-прежнему нуждалась в поощрении, в человеке, который разделял бы ее интересы.

Однажды сосед по имению, известный профессор Морского корпуса Николай Никанорович Тыртов, привез Корвин-Круковским в подарок свой «Элементарный курс физики». Девочка с большим энтузиазмом взялась за чтение, но «споткнулась» о неизвестные ей в ту пору тригонометрические понятия – синусы, косинусы, тангенсы. Малевич, стоявший за системность и последовательность обучения, отказался от объяснений, и тогда с упорством, свойственным ей с детства, Соня принялась за изучение применения этих функций, разгадала их смысл и самостоятельно вывела простейшие формулы. «Сама того не сознавая, – рассказывал позже ее брат Федор, – она как бы вторично создала целую отрасль науки – тригонометрию. Живи она несколько лет раньше и сделай то же самое, этого было бы достаточно для того, чтобы потомство поставило ее наряду с величайшими умами человечества. Но в наше время труд ее, хотя и не имевший непосредственного научного значения, тем не менее обнаруживал в ней дарование, совершенно выходящее из ряда обыкновенных, в особенности, если принять во внимание, что он исходил от 14-летней девочки!»

Этот случай окончательно убедил Василия Васильевича в уникальных способностях дочери, и, следуя настойчивому совету Тыртова дать ей возможность заниматься высшей математикой, он обратился к широко известному в кругах петербургской интеллигенции замечательному педагогу Александру Николаевичу Страннолюбскому. В одном из посланий к сестре Соня пишет: «Страннолюбский просидел у нас весь вечер. Он вовсе не озлился, когда я сказала ему, что собираюсь, кроме математики, заниматься еще физиологией, анатомией, физикой и химией; напротив, он сам согласился, что одна математика слишком мертва, и советовал не посвящать себя исключительно науке и заняться даже практической деятельностью».

К 18 годам Софья превратилась в очаровательную девушку, робкую и застенчивую при незнакомых людях, но стоило ей заговорить, как она сразу оказывалась в центре внимания. Ее круглое лицо с прелестной ямочкой на подбородке матово светилось, живые глаза вопрошающе смотрели на мир, движения были порывисты, речь быстрая, слова перегоняли друг друга. Ее стремление к науке было велико, хотя Соня и не решила еще, будет ли это увлекшая ее математика или нужная народу медицина (в ее характере всегда было стремление приносить общественную пользу). В любом случае стояла необходимость продолжать учебу, но высшее образование для женщин возможно было получить только за границей. И то – далеко не везде и только замужним. Замуж так замуж – трудности Сонечку никогда не страшили. В то время среди «передовых» барышень был широко распространен фиктивный брак как средство избавиться от родительской опеки, и 15 сентября 1868 г. в деревенской церкви близ Полибино состоялась свадьба.

Владимир Онуфриевич Ковалевский, занимавшийся в то время издательской деятельностью, был родом из мелкопоместных дворян. Он получил хорошее образование, отличался прогрессивными взглядами, а вот предпринимательской хватки у него не было: он заимел большие долги; нераспроданные книги его издательства лежали мертвым грузом. Молодая жена вызывала у Владимира Онуфриевича искреннее восхищение: «Я думаю, что эта встреча сделает из меня порядочного человека, что я брошу издательство и стану заниматься, хотя не могу скрывать от себя, что эта натура в тысячу раз лучше, умнее и талантливее меня. О прилежании я уже и не говорю, как говорят, сидит в деревне по 12 часов, не разгибая спины, и, насколько я видел здесь, способна работать так, как я и понятия не имею», – писал он брату. Испытывая обоюдную симпатию, супруги тем не менее долгое время держались обособленно. Она – ввиду врожденной скромности и приобретенной неуверенности в возможности быть любимой. Он – не желая мешать ее устремлениям и навязываться в фактические мужья. Почти 10 лет они «деликатничали», заставляя страдать друг друга, однако нельзя не признать, что такие отношения в немалой степени взаимно стимулировали научную и общественную деятельность Ковалевских.

Вскоре после свадьбы молодожены стали посещать в Петербурге лекции по естествознанию профессора И. М. Сеченова. Но физиология Софью не заинтересовала, зато Владимир Онуфриевич очень увлекся палеонтологией и в дальнейшем добился в этой области значительных успехов, стал автором известных научных трудов. Весной 1869 г. Ковалевские уехали за границу, Софья Васильевна для изучения математики, а ее муж – геологии.

Не найдя хороших математиков в Вене, Софья переехала в Гейдельберг, где не без трудностей, но была-таки допущена к посещению лекций в местном университете. В течение трех семестров 1869/1870 учебного года она слушала курс теории эллиптических функций у Кенигсбергера, физику и математику у Кирхгофа, Дюбуа Реймона и Гельмгольца, работала в лаборатории химика Бунзена – самых известных ученых Германии. Занималась Ковалевская с тем напряжением, с каким всегда шла к намеченной цели – забывая обо всем на свете, и вскоре приобрела такую славу в небольшом городке, что матери показывали на нее детям на улице. Мечтая учиться в Берлинском университете, Софья в октябре 1870 г. отправилась в немецкую столицу к крупнейшему в то время математику Карлу Вейерштрассу, которого называли «великим аналитиком с берегов Шпрее». Старый холостяк и убежденный противник высшего женского образования, Вейерштрасс был настолько покорен умом и обаянием девушки, что не только предпринял попытку (к сожалению, неудачную) походатайствовать перед академическим советом о допущении госпожи Ковалевской к его лекциям, но и с удовольствием взялся заниматься с ней частным образом. За четыре года, проведенные в Берлине, Софья Васильевна опубликовала три статьи (о решении дифференциальных уравнений в частных производных, об абелевых и эллиптических интегралах и о форме кольца Сатурна). В июле 1874 г. Совет Геттингенского университета присудил Ковалевской степень доктора философии по математике и магистра изящных искусств «с наивысшей похвалой». На защите Вейерштрасс сказал: «Что касается математического образования Ковалевской, то я имел очень немного учеников, которые могли бы сравниться с ней по прилежанию, способностям, усердию и увлечению наукой».

В Россию Ковалевская возвращалась окрыленная успехом, полная надежд. Она мечтала предложить родине и талант свой, и труд. Поначалу казалось, что чаяниям ее суждено сбыться. Было организовано чествование Софьи и ее подруги – химика Юлии Всеволодовны Лермонтовой; жизнь обещала быть насыщенной – новые знакомства, литературные кружки, посещение театров – и виделась в радужном свете до тех пор, пока Софья Васильевна не занялась поисками работы. В России по существующим законам она, как представительница слабого пола, имела право преподавать только в женских гимназиях: ни в Петербургском университете, ни на открывшихся накануне Высших женских Бестужевских курсах места для ученого, работами которого восхищались лучшие умы Европы, не оказалось. Однажды, когда петербургский чиновник в очередной раз отказал Ковалевской, заявив, что преподаванием всегда занимались мужчины и не надо никаких нововведений, она смело парировала: «Когда Пифагор открыл свою знаменитую теорему, он принес в жертву богам 100 быков. С тех пор все скоты боятся нового». Не сумел найти достойного приложения своих знаний и Владимир Онуфриевич.

Надо сказать, что брак Ковалевских со временем перешел-таки из разряда фиктивных в фактический. В октябре 1878 г. у супругов родилась дочь Софья. Фуфа (так называли малышку в семье) в детстве большую часть времени провела у Юлии Лермонтовой, ставшей для нее не только воспитательницей, но и второй матерью. Забегая вперед, скажем, что когда Софья Васильевна внезапно скончалась, участие в судьбе осиротевшей девочки приняли многие друзья и знакомые, но самым близким для нее человеком осталась «мама Юля». Материнская привязанность уже стареющей Юлии Всеволодовны проявилась в ее завещании: свое имение она передавала в полную собственность малолетней Соне (Софье Владимировне) Ковалевской.

Отчаявшись найти место преподавателя, Софья Васильевна обратилась к литературно-публицистической деятельности, благо, что склонность к этому ремеслу она имела давнюю и немалую. В 1876–1877 гг. она сотрудничала в газете «Новое время», выступая как научный обозреватель и театральный критик, что давало выход ее писательскому таланту и приносило некоторый доход. Занимаясь журналистикой, Софья Васильевна подружилась с И. С. Тургеневым, возобновила теплые отношения с Ф. М. Достоевским (он в свое время сватался к ее сестре Анне), очень заинтересовалась творчеством Л. Н. Толстого. Однако вскоре с газетой пришлось расстаться, и перед молодой женщиной опять возник вопрос: к чему приложить свои силы и знания?..

Тем временем финансовое положение Ковалевских оставляло желать лучшего. Отцовское наследство в 50 тыс. рублей частью пошло на уплату старых долгов Владимира Онуфриевича, а на оставшиеся деньги супруги построили на Васильевском острове в Санкт-Петербурге дома и бани, которые сдавали внаем. Но не имея ни малейшего предпринимательского таланта, Ковалевский скоро окончательно запутался в финансовых делах и в апреле 1883 г. решился на крайний шаг – добровольно ушел из жизни. Трагическое известие застало Софью Васильевну в Париже, где она, как вновь избранный член Парижского математического общества, собиралась сделать сообщение о некоторых своих исследованиях. Тяжело переживая смерть мужа, она обвиняла себя в происшедшем, и лишь в начале июля, кое-как оправившись от потрясения, нашла силы приехать в Берлин, под гостеприимный кров старого профессора Вейерштрасса. В ноябре Софья Васильевна получила приглашение шведского математика г. Миттаг-Лефлера занять должность приват-доцента в Стокгольмском университете. Встречали ее восторженно. «Принцесса науки, госпожа Ковалевская почтила наш город своим посещением», – писали газеты.

30 января 1884 г. взоры собравшихся в большой университетской аудитории были прикованы к миниатюрной женщине в черном бархатном платье без украшений, поднявшейся на кафедру. Бледная, с широко открытыми глазами, она казалась спокойной и уверенной, но сама с ужасом думала, что сегодня решается ее судьба. «Господа, среди всех наук, открывающих человеку путь к познанию законов природы, самая могущественная, самая великая наука – математика», – так начала свою первую лекцию Софья Ковалевская. С точностью, ясностью и поэтической теплотой излагала она трудный вопрос, и, когда затихла последняя фраза, профессора устремились к ней, жали руку, шумно благодарили и поздравляли с блестящим началом. Курс, прочитанный Софьей Васильевной на немецком языке, носил частный характер, но составил ей отличную репутацию, и уже в июне она была «назначена профессором сроком на пять лет». Последующие курсы (а всего их было 12) Ковалевская читала по-шведски, настолько полно овладев не только разговорной, но и литературной речью, что публиковала на этом языке свои математические работы и даже беллетристические произведения.

Помимо более чем успешной преподавательской деятельности Ковалевская была одним из редакторов крупного математического журнала. Будучи весной 1886 г. в Петербурге, пыталась добиться финансовой поддержки для своего издательства, но уехала ни с чем. А в Россию Софью Васильевну привело печальное событие – серьезная болезнь сестры Анны. Вернувшись в Стокгольм с тяжелым сердцем, Ковалевская нашла выход накопившимся чувствам и мыслям в литературном творчестве. Совместно со шведской писательницей А.-Ш. Эдгрен-Лефлер она стала автором двух пьес, составляющих во многом автобиографическую драму «Борьба за счастье», в которой показала развитие одних и тех же событий с противоположных точек зрения: «как оно было» и «как могло быть». В основе сюжета лежит убеждение, что все поступки людей заранее предопределены, но всегда существуют такие моменты, когда дальнейшее течение жизни зависит от избранного пути. К необыкновенной драме Софья Васильевна дала и предисловие не менее оригинальное, объясняя человеческие поступки примерами из области механики.

Выплеснув на бумагу мысли о любви, о своем понимании счастья, она смогла вернуться к занятиям математикой. В ту пору Ковалевская увлеклась решением одной из труднейших задач о вращении твердого тела вокруг неподвижной точки, которая сводится к интегрированию некоторой системы уравнений, всегда имеющей три определенных алгебраических интеграла. Лишь в тех случаях, когда удается найти четвертый интеграл, задачу можно считать полностью выполненной. Софья Васильевна блестяще справилась с проблемой. До сей поры четыре алгебраических интеграла существуют лишь в трех классических случаях: Эйлера, Лагранжа и Ковалевской. В 1888 г. ею была представлена работа на конкурс Парижской академии наук, которая была признана «замечательным трудом» и удостоена премии Бордена. За пятьдесят лет, которые прошли с момента учреждения этой награды «за усовершенствование в каком-нибудь важном пункте теории движения твердого тела», ее присуждали всего десять раз, а последние три года подряд достойных и вовсе не находилось. Тем почетнее был успех Софьи Васильевны. К тому же ввиду серьезности исследования премия была увеличена с обычных трех до пяти тысяч франков. Воодушевленная признанием заслуг, Ковалевская поселилась близ Парижа, в Севре, и углубилась в дополнительные исследования. В 1889 г. за сочинение, связанное с предыдущей работой, она получила премию короля Оскара II в тысячу пятьсот крон от Шведской академии наук.

Все бы хорошо, но неуемная тоска по родине, нереализованное стремление приносить пользу отечеству отравляли радость научного триумфа. Чувства эти послужили стимулом к написанию семейной хроники «Воспоминания детства» (1890). В апреле 1890 г. Софья Васильевна последний раз посетила Россию. Полгода назад она была избрана член-корреспондентом Петербургской академии наук (правда, как представитель шведской науки) и теперь лелеяла надежду стать действительным членом уважаемого заведения, заняв место умершего математика Буняковского, что дало бы ей, наконец, возможность приобрести материальную независимость и заниматься наукой в своей стране. Увы, когда она пожелала соответственно своему статусу посещать заседания, ей ответили, что присутствие женщин «не в обычаях Академии». Разочарованная, Ковалевская вернулась в Стокгольм.

В конце недолгого жизненного пути судьба послала Софье Васильевне то ли подарок, то ли новое испытание. В 1888 г. она встретила человека, словно предопределенного для нее изначально. Историк, юрист, социолог и общественный деятель Максим Максимович Ковалевский (однофамилец – странное совпадение) был выходцем из богатого помещичьего рода, рос в дворянской семье в г. Харькове. Учился в Харьковском университете, а затем в Европе. На его работы о поступательном развитии общества опирались в своих трудах К. Маркс и Ф. Энгельс. Знавшие его люди говорили: «У Ковалевского благородное сердце». Талантливый ученый и просто обаятельный человек – он, несомненно, был незаурядной личностью, и нет ничего удивительного в том, что при первой же встрече Софья Васильевна была очарована его остроумием и интеллектом. Свидетели развития их романа единодушно утверждали, что новые отношения совершенно преобразили Ковалевскую: она похорошела, сменила строгие черные платья на яркие, нарядные. Влечение было обоюдным, и дело шло к свадьбе, однако непомерно завышенные требования Софьи Васильевны к себе, а стало быть, и к другим в очередной раз сыграли с ней плохую шутку. Высказанная однажды мысль: «Я чувствую, что предназначена служить истине – науке», ставшая девизом всей жизни, не позволила отказаться от своего предназначения и остаться просто любящей женщиной. Понимая, что отношения зашли в тупик, она тем не менее не находила в себе силы отказаться ни от научных изысканий, ни от надежд на женское счастье. Исполненная тяжелых предчувствий накануне нового 1891 г., Софья Васильевна, будучи в Генуе, попросила Максима Ковалевского сопровождать ее на кладбище Санто-Сампо. Бродя меж величественных памятников знаменитого «города мертвых», она произнесла пророческую фразу: «Один из нас не переживет этот год!»

Возвращаясь в Швецию, Ковалевская жестоко простудилась. Мучимая частым сухим кашлем и лихорадкой, она много говорила о смерти. Неожиданно стала сторонницей индуистского способа погребения – кремации; ее преследовал страх быть похороненной заживо. Сказывалось сильнейшее нервное напряжение последних лет. Однако, вопреки всему, она вынашивала планы новой научной работы, начала писать философскую повесть «Когда не будет больше смерти», продолжала ходить и читать лекции, пока окончательно не слегла. Врачи диагностировали сильное воспаление легких, друзья усердно за ней ухаживали, но никто не предполагал близкого конца. Агония началась внезапно. 10 февраля 1891 г. великая женщина-математик Софья Васильевна Ковалевская умерла от паралича сердца. Ее последними словами были: «Слишком много счастья…»

 

БЕККЕРЕЛЬ АНРИ

(1852 г. – 1908 г.)

 

 

Гениальный французский физик Антуан Анри Беккерель родился 15 декабря 1852 года в Париже в старинном доме французского естествоиспытателя Кювье, принадлежащем Национальному музею естественной истории. Именно в этом доме много лет спустя Антуан Анри сделает свое величайшее открытие. Сегодня на мемориальной доске на фасаде дома начертана надпись: «В лаборатории прикладной физики Анри Беккерель открыл радиоактивность 1 марта 1896 года».

Семья Беккерелей подарила науке четыре поколения физиков. Дед Анри, Антуан Сезар Беккерель, был членом, а позже (с 1838 года) и президентом Парижской академии наук. Ему принадлежат всемирно известные открытия магнитных, механических, пьезоэлектрических, термоэлектрических и других свойств различных минералов. Отец Антуана Анри, профессор физики Александр Эдмон Беккерель, кроме того что был членом, а позже (с 1880 года) и президентом Парижской академии наук, состоял директором Национального музея естественной истории.

Воспитываемый отцом и дедом, Антуан Анри рос в атмосфере глубокого интереса к физике и науке в целом. Несмотря на отсутствие у мальчика каких-то особых талантов, дедушка любил хвалить его перед друзьями-учеными, поговаривая: «Мой внук далеко пойдет!» Он оказался прав.

Родители определили учиться Антуана Анри в лицей Людовика Великого, где тот получил среднее образование. В возрасте 18 лет отец Анри привлек его к своим исследованиям проблем фосфоресценции и фотографии, которые заинтересовали будущего ученого на всю его долгую научную жизнь. Любимой книгой Анри стала книга его отца «Свет, его причины и действия», которую он изучил от корки до корки.

В 1872 году, после окончания лицея, Антуан Анри Беккерель поступил в Парижскую политехническую школу. Уже в школе он начал проводить свои первые научные исследования, приобретая необходимые навыки. Проучившись два года, будущий ученый решил сменить место учебы и перевелся в Высшую школу мостов и дорог, где изучал инженерное дело, параллельно продолжая ставить свои опыты.

В 1874 году Антуан Анри женился на Люси Зоэ Мари Жамен, дочери профессора физики, к которой он питал симпатию еще во время учебы в лицее. Но в 1878 году Антуана Анри постигло ужасное горе. В возрасте двадцати лет его жена скончалась во время родов. Она успела родить сына Жана Беккереля, единственного ребенка в семье. Впоследствии Жан пойдет по стопам отца и станет всемирно известным физиком. Чтобы легче перенести потерю, Антуан Анри полностью посвящает свое время науке.

Еще в 1875 году молодой ученый начал изучать воздействие магнетизма на линейно поляризованный свет. В этом же году он опубликовал свою первую научную работу в «Физическом журнале». Работа не прошла незамеченной, и двадцатитрехлетнему Антуану Анри предложили должность лектора в Политехнической школе.

В 1877 году Беккерель получил ученую степень бакалавра технических наук в Высшей школе мостов и дорог. Он перешел на работу в Национальное управление мостов и дорог. Продолжая одновременно работать в Политехнической школе и в Национальном управлении мостов и дорог, молодой ученый принимает предложение отца и становится его ассистентом в Музее естественной истории.

Совместная научная деятельность отца и сына продолжалась более четырех лет. Беккерели проводили исследования в области кристаллооптики и магнитооптики. В это время Антуан Анри написал ряд статей по температуре Земли. В 1882 году он продолжил неоконченную работу отца в области люминесценции, нетеплового излучения света. Через несколько лет он разработал совершенно новый метод анализа спектров, совокупностей волн различной длины, испускаемых источником света.

В 1888 году Беккерель представил в Сорбонну свою докторскую диссертационную работу о поглощении света в кристаллах, систематизировав свои исследования, а также исследования отца и деда. Над своей докторской работой ученый работал более десяти лет. В этом же году на факультете естественных наук Парижского университета он получил докторскую степень.

В 1891 году умер еще один родной человек для Беккереля – его отец Александр Эдмон. В следующем году Антуан Анри Беккерель стал преемником деда и отца на посту профессора и заведующего кафедрой физики Национального музея естественной истории в Париже, а также заведующим кафедрой физики в Консерватории искусств и ремесел.

В 1895 году гениальный немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген совершил одно из величайших открытий человечества. Он открыл излучение, обладающее большой энергией и проникающей способностью. Названные в его честь рентгеновские лучи возникали в том случае, когда катодные лучи (электроны), испускаемые отрицательным электродом (катодом) электронно-вакуумной лампы, ударяли о другую часть лампы во время высоковольтного разряда. Поскольку лучи вызывали также люминесценцию, то считалось, что она, вероятно, сопровождается рентгеновскими лучами.

Беккерель вызвался проверить гипотезу Пуанкаре, что рентгеновские лучи сопровождают любую фосфоресценцию. Поскольку у него были все условия для проверки этого предположения, Беккерель задумал провести серию собственных исследований. Ученый решил провести опыт, которым хотел выяснить, может ли люминесцентный материал, активированный светом, а не катодными лучами, испускать рентгеновские лучи.

Он взял фотографические пластинки и покрыл их уранилсульфатом калия – люминесцентным материалом, который имел под рукой. После этого он завернул пластинки в непрозрачную плотную черную бумагу и в течение нескольких часов подвергал этот пакет воздействию солнечных лучей.

В результате опыта Беккерель обнаружил, что излучение прошло сквозь черную бумагу и воздействовало на фотографическую пластинку. Из этого можно было сделать вывод, что после того как урановая соль была облучена солнечным светом, она испускала рентгеновские лучи.

Однако на этом Беккерель не остановился. Закончив подготовительную к опыту работу, ученый завернул образец – узорчатую металлическую пластинку, покрытую тем же уранилсульфатом калия, в непрозрачную черную плотную бумагу и положил ее на коробку с фотопластинками. Все это он поместил в плотно закрывающийся ящичек стола, с тем чтобы приготовиться к эксперименту, требующему яркого солнечного света.

Но погода в это время испортилась и приготовленные для опытов пластинки пролежали в столе три дня, и только 1 марта над Парижем засветило яркое солнце.

Вытянув коробку с фотопластинками и проявив их, ученый был озадачен, поскольку пластинки оказались засвеченными – на фотопластинке проявилось изображение узорчатой металлической пластинки. Поскольку на пластинки свет не попадал, то можно было сделать вывод, что ученый столкнулся с какими-то другими лучами. 2 марта 1896 года Беккерель прочел доклад в Парижской АН, который был встречен с огромным интересом.

Свое открытие Беккерель решил продолжить исследованием самопроизвольной радиоактивности. В последующие несколько месяцев он повторял свой эксперимент с различными известными люминесцентными веществами. Он установил, что лишь соединения урана испускают открытое им самопроизвольное излучение. Кроме того, ученый установил, что даже нелюминесцентные соединения урана испускали аналогичное излучение. Из этого он сделал вывод, что самопроизвольное излучение не было связано с люминесценцией.

В мае 1896 года Беккерель начал проводить серию опытов с чистым ураном. В результате экспериментов он установил, что облучение фотопластинок было в три, а то и в четыре раза большим, чем при использовании урановой соли. 12 мая этого же года он выступил перед большой аудиторией в Музее естественной истории и объявил о сделанном им открытии свойства урана. Загадочное излучение стали называть «лучами Беккереля».

В течение последующих лет Беккерелем и другими учеными из различных стран было обнаружено, что излучение не изменялось ни при физических, ни при химических воздействиях (давлении, нагревании и т. д.). Кроме того, мощность излучения со временем не уменьшалась.

В 1897 году Дж. Дж. Томпсон открыл электрон. К тому времени стало понятно, что излучение точно не является люминесценцией, действительно вызывает почернение фотопластинок и наносит биологические воздействия. Сам Беккерель пострадал от излучения. На его теле появились язвы, из-за того, что он носил в своем кармане пробирку с радием.

В августе 1900 года в Париже был созван Международный физический конгресс, задачей которого было обсуждение физических итогов XX века. 8 августа Беккерель выступил с докладом о своих исследованиях. К этому времени «лучевой эпидемией» активно заинтересовались Анри Пуанкаре, супруги Пьер и Мария Кюри и другие знаменитые физики. В Париж специально приехал и Д. И. Менделеев, чтобы ознакомиться с результатами исследований Беккереля.

Много важных открытий совершили супруги Кюри. Мария Кюри открыла, что лучи Беккереля испускают и другие химические элементы (торий, полоний, радий). Она же ввела термин «радиоактивность». Вместе с супругами Кюри Беккерель организовал первую научную школу изучения радиоактивности. В результате интенсивных исследований физической природы лучей Беккереля был обнаружен эффект энерговыделения при радиоактивных распадах.

В 1903 году «в знак признания его выдающихся заслуг, выразившихся в открытии самопроизвольной радиоактивности» Беккерель вместе с супругами Кюри получил Нобелевскую премию по физике.

В своей презентационной речи X. Р. Тернеблад, член Шведской королевской академии, перечислив открытия лауреата, подчеркнул, что в результате открытия самопроизвольной радиоактивности были получены новые методы, позволяющие при определенных условиях изучать существование материи в природе, а также был найден новый источник энергии, полное исследование которого еще в будущем.

11 декабря 1903 года Антуан Анри Беккерель прочитал свою нобелевскую лекцию «О радиоактивности, новом свойстве вещества».

Оказанные Беккерелю после присуждения Нобелевской премии почести и восторженные приемы не изменили ученого. Он и дальше продолжал вести свою преподавательскую и научную работу и до конца жизни оставался очень скромным человеком. Скончался Антуан Анри Беккерель 25 августа 1908 года в возрасте 55 лет.

 

ЛОРЕНЦ ХЕНДРИК АНТОН

(1853 г. – 1928 г.)

 

 

Выдающийся нидерландский физик-теоретик Хендрик Антон Лоренц родился 18 июля 1853 года в Арнеме (Нидерланды) в семье Геррита Фредерика Лоренца и Гертруды Лоренц (урожденной ван Гинкель).

Отец будущего ученого содержал детский сад. Мать умерла, когда мальчику было 4 года, и спустя пять лет отец женился на Люберте Хупкес.

В детстве Хендрик Антон был хрупким и неуверенным в себе мальчиком. В возрасте шести лет его отдали учиться в одну из лучших начальных школ Арнема, а через некоторое время он стал лучшим учеником в классе.

В 1966 году в Арнеме открылась Высшая гражданская школа, и Хендрика Лоренца как одаренного ребенка сразу взяли в третий класс.

В школе не отличающийся крепким здоровьем мальчик ловил все на лету. Особенно будущего ученого увлекало изучение физики и математики. Имея прекрасную память, унаследованную от своего деда, Хендрик Антон изучил английский, французский, немецкий, греческий и латинский языки. На латыни Лоренц сочинял прекрасные стихи до самой смерти.

Успехи в учебе породили у юноши дальнейшее желание учиться. После окончания 5-го класса Высшей гражданской школы Хендрик целый год изучал работы классиков. А в 1870 году будущий ученый поступил в престижный Лейденский университет. Здесь его больше всего заинтересовали лекции по теоретической астрономии профессора Фредерика Кайзера, но его воображение было потрясено работами Джеймса Клерка Максвелла, которые как раз поступили в университетскую библиотеку.

Знаменитый максвелловский «Трактат об электричестве» в то время был трудным для понимания даже для известных физиков. Когда Хендрик Антон попросил парижского переводчика трактата объяснить ему физический смысл нескольких уравнений Максвелла, то услышал, что эти уравнения не имеют физического смысла и их следует рассматривать лишь с точки зрения математики.

Учеба в Лейденском университете давалась Лоренцу легко, и уже в следующем году (1871) он защитил с отличием свою диссертационную работу и стал бакалавром физико-математических наук.

В это время он продолжал штудировать работы Максвелла. Кроме изучения полевых уравнений, будущий ученый, за двадцать лет до открытия электрона, предположил, что крохотные носители электрического заряда являются главными факторами влияния на свойства сред.

С целью подготовки к экзаменам на докторскую степень в 1872 году Хендрик Антон временно покинул университет и вернулся в Арнем, где преподавал в местной вечерней школе. В 1873 году будущий ученый вновь приехал в Лейден и сдал докторские экзамены на «отлично».

11 декабря 1875 года, в возрасте 22 лет, Лоренц блестяще защитил в Лейденском университете свою диссертационную работу по теории отражения и преломления света с точки зрения электромагнетизма Максвелла и был удостоен ученой степени доктора наук.

В своей диссертации Хендрик Антон исследовал вытекающие из электромагнитной теории Максвелла свойства световых волн и пытался обосновать изменение скорости распространения света в среде влиянием наэлектризованных частиц тела. И хотя в те времена некоторые физики высказывали идеи о существовании таких частиц, но структура атома была еще не известна, и предположения такого рода мало кто воспринимал серьезно.

После получения Лоренцом степени доктора наук Утрехтский университет предложил молодому ученому место профессора математики, однако он отказался, предпочтя должность учителя в гимназии. Выбор Лоренца объяснялся тем, что он надеялся на профессорское место в Лейденском университете.

Долго ждать ему не пришлось, и уже 25 января 1878 года двадцатипятилетний Хендрик Антон Лоренц, став профессором первой в истории всех университетов кафедры теоретической физики, специально учрежденной для него, произнес свою вступительную речь «Молекулярные теории в физике». До самого выхода на пенсию в 1913 году Лоренц, несмотря на многочисленные предложения из-за границы, так и остался верным рыцарем своей aima mater.

В 1878 году Хендрик Антон Лоренц опубликовал знаменитую статью «О соотношении между скоростью распространения света и плотностью и составом среды», в которой вывел соотношение между плотностью прозрачного вещества и показателем его преломления. Такую же формулу одновременно предложил датский физик Людвиг Лоренц, поэтому она получила название формулы Лоренца-Лоренца.

Работа Хендрика Антона основывалась на предположении, что материальный объект содержит колеблющиеся электрически заряженные частицы, взаимодействующие со световыми волнами. Она стала еще одним доводом в пользу того, что вещество состоит из атомов и молекул.

В начале 1880-х годов голландский физик заинтересовался кинетической теорией газов, описывающей движение молекул и соотношения между их температурой и средней кинетической энергией.

В последующие годы, будучи уже знаменитым ученым, Лоренц возвратился к своим студенческим исследованиям. Уже в 1892 году он сформулировал знаменитую теорию электронов. По Лоренцу, электричество возникает при движении очень маленьких отрицательно и положительно заряженных частиц, которые имеют определенную массу и подчиняются классическим законам. Только более поздние открытия установили, что все электроны отрицательно заряжены и подчиняются законам квантовой физики.

Кроме того, ученый сделал вывод, что колебания крохотных заряженных частиц (электронов), которые менее инертны, чем другие заряженные частицы вещества, порождают электромагнитные волны, в том числе световые и радиоволны, открытые еще в 1888 году гениальным физиком Генрихом Герцем.

Теория Лоренца объясняла различные электрические, магнитные и оптические свойства вещества, а также некоторые электромагнитные явления, в том числе эффект Зеемана.

В этом же 1892 году ученый опубликовал фундаментальный труд «Электромагнитная теория Максвелла и ее приложение к движущимся телам». В этой работе он выделил основные постулаты электронной теории и вывел выражение силы, с которой электрическое поле действует на движущийся заряд (сила Лоренца).

В это время голландский физик много и плодотворно работал. Из-под его пера вышли замечательные работы по различным проблемам физики того времени.

Продолжая заниматься теорией электронов, Лоренц значительно упростил электромагнитную теорию Максвелла.

В 1892 году он опубликовал знаменитую статью о расщеплении спектральных линий в магнитном поле. Световой луч от раскаленного газа при прохождении через щель разделяется спектроскопом на составляющие частоты. В результате возникает линейчатый спектр – последовательность цветовых линий на черном фоне, позиция каждой из которых соответствует определенной частоте. Каждый газ имеет свой спектр.

Хендрик Антон Лоренц предположил, что частоты в испускаемом газом световом луче определяются частотами колеблющихся электронов. Кроме того, ученый выдвинул идею, что магнитное поле влияет на движение электронов, в результате чего изменяются частоты колебаний и спектр расщепляется на несколько линий.

В 1896 году студент Лоренца (а позже и его сотрудник) Питер Зееман провел опыт, который подтвердил эффект, прогнозируемый Лоренцом. Он поместил натриевое пламя между полюсами электромагнита, в результате чего две наиболее яркие линии в спектре натрия расширились. В своих дальнейших экспериментах Зееман использовал различные вещества и убедился в правильности предположения Лоренца о том, что расширенные спектральные линии в действительности представляют собой группы отдельных близких компонент.

Явление расщепления спектральных линий в магнитном поле было названо эффектом Зеемана. Питер Зееман экспериментально подтвердил также предположение Лоренца о поляризации испускаемого света. В следующем году Хендрик Антон Лоренц разработал теорию эффекта Зеемана, основанную на явлениях колебаний электронов. Полностью эффект Зеемана удалось объяснить позже, с помощью квантовой теории.

Как и его гениальные предшественники Майкл Фарадей и Джеймс Клерк Максвелл, Лоренц полагал, что все пространство заполнено эфиром – особой средой, в которой распространяются электромагнитные волны. Хотя определить свойства эфира физикам не удалось, они не смогли доказать ни его отсутствие, ни его наличие.

Но в 1887 году Альберт Майкельсон и Эдвард Морли провели знаменитый эксперимент, в котором с помощью высокоточного интерферометра попытались определить скорость движения Земли относительно эфира. В этом опыте световые лучи должны были пройти определенное расстояние по направлению движения Земли, а затем такое же расстояние – в противоположном направлении. Теоретически должны были получиться разные результаты измерений при движении луча в одном и другом направлениях. Однако опыты не выявили какой-либо разницы в скорости света, а значит, эфир никак не влиял на движение или же его не существует.

В 1892 году ирландский физик Джордж Фицджеральд показал, что отрицательные результаты опыта по существованию эфира можно объяснить в случае, если размеры тел, которые движутся со скоростью v , сокращаются в направлении их движения в

раз (с – скорость света). В этом же году независимо от Фицджеральда Лоренц предложил свое обоснование вопроса. Голландский ученый также предположил, что движение сквозь эфир приводит к сокращению размеров любого движущегося тела на величину, которая объясняет одинаковую скорость световых лучей в эксперименте Майкельсона и Морли. Гипотеза о сокращении размеров тел в направлении их движения получила название «сокращение Лоренца-Фицджеральда».

Впоследствии проблемы, рассматриваемые знаменитыми физиками, привели к анализу и пересмотру многих классических представлений о времени и пространстве и в итоге – к разработке теории относительности и квантовой теории.

В 1895 году в Лейдене вышла из печати новая фундаментальная работа Лоренца «Опыт теории электрических и оптических явлений в движущихся телах». Она стала настольной книгой по электродинамике всех ученых-физиков тех лет. Эйнштейн, Хевисайд, Пуанкаре расхваливали и изучали ее от первого и до последнего абзаца. В этой работе Лоренц привел полное систематическое изложение своей теории электронов. Кроме того, Хендрик предположил, что эфир не принимает участия в движении электронов, а значит, он неподвижен. Лоренц заметил, что речь идет не об абсолютном покое эфира, а о том, что любые реальные движения небесных тел являются движениями относительно эфира.

Нидерландский ученый ввел понятие локального времени, подразумевая, что время для движущихся тел протекает иначе, чем для покоящихся. На базе своих представлений об электронах Лоренц описал различные явления – от явлений дисперсии до явлений проводимости. Кроме того, он рассматривал электромагнитные явления в движущихся средах.

В 1899 году Лоренц напечатал статью «Упрощенная теория электрических и оптических явлений в движущихся телах», значительно упростив свою работу 1895 года.

В 1897 году директор Кавендишской лаборатории Дж. Дж. Томсон открыл электрон – свободно движущуюся частицу, ее свойства оказались аналогичными тем, что Лоренц теоретически предполагал в электронах, колеблющихся в атомах.

В конце XIX – начале XX века Лоренц стал одним из ведущих физиков-теоретиков в мире. Многие ученые обращались к нему, когда сталкивались с непредвиденными трудностями. Нидерландский ученый был прекрасно осведомлен о состоянии дел в различных областях физики. Его работы касались таких областей физики, как теория электричества и магнетизма, оптика, кинетика, термодинамика, механика и др.

Лоренц близко подошел к созданию теории относительности, но так и не сделал необходимого шага в сторону от классических физических законов.

Почти все свои гениальные труды ученый написал, работая в Лейдене. В 1900 году он впервые выехал с научным докладом за границу на Международный конгресс физиков в Париже.

«В знак признания выдающейся работы, которую они проделали своими исследованиями воздействия магнетизма на явление излучения» нидерландские физики Хендрик Антон Лоренц и Питер Зееман были удостоены Нобелевской премии по физике за 1902 год.

В своей презентационной речи 10 декабря 1902 года профессор Ялмар Тиель, председатель Шведской королевской академии наук, сказал: «Величайший взнос в дальнейшее развитие электромагнитной теории света сделал профессор Лоренц, чья теоретическая работа по этой теме принесла богатейшие плоды. Кроме того, академия также помнит великую роль, которую профессор Лоренц сыграл в вышеупомянутых открытиях благодаря мастерской разработке теории электронов, которая стала основным законом и в других областях физики».

11 декабря 1902 года Лоренц прочитал свою знаменитую нобелевскую лекцию «Теория электронов и распространение света».

В 1904 году нидерландский ученый напечатал свою знаменитую статью «Электромагнитные явления в системе, движущейся со скоростью, меньшей скорости света». Он вывел формулы, связывающие между собой пространственные координаты и моменты времени одного и того же события в двух различных инерциальных системах отсчета. Эти выражения получили название «преобразования Лоренца». Кроме того, нобелевский лауреат предложил формулу зависимости массы электрона от его скорости. Эффекты, рассматриваемые Лоренцом, имели место в том случае, когда скорость движения тела была близка к скорости света.

На основании работ Лоренца и Пуанкаре в 1905 году Альберт Эйнштейн создал частную теорию относительности, которая по-новому рассматривала проблемы пространства и времени. Формулы Лоренца, по сути, объясняли все кинематические эффекты этой теории.

Хендрик Антон способствовал многим физическим открытиям. Он одним из первых поддержал теорию относительности Эйнштейна и квантовую теорию Макса Планка.

Среди знаменитых работ Лоренца следует также выделить создание теории дисперсии света, объяснение зависимости электропроводности вещества от его теплопроводности, вывод формулы, связывающей проницаемость диэлектрика с плотностью.

В 1911 году в Брюсселе был проведен I Международный Сольвеевский конгресс физиков «Излучение и кванты», председателем которого был избран Хендрик Антон Лоренц. Его скромность и обаятельность, блестящие знания физики и разных языков снискали ему уважение у различных ученых. Лоренц был многократным руководителем различных международных конференций. Особенно следует выделить знаменитые Сольвеевские конгрессы, на которых и формировалась новая квантовая и релятивистская физика. Нидерландский ученый был одним из организаторов и председателем этих знаменитых заседаний физиков всего мира.

В 1912 году Лоренц ушел в отставку из Лейденского университета. В следующем году он занял престижный пост директора физического кабинета Тейлоровского музея в Харлеме, который по рангу находился на одной ступени с президентом Лондонского королевского общества.

Еще при жизни Хендрик Антон Лоренц был признан старейшиной физической науки, одним из классиков теоретической физики.

В 1919 году Лоренца пригласили принять участие в одном из величайших в истории проектов гидротехники – предупреждения наводнений и контроля за ними. Он был избран главой комитета по изучению движения морской воды во время и после осушения Зейдер-Зее (залива Северного моря). Его теоретические вычисления – результат восьмилетней работы – были подтверждены практикой и с того времени постоянно применяются в гидравлике.

Во время и после окончания Первой мировой войны голландский ученый активно выступал за объединение ученых разных стран. Лоренц добился открытия в Лейдене бесплатных библиотек, много времени уделял вопросам преподавания.

В 1923 году Лоренц стал членом Международного комитета Лиги Наций по интеллектуальному сотрудничеству, а в 1925 году – его председателем.

В начале 1881 года знаменитый нидерландский ученый женился на Аллетте Катерине Кайзер, племяннице профессора астрономии Кайзера. Жена родила Лоренцу четверых детей, но один из них умер еще в младенческом возрасте. Старшая дочь, Гертруда Люберта Лоренц, пошла по стопам отца и стала физиком. Благодаря жене, которая полностью взяла на себя воспитание детей, Хендрик Антон мог целиком отдавать себя любимому делу – науке.

В одном из писем 1927 года своей дочери ученый написал, что он планирует завершить несколько научных дел, но и то, что он уже сделал, – тоже хорошо, ведь он прожил большую и чудесную жизнь.

Кроме Нобелевской премии знаменитый ученый был награжден различными медалями и премиями, среди которых можно выделить медали Копли (1918) и Румфорда (1908) Лондонского королевского общества.

Лоренц был членом различных академий наук и научных обществ. В 1912 году он стал секретарем Нидерландского научного общества, в 1910 году был избран иностранным членом-корреспондентом Петербургской АН, а в 1925 году – иностранным почетным членом Академии наук СССР. В 1881 году Лоренц стал членом Королевской академии наук в Амстердаме. Кроме того, Хендрик Антон был почетным доктором Парижского и Кембриджского университетов, членом Лондонского королевского и Германского физического обществ.

4 февраля 1928 года в возрасте 75 лет Хендрик Антон Лоренц умер в Харлеме. В Нидерландах был объявлен национальный траур.

Еще при жизни Лоренц стал живым классиком физики. После его смерти его именем был назван один из лунных кратеров.

 

ТЕСЛА НИКОЛА

(1856 г. – 1943 г.)

 

 

В ночь с 9 на 10 июля 1856 года в маленькой деревушке Смиляне в провинции Лика (в то время – Австро-Венгрия, сейчас – Хорватия) в семье Милутина и Джуки Тесла родился сын. Назвали его Никола, был он четвертым ребенком в семье. Глава семьи происходил из старинного сербского рода. Он отказался от карьеры военного и вопреки воле родителей поступил в духовную семинарию. В 1845 году он женился на Джуке Мандич. Это была незаурядная семья. В круг интересов Милутина, человека образованного и одаренного, входило не только богословие, но и литература, философия, естественные науки, он в совершенстве знал несколько европейских языков. Милутин собрал большую библиотеку, в которой были книги и по естествознанию. Джука хотя и была неграмотной, пользовалась большим уважением односельчан. Она обладала природным умом, художественным вкусом и золотыми руками. До сих пор в ее родном селе Грагаце сохранились легенды о рукодельном мастерстве Джуки, там говорят, что она могла завязать три узелка на ресничке. Джука славилась своими вышивками и кружевами, умением придумать хитрые приспособления для различных домашних работ. Кроме того, она обладала жизнерадостным характером, знала множество сербских народных песен. Дети в семье Тесла росли окруженные любовью и заботой. Но при этом требовательная мать воспитала в них настойчивость в достижении поставленных целей.

Еще в раннем детстве Никола проявлял свою богатую фантазию. Он много читал, занимался музыкой, был чрезвычайно любознательным. Тогда же у него появилась мечта построить такую машину, которая будет сама работать, а человек будет лишь присматривать за ней. В это же время у Никола возник необычайный интерес к электричеству. Уже в преклонном возрасте он описал в своих воспоминаниях такой случай. В сумерках холодного зимнего вечера шестилетний Никола играл с кошкой, и вдруг спина ее озарилась полосой голубоватого света. Мальчик прикоснулся к ней, и из-под его руки вырвался сноп искр. Отец тогда затруднился пояснить это явление, сказал лишь, что это электричество, подобное тому, которое бывает во время грозы.

Во время учебы в школе Никола поражал учителей и одноклассников своими способностями. У него была необычайная память, он мог производить в уме сложные математические вычисления, легко выучил и свободно владел немецким, французским, итальянским языками. Много времени мальчик проводил в школьном кабинете, где находились механические и электрические приборы. Там он экспериментировал с электрической машиной и лейденской банкой. Тогда же Никола начал читать книги об электричестве.

В 1870 году Тесла поступил в реальное училище города Карловец. В Карл овце он жил в семье своей тети Станки Бранкович. Несмотря на то что тетка была женщиной вполне обеспеченной, но досыта кормить племянника не считала нужным. Позднее ученый вспоминал, что усиленные занятия помогали ему заглушить чувство голода. Он окончил четырехлетний курс обучения за три года и получил степень бакалавра. Родители хотели, чтобы сын пошел по стопам отца и стал священником. Отец и слышать не хотел о желании Никола стать инженером. В доме не утихали споры. Но неожиданно Никола сильно заболел. В то время в деревне была эпидемия холеры, и позже Тесла считал, что он заразился именно этой болезнью. Врачи предполагали, что дни его сочтены, и отец, чтобы не расстраивать умирающего сына, согласился с желанием Никола. Но произошло чудо – юноша выздоровел.

В 1875 году Никола Тесла поступил в высшее техническое училище в Граце, где стал изучать электротехнику. Именно там ему впервые пришла мысль о несовершенстве машин постоянного тока. Но его идеи применения переменного тока в электродвигателях подверглись критике со стороны профессора Якова Пешля, который считал ее неосуществимой.

Во время учебы в Граце Никола увлекся азартными играми. Он проигрывал в карты крупные суммы денег, когда же выигрывал, никогда не брал денег у проигравших, за что и прослыл чудаком. Забегая вперед, скажем, что чудачества сопровождали Никола Тесла всю его жизнь. Он, например, панически боялся микробов, десятки раз в день мыл руки. Номер апартаментов в гостинице, где он поселялся, обязательно должен был кратен трем. Прогуливаясь по улицам, он мог наизусть читать «Фауста» Гете и вдруг сделать сальто.

В 1878 году Тесла закончил обучение в Граце. После этого он учился на философском факультете Пражского университета, однако из-за финансовых проблем ему пришлось прервать обучение и искать себе работу. Его первая должность – инженер-электрик в Венгерской правительственной телеграфной компании в Будапеште. В конце 1882 года Тесла устроился на работу в Континентальную компанию Эдисона, находившуюся в Париже. В то время компания работала над сооружением электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге, куда и отправился Никола. Несмотря на то что производственные проблемы отнимали у Теслы массу времени, он успевал работать и над изготовлением своей модели двигателя. Весной 1884 года Никола вернулся в Париж. Компания обещала выплатить ему премию в размере 25 тысяч долларов. Но денег этих он так и не увидел и, оскорбленный, уволился. Один из администраторов компании написал для него рекомендательное письмо лично Эдисону, и молодой сербский ученый, который уже собрался ехать в Россию, изменил свои планы и 6 июля 1884 года прибыл в Нью-Йорк.

В компании Эдисона его зачислили на должность инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока. Отношения у Эдисона и Теслы не сложились. Знаменитый американский изобретатель холодно воспринимал идеи Никола о переменном токе, он чувствовал в нем конкурента. Тесла заявил Эдисону, что сможет на практике подтвердить возможность создания новых машин, доказать, что они экономически выгодны. Эдисон пообещал молодому инженеру за выполнение такой работы 50 тысяч долларов. Спустя некоторое время Тесла представил 24 типа устройств, но Эдисон отказался выплатить вознаграждение, выдав свое обещание за шутку. Конечно же, Тесла тут же уволился.

Для Никола начались трудные времена. Он вынужден был зарабатывать на хлеб случайной работой, пока одному из его знакомых инженеров не удалось собрать некоторую сумму денег и оказать Никола финансовую поддержку для создания «Тесла Арк Лайт компании». Эта компания занялась изготовлением дуговых ламп, созданных по проекту Тесла для уличного освещения. Вскоре из многих городов США начали поступать заказы, компания стала на ноги. Тесла уже мог позволить себе снять офис на знаменитой Пятой авеню Нью-Йорка. Между компаниями Тесла и Эдисона началась острая конкурентная борьба, которую называли «войной токов».

В 1888 году Никола Тесла объяснил суть вращающегося магнитного поля и получил патенты на изобретение многофазных электрических машин и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. Купив эти патенты, знаменитый предприниматель и изобретатель Джордж Вестингауз применил их на своей электростанции на Ниагарском водопаде.

Постепенно Никола Тесла становился известным человеком и приобретал финансовую независимость. В 1889 году он переехал в курортный городок Колорадо Спрингс в штате Колорадо. Там он организовал небольшую лабораторию, где изучал эффект стоячих электромагнитных волн, вызываемых грозовыми разрядами в земной атмосфере. Ему удалось зафиксировать грозоподобные разряды, длина которых достигала 4,5 метра, а гром был слышен на расстоянии до 24 километров. Лабораторию Тесла в Колорадо Спрингс часто посещал Марк Твен, а Жюль Верн под впечатлением опытов ученого создал образ капитана Немо.

В 1890 году Тесла вернулся в Нью-Йорк и начал работу над проектом «Уорденклиф», предложенным банкиром Морганом. Морган намеревался построить башню для трансатлантической связи, для чего выделил 150 тысяч долларов и участок на острове Лонг-Айленд. На вершине башни высотой 62 метра находился металлический купол массой 55 тонн. В 1905 году состоялся пробный пуск башни, вызвавший фурор: небо над океаном сияло на огромном пространстве. Но когда Морган понял, что Тесла занимается не налаживанием системы связи, а проблемой беспроводной передачи энергии на расстояние, он прекратил финансирование, и лабораторию пришлось закрыть. Башня была заброшена, а в 1917 году взорвана по приказу федеральных властей, заподозривших, что германские шпионы используют ее в своих целях.

Количество изобретений, сделанных Никола Тесла в последующие годы, просто поражает. Это и электрический счетчик, и частотомер, различные усовершенствования в радиоаппаратуре и паровых турбинах. Он предсказал возможность лечить больных токами высокой частоты, предложил принцип устройства для радиообнаружения подводных лодок.

Надо сказать, что нередко Никола Тесла и его опыты вызывали страх у обывателей. Когда в Мэдисон-Сквер-Гарден он продемонстрировал дистанционное управление маленькими лодочками, это было воспринято как колдовство. А в 1931 году он показывал публике свой электромобиль, и кое-кто стал поговаривать, что Тесла вступил в союз с нечистой силой. Шутка ли – из автомобиля вынули бензиновый двигатель, вставили электродвигатель, присоединили к нему какую-то маленькую коробочку, и автомобиль под управлением его изобретателя поехал! Во время одного из экспериментов по изучению процессов автоколебаний мощные приборы вошли в резонанс. Это вызвало тряску не только здания, в котором проводился эксперимент, но и вибрацию многих домов в Нью-Йорке. Говорят, что американское правительство приобрело у Теслы чертежи этих приборов и наложило на них гриф секретности. Опытам Тесла приписывали связь с загадкой Тунгусского метеорита. Рассказы же ученого о том, что он принимает сигналы от внеземной цивилизации, вызывали насмешки. Однако сам Тесла относился к этому серьезно. Он действительно обладал необычными способностями. Например, у него бывали видения, которые Тесла описывал так: «Сильные вспышки света покрывали картины реальных объектов и попросту заменяли мои мысли. Эти картины предметов и сцен имели свойство действительности, но всегда осознавались как видения… Вскоре я обнаружил, что лучше всего я себя чувствую тогда, когда расслабляюсь и допускаю, чтобы само воображение влекло меня все дальше и дальше. Постоянно у меня возникали новые впечатления, и так начинались мои ментальные путешествия. Каждую ночь, а иногда и днем, я, оставшись наедине с собой, отправлялся в эти путешествия – в неведомые места, города и страны, жил там, встречал людей, создавал знакомства и завязывал дружбу и, как бы это казалось невероятным, но остается фактом, что они были мне столь же дороги, как и моя семья, и все эти иные миры были столь же интенсивны в своих проявлениях». Когда у него появлялась какая-то новая идея, он дорабатывал ее в своем воображении, не нуждаясь в моделях и чертежах. «Подобным образом я в состоянии развить идею до совершенства, ни до чего не дотрагиваясь руками. Только тогда я придаю конкретный облик этому конечному продукту своего мозга. Все мои изобретения работали именно так. За двадцать лет не было ни одного исключения», – писал ученый. Свои открытия Тесла делал легко, говорил, что технические решения сами приходят ему в голову. Обладал он якобы и даром предвидения. Так, в 1912 году Тесла отговорил Д. Моргана отказаться от поездки на «Титанике». Морган сдал билет. В другой раз он буквально силой удержал гостивших у него друзей, и они не поехали в поезде, который потерпел крушение. Однажды ему приснилось, что умерла его сестра Анжелина, – и вскоре он получил известие о ее смерти.

Одной из самых загадочных страниц биографии Никола Тесла являются его работы, которые он выполнял для американского министерства обороны. Эти работы были засекречены. Последний проект, которым руководил Тесла, имел название «Радуга». Тесла требовал увеличить время, отпущенное на реализацию проекта, и когда ему в этом отказали, устроил акт саботажа. Это случилось в марте 1942 года. А 7 января 1943 года Никола Тесла умер и на следующий день был кремирован[98]. Незадолго до смерти Тесла объявил, что изобрел «лучи смерти», переносящие такое количество энергии, которое может на расстоянии 400 км уничтожить миллионную армию. Неудивительно, что существуют предположения, что ученый был тайно переправлен в Англию, а кремации подвергли тело его двойника. Все документы из его сейфа были изъяты, и дальнейшая их судьба неизвестна.

К сожалению, в рамках этой книги невозможно рассказать всего об этом гениальном ученом. Многое о нем до сих пор еще остается неизвестным. Не исключено, что даже спустя десятилетия после своей смерти Никола Тесла еще преподнесет человечеству сюрпризы и новые открытия…

 

ТОМСОН ДЖОЗЕФ ДЖОН

(1856 г. – 1940 г.)

 

 

Знаменитый английский физик Джозеф Джон Томсон родился 18 декабря 1856 года в Читэм-Хилл, пригороде Манчестера (Англия) в семье Джозефа Джеймса Томсона и Эммы Томсон, урожденной Свинделлс. Его отец был известным книготорговцем и издателем.

Летние каникулы Джозеф Джон вместе со своим братом Фредериком Верноном, который был младше его на два года, проводили вместе с матерью.

В 1870 году, когда Джозефу Джону исполнилось 14 лет, отец отправил мальчика учиться в Оуэнс-колледж (позже – Манчестерский университет), где тот должен был получить специальность инженера. Спустя два года отец умер, но благодаря стипендии и финансовой поддержке матери молодой Томсон продолжил обучение в Оуэнс-колледже.

Преподаватели колледжа, Осборн Рейнольдс и Бальфур Стюарт, привили способному ученику интерес к физике. В отличие от многих других колледжей Великобритании, в Оуэнс-колледже читали курс экспериментальной физики, который очень нравился Томсону.

В возрасте 16 лет Джозеф Джон получил приз по математике, а в следующем году был награжден призом по технике.

Окончив в 1876 году Оуэнс-колледж и получив звание инженера, Томсон поступил по рекомендации своих преподавателей в Тринити-колледж Кембриджского университета, один из наиболее престижных колледжей страны. Здесь он изучал математику и ее приложения в области теоретической физики. Через некоторое время Томсон стал стипендиатом Кембриджского университета, а позже ему была назначена именная стипендия.

В 1880 году по результатам кембриджского экзамена по математике Томсон стал вторым ранглером (первым был знаменитый Джозеф Лармор). За блестящие результаты в учебе Джозеф Джон был удостоен премии Смита. В том же году молодой ученый получил степень бакалавра по математике и вошел в ученый совет Тринити-колледжа. С этого времени и до конца жизни Томсон был душой и движущей силой колледжа. В течение двух лет он работал в нем по 18 часов в неделю. В 1883 году Джозеф Джон стал лектором, а позже (в 1918 году) и мастером (главой) колледжа.

В 1871 году в Кембриджском университете была открыта первая физическая исследовательская лаборатория. До этого времени университеты не имели своих исследовательских лабораторий, и ученые в большинстве случаев работали и совершали открытия у себя дома. Первым директором лаборатории стал великий Джеймс Клерк Максвелл, бывший инициатором ее открытия. После его ранней смерти директором был избран другой великий физик – лорд Рэлей.

В лаборатории было сделано немало великих открытий, позже она получила название Кавендишская лаборатория (по имени Генри Кавендиша) и стала мировым центром экспериментальной физики.

В 1884 году знаменитый Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей (тоже будущий нобелевский лауреат), ушел в отставку, решив продолжить научные исследования в собственной лаборатории.

Избрание на освободившийся пост профессора экспериментальной физики и директора Кавендишской лаборатории Джозефа Джона Томсона стало неожиданностью для многих профессоров и научных деятелей. В то время ему было всего двадцать семь лет, по специальности он был математиком, в экспериментальной физике не совершил никаких заметных открытий. Молодой ученый всего лишь разрабатывал математические модели, которые, по его мнению, должны были выявить структуру атома, и продолжал исследования Максвелла в области электромагнетизма. Через некоторое время стало ясно, что выбор на эту должность Томсона оказался очень удачным, и Джозеф Джон стал одним из великих директоров Кавендишской лаборатории.

Наиболее популярными в то время исследованиями физиков были проблемы электричества и магнетизма. В своих первых лабораторных работах Джозеф Джон решил исследовать электрическую проводимость газов и физическую природу источников, порождающих напряженности полей. Он приступил к исследованию токов в разреженных газах.

Еще в 1853 году талантливый французский физик А. Массон провел эксперимент, пропуская электрические разряды через стеклянную трубку, из которой был выкачан воздух. Впоследствии английский физик Уильям Крукс с помощью такого же устройства провел множество различных опытов. В одном из них Крукс поместил в противоположные концы трубки электроды, а между ними – вертушку с лопастями. Под действием лучей, которые распространялись отрицательно заряженным электродом – катодом, – вертушка вращалась, что давало возможность предположить, что катодные лучи являются на самом деле потоком микроскопических частиц с маленькой массой.

Крукс сделал и другие любопытные наблюдения. Если на внутреннюю поверхность трубки наносили вещества, а газ был достаточно разреженным, то под действием катодных лучей стеклянные стенки трубки возле анода флуоресцировали зеленым светом.

Мнения ученых о природе катодных лучей разошлись. Английские физики считали, что катодные лучи являют собой поток заряженных частиц, но многие континентальные физики, в частности, немецкие, исходя из опытов Генриха Герца, предполагали, что эти лучи являются волнами (колебаниями) в неизвестной невесомой среде.

Интерес к исследованиям катодных лучей подогрело открытие Вильгельмом Рентгеном в 1895 году рентгеновских лучей. Томсон стал одним из самых активных исследователей в этой области физики.

Работая вместе со своим гениальным ассистентом Эрнестом Резерфордом, он обнаружил, что под воздействием рентгеновских лучей увеличивалась электропроводность газов. Ученые опубликовали знаменитую работу, в которой сделали вывод, что возникающая проводимость очень напоминает ионную проводимость в растворе при электролизе.

В 1897 году Томсон сконструировал трубку, похожую на трубку Крукса. С ее помощью он измерял отклонения катодных лучей в электрическом поле. В ней ученый использовал две пластинки, между которыми проходили катодные лучи. Напряжение, подаваемое на пластинки, можно было увеличивать или уменьшать, и чем выше было при этом напряжение, тем сильнее должно было быть отклонение катодных лучей от прямолинейной траектории.

В результате опыта Томсон выявил отклонение катодных лучей под действием электрического поля. Впоследствии знаменитый ученый сделал вывод о том, что направление отклонения указывает на то, что составляющие частицы катодных лучей несут отрицательный электрический заряд.

Предположение Томсона подтвердил замечательный французский физик-экспериментатор Жан Перрен. Он определил знак электрического заряда составляющих частиц катодных лучей, направляя их на металлический цилиндр. В результате опыта цилиндр оказался заряженным отрицательно.

Также Томсон измерил скорость катодных лучей, которая оказалась меньше скорости света в 2000 раз, что давало еще одно доказательство в пользу корпускулярной природы лучей. Впоследствии с помощью подобного эксперимента знаменитому ученому удалось установить массу и заряд частиц, составлявших катодные лучи.

Джозеф Джон провел теоретические расчеты, которые должны были описать движение заряженной частицы под воздействием электрического и магнитного полей. По мнению Томсона, отклонение частицы от прямолинейной траектории зависело от отношения ее заряда к массе.

Вслед за этим ученый поставил эксперимент, в котором отклонял катодные лучи посредством электрического поля. Затем с помощью магнитного поля эти лучи отклоняли в противоположную сторону, так чтобы они вернулись в первоначальную позицию. Таким образом можно было определить скорость и отношение заряда частицы к ее массе.

Эксперименты блестяще подтвердили теоретические умозаключения Томсона. В результате опыта было установлено, что отношение заряда частицы к ее массе почти в 1000 раз меньше, чем у ионов водорода (на сегодняшний день известно, что истинное отношение приблизительно 1837:1). Томсон предположил, что заряд частиц равен по модулю заряду иона водорода, который к тому времени был точно вычислен с помощью экспериментов в области электролиза. Поскольку атом водорода имел нулевой заряд, то возникало предположение, что заряд открытых частиц равен по значению и противоположен по знаку заряду иона водорода.

Вскоре описанные Томсоном отрицательно заряженные частицы были названы «электронами». Открытие Джозефа Джона Томсона стало одним из важнейших открытий в физике XIX века.

Позже с помощью прибора, изобретенного Ч. Вильсоном, удалось получить значение заряда электрона. Оказалось, что оно действительно соответствует значению заряда иона водорода. Предположение Томсона подтвердилось.

В 1906 году Джозеф Джон Томсон был удостоен Нобелевской премии по физике «в знак признания его выдающихся заслуг в области теоретических и экспериментальных исследований проводимости электричества в газах».

В своей презентационной речи, произнесенной 10 декабря 1906 года, профессор Дж. П. Класон, президент Шведской королевской академии наук, поблагодарил ученого за его работы, которые позволили современным физикам предпринять исследования в новых направлениях. Также Класон заявил, что Томсон по праву занимает место в одном ряду с такими гениями науки, как Фарадей и Максвелл.

В своей нобелевской лекции «Носители отрицательного заряда», прочитанной 11 декабря 1906 года, ученый детально проанализировал свое открытие электронов.

После получения Нобелевской премии Томсон продолжил свои научные исследования. Кроме открытия электрона он совершил и много других важных для науки открытий.

В своих ранних работах английский ученый исследовал электромагнитное поле движущегося заряженного шара, теорию вихрей, провел прецизионное измерение отношения абсолютных электрических единиц к электромагнитным единицам.

В своих работах «Электричество и материя», «Материя и эфир», «Структура света», «Фарадеевы силовые трубки и уравнения Максвелла» Томсон последовательно развивал вихревую теорию материи и взаимодействий.

Известная работа ученого «Трактат о движении вихревых колец» была удостоена приза Адамса в 1884 году. Исходя из вихревой теории эфира, Томсон вывел формулу Е  = mc 2 задолго до Эйнштейна.

В 1886 году была опубликована его знаменитая работа «Применение динамики в физике и химии», а в 1892 году ученый отдал в печать свою новую работу «Заметки о недавних исследованиях электричества и магнетизма». Эту работу часто называют «третьим томом Максвелла». Совместно с профессором Пойнтингом Томсон написал четырехтомный учебник по физике, а в 1895 году издал работу «Элементы математической теории электричества и магнетизма», которая выдержала несколько переизданий и переводов на различные языки мира.

После открытия в 1897 году электрона Томсон предложил свою модель атома. Выдающийся ученый предположил, что атом состоит из положительно заряженной размытой сферы, в которую вкраплены маленькие отрицательно заряженные частицы – электроны. Под действием кулоновских сил электроны располагаются вблизи центра атома, а если в результате какого-либо действия частицы отклоняются от положения равновесия, то кулоновские силы восстанавливают их исходное состояние. Модель Томсона получила в среде ученых шутливое прозвище «сливовый пудинг», или «пудинговая модель».

Однако в 1910 году гениальный физик Эрнест Резерфорд, бывший ассистент Томсона, вместе со своими учениками Гейгером и Марсденом провели ряд экспериментов, в результате которых показали ошибочность модели Томсона. Резерфорд предложил новую, так называемую «планетарную» модель атома. По Резерфорду, в центре атома, подобно Солнцу, размещается положительно заряженное ядро, а вокруг ядра по круговым орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. На электроны действует центробежная сила, которую уравновешивает электростатическое притяжение электрона к ядру. Предложенная Резерфордом модель заставила Томсона признать ошибочность своей модели атома. Позже другой гениальный физик Нильс Бор усовершенствовал модель Резерфорда, предположив, что электроны размещаются вокруг ядра на строго определенных орбитах.

После серии успешных работ, приведших к открытию электронов и их свойств, в 1899 году Томсон обнаружил электроны в фототоке, а также наблюдал эффект термоэлектронной эмиссии. Кроме того, ученый объяснил непрерывный спектр рентгеновского излучения.

Благодаря своим последующим работам Джозеф Джон Томсон стал одним из основоположников электронной теории металлов. В 1900 году он вывел формулу для эффективного сечения рассеяния электромагнитных волн свободными электронами (формула Томсона). Через год после предложения модели атома, в 1904 году, Томсон предположил, что электроны в атоме составляют группы различных конфигураций. Это явление и обусловливает периодичность химических элементов.

С 1905 года Томсон интересовался «канальными лучами» – быстро движущимися частицами, образующимися за катодом газоразрядной трубки. Ученый открыл многие их характеристики, а также выделил типы атомов и атомных групп в этих лучах.

На идеях Томсона базируется современная масс-спектрометрия.

В 1911 году английский ученый разработал метод парабол для измерения отношения массы частицы к ее заряду. И уже в следующем году, используя этот метод, он обнаружил первые изотопы. Ученый получил атомы неона с массами 20 и 22. Открытие Томсона сыграло важную роль в понимании природы радиоактивных элементов (таких как уран, радий).

В 1896 году Томсон посетил США и прочитал в Принстоне курс из четырех лекций, в которых подвел итог своих исследований. (Именно по возвращению из Америки он совершил знаменитое открытие электронов, о котором поведал всему миру на своей вечерней лекции в Королевском институте 30 апреля 1897 года.)

В 1904 году Томсон вновь поехал в Америку, где прочел шесть лекций по электричеству и материи в Йельском университете.

За свою долгую научную жизнь ученый написал множество учебников, монографий и работ, которые стали классическими еще при его жизни.

Во время Первой мировой войны нобелевский лауреат работал в Управлении исследований и изобретений и являлся советником правительства.

В 1918 году Томсон ушел в отставку, оставив пост профессора кафедры экспериментальной физики Кембриджского университета и по совместительству – директора Кавендишской лаборатории, в которой совершил почти все свои гениальные открытия. В этом же году он ушел в отставку из Королевского института в Лондоне, в котором трудился с 1905 года.

В университете и лаборатории ученый проработал около 35 лет. За это время он совершил множество важных открытий, а Кавендишская лаборатория стала одним из огромнейших научно-исследовательских центров, в котором мечтали работать лучшие физики мира.

В следующем году Томсона сменил на этих постах его ассистент Эрнест Резерфорд, а сам нобелевский лауреат стал главой Тринити-колледжа Кембриджского университета.

С 1884 года ученый был членом Лондонского королевского общества, ас 1916 по 1920 год – его президентом. В 1909 году ученый стал президентом Британской ассоциации ученых.

В 1890 году, в возрасте 34 лет знаменитый ученый женился на Розе Элизабет Паджет, дочери сэра Джорджа Паджета, профессора физики Кембриджского университета. Супруги имели двух детей – дочь Джоанну и сына Джорджа.

Сын ученого, Джордж Паджет Томсон, впоследствии стал известным физиком, профессором Лондонского университета. В 1937 году он также стал лауреатом Нобелевской премии по физике, которую он получил за экспериментальное открытие дифракции электронов на кристаллах.

Джозеф Джон Томпсон был убежденным сторонником классической физики и придерживался теории эфира. Квантовую теорию, как и теорию относительности, он воспринял холодно и изменил свое мнение лишь после того, как его сын опытным путем обнаружил волновые свойства у электронов.

Кроме того что Томсон был величайшим физиком-классиком, совершившим революционные научные открытия, он стал основателем международной научной школы физиков. Будучи прекрасным руководителем и квалифицированным преподавателем, Томсон воспитал и раскрыл таланты многих начинающих физиков. Под его началом работали такие гении науки, как Э. Резерфорд, Ч. Вильсон, Ф. У. Астон, У. Ричардсон, П. Ланжевен. Из тех ассистентов, что работали под его руководством в Кавендишской лаборатории, семеро получили Нобелевские премии.

Знаменитый ученый Макс Борн (в будущем также нобелевский лауреат) писал, что на своем примере почувствовал обаяние личности Джозефа Джона Томсона.

Кроме Нобелевской премии Томсон был награжден различными призами и наградами, среди которых можно выделить награды Лондонского королевского общества – Королевскую медаль (1894), медаль Хьюза (1902) и медаль Копли (1914), а также медаль Ходжкинса Смитсоновского университета в Вашингтоне (1902), медаль Б. Франклина (1923), медаль Мескарта (1927), медаль Дальтона (1931), медаль М. Фарадея (1938).

Томсон был членом различных академий и научных обществ. Его удостоили почетного докторского звания университеты Оксфорда, Кембриджа, Дублина, Лондона, Геттингена, Осло, Парижа, Эдинбурга, Принстона, Афин, Кракова и др.

С 1913 года Томсон состоял иностранным почетным членом-корреспондентом Санкт-Петербургской академии наук, а с 1925 года – иностранным почетным членом АН СССР.

В 1908 году знаменитый ученый был возведен в ранг рыцаря, а в 1912 году сэр Джозеф Джон Томсон был награжден орденом «За заслуги».

В октябре 1934 года Институтом электротехники был снят фильм, в котором Джозеф Джон Томсон рассказывает о своем знаменитом открытии электрона.

В свободное от работы время Джозеф Джон любил работать в саду, совершать дальние прогулки на природу.

Умер Джон Джозеф Томсон 30 августа 1940 года в возрасте 83 лет и был похоронен 4 сентября в Вестминстерском аббатстве в Лондоне, неподалеку от Исаака Ньютона.

 

ГЕРЦ ГЕНРИХ РУДОЛЬФ

(1857 г. – 1894 г.)

 

 

У людей, изучающих физику, часто складывается впечатление, что знаменитые опыты Генриха Герца по изучению электромагнитных волн и, например, квантовая теория Макса Планка разделены целой эпохой, во время которой в физике произошло большое количество изменений и было сделано немало фундаментальных открытий. И это действительно так. Но, обратив внимание на биографические данные, можно с удивлением обнаружить, что Герц был старше Планка всего лишь на год. Дело в том, что Планк прожил дольше своего коллеги более чем на полстолетия. И за это время в физике действительно произошел большой эволюционный скачок. Жизнь Генриха Герца оборвалась на 37-м году. Но и за этот короткий срок ученый успел сделать открытия, благодаря которым можно сказать, что именно он стоял у истоков этого скачка.

Генрих Герц родился 22 февраля 1857 года в Гамбурге. Его отец был преуспевающим юристом, одно время он даже занимал пост сенатора и главы гамбургского управления юстиции. Очень рано мальчик проявил блестящие и всесторонние способности. Он не только прекрасно учился в общеобразовательной школе, но и дополнительно изучил арабский язык, посещал школу искусств и ремесел, изучал черчение, столярное и слесарное дело, и везде проявлялась его необычайная одаренность. Интересно, что когда мастер, который обучал Генриха токарному делу, узнал, что его ученик стал знаменитым ученым, он воскликнул: «Ах, как жаль, из него мог получиться прекрасный токарь!» Особенно привлекали юношу естественные науки, прежде всего физика.

Несмотря на свою одаренность, Генрих был очень скромным и даже неуверенным в себе юношей. После окончания школы он долго не решался избрать научную карьеру, считая, что ученый должен обладать некими выдающимися способностями, которых он у себя не находил. Поэтому, получив в 1875 году аттестат зрелости, он некоторое время набирался опыта в конструкторском бюро во Франкфурте-на-Майне, а весной 1876 года поступил в Высшую техническую школу Дрездена. Уже осенью как студент инженерного ведомства Герц был призван на годичную военную службу при железнодорожном корпусе Берлина.

Но тяга к науке все-таки одержала победу над робостью, и весной 1878 года Генрих отправился в Берлинский университет. Осенью он приступил к учебе на новом месте. Здесь его учителями стали Кирхгоф и Гельмгольц. Герц привлек к себе внимание знаменитых ученых, особенно Гельмгольца, который так отзывался о своем ученике: «Уже во время элементарных практических работ, проведенных им, я видел, что имею дело с учеником необычайной одаренности».

В конце летнего семестра Гельмгольц должен был распределить темы конкурсных студенческих работ. Он без колебаний предложил Герцу очень интересную, но и не менее сложную задачу: попытаться обнаружить явление инерции при возникновении в проводнике электрического тока или при его прекращении. Задача это восходила к спору между сторонниками концепций дальнодействия и близкодействия, уже упомянутых нами в статье о Максвелле. Как мы знаем теперь, электрический ток обладает некоей инерцией, так как его носителями в металлах являются электроны, а они имеют массу. Но инерция эта во много тысяч раз меньше, чем Герц мог обнаружить доступными ему в те времена способами. Отсутствие же инерции говорило в пользу теории дальнодействия, что отвечало взглядам Гельмгольца. Сама же работа была выполнена прекрасно, ее результаты получили известность и послужили трамплином к будущей славе автора. За блестяще выполненные исследования ректор университета лично наградил Генриха Герца памятной медалью.

Следующую тему для исследований Герцу также предложил Гельмгольц. На этот раз молодому ученому предстояло подтвердить или опровергнуть теорию Максвелла, показав влияние изоляторов на электродинамические процессы. Но Генрих, проделав предварительные расчеты, пришел к выводу, что существующего на тот момент оборудования недостаточно для проведения соответствующих исследований, и временно отказался от этой тематики. Вместо этого он решил попытаться обнаружить «электрическую инерцию» во вращающихся шарах. Обширные исследования и внушительную теоретическую часть работы Герц выполнил в очень короткие сроки – примерно за три месяца. В начале 1880 года Генрих подал оформленную работу под названием «Индукция во вращающихся шарах» в качестве докторской диссертации. Работа была высоко оценена и Гельмгольцем, и Кирхгофом. Уже через 14 дней Герц был допущен к экзаменам на докторскую степень, которые он успешно сдал 5 февраля.

15 марта 1880 года Герцу был вручен докторский диплом, и вскоре он занял освободившееся место ассистента Гельмгольца. Эти обязанности Генрих исполнял два года и, несмотря на большую нагрузку (ему была поручена работа с практикантами), он провел ряд исследований по термодинамике, теории упругости, твердости тел, испарению и опубликовал их результаты. Как ученый Герц отличался аккуратностью, большой экспериментаторской фантазией и одновременно осторожностью в оценке результатов, большим трудолюбием. Например, в 1882 году Генрих приступил к исследованию световых явлений в разреженных газах. Для работ в этой области он использовал в качестве источника тока самостоятельно сконструированную электрическую батарею, состоящую из 1000 элементов.

Тем временем стало ясно, что в ближайшее время возможностей для карьерного роста для Генриха в Берлине нет. Конечно же, Герцу было нелегко отказаться от возможности работать в прекрасно оборудованной лаборатории Гельмгольца, но в конце концов он прислушался к совету другого своего наставника, Кирхгофа, и согласился переехать в Киль, где ему предложили место доцента по математической физике в небольшом местном университете. В Киле Герц преподавал два года. Нагрузка была невелика, и поэтому Генрих располагал свободным временем, которое посвящал совершенствованию своей теоретической подготовки, размышлениям над всевозможными физическими проблемами, планированию будущих экспериментов и исследований: оборудования в провинциальном университете не хватало.

В начале 1885 года Генрих Герц перебрался в Карлсруэ. Здесь он занял должность ординарного профессора физики в Высшей технической школе. Теперь в распоряжении ученого были прекрасно оборудованные лаборатории, однако резко сократилось количество свободного времени: работы было очень много. В этот период времени Генрих писал родителям: «Неужели я тоже стану одним из тех, кто, получив профессуру, перестает что-либо создавать?» К счастью, его опасения не сбылись. В течение года Генрих привыкал к новым обязанностям, устраивал свой быт. Летом 1886 года он женился на Елизавете Долль, дочери одного из своих коллег. А уже в октябре ученый приступил к экспериментам, впоследствии прославившим его имя.

Начало исследованиям положила, можно сказать, случайность. Герц проводил эксперименты с электрическими разрядами и заметил искрение на одной из лежащих рядом друг с другом изолированных спиралей. Ученый предположил, что наблюдает явление, связанное с индукцией и представляющее собой электромагнитный резонанс. Теперь он решился взяться за конкурсную задачу, от которой отказался в 1879 году. Его первой целью было выяснить, влияют ли изоляторы на электродинамические процессы, а задачей максимум – опровергнуть или доказать существование электромагнитных волн. Несколько дней понадобилось гениальному экспериментатору для того, чтобы подготовить приборы и приступить к исследованиям. В качестве источника электромагнитных волн ученый использовал сконструированный им вибратор (диполь) Герца. Он представлял собой простейшую антенну – медный стержень с металлическими шарами на концах и небольшим разрывом посередине (искровым промежутком). Две части вибратора ученый заряжал, пока в промежутке не проскакивала искра. В результате возникали колебания и, как следствие – электромагнитные волны.

25 октября 1886 года Генрих записал в своем дневнике: «Получил искровой микрометр (так Герц называл свой прибор) и начал с ним опыты». А уже 2 декабря появилась запись, свидетельствующая о первом успехе: «Удалось вызвать явление резонанса между двумя электрическими колебаниями». 5 декабря Герц отправил Гельмгольцу описание своих наблюдений. Вскоре в «Видемановских анналах физики и химии» появилась статья «Об очень быстрых электрических колебаниях», в которой были опубликованы первые результаты исследований. В статье «О влиянии ультрафиолетового света на электрический разряд» Герц описал открытое им явление внешнего фотоэффекта. А 5 ноября 1887 года Герц отправил Гельмгольцу новую работу «О явлении индукции, вызываемой в изоляторах электрическими процессами», в которой полностью решил то самое конкурсное задание 1879 года. Через три дня пришел ответ: «Рукопись получил. Браво! В четверг передаю ее в печать. Герман фон Гельмгольц».

Но на достигнутом Герц не остановился. Наоборот, успех окрылил его, и он с новыми силами продолжал свои исследования. Правда, его, эксперименты были весьма трудоемкими, сложность состояла в том, что ученый имел дело с волнами большой длины, а это требовало особых условий. Работы необходимо было проводить в просторном помещении – приходилось использовать большую (14×15 м) учебную аудиторию и, естественно, только в промежутках между занятиями. Из помещения удаляли все металлические предметы (газовые трубы, люстры и т. д.). Отражателем волн служила цинковая пластинка высотой 4 метра. Сиденья соединялись специальными мостками, чтобы экспериментатор мог свободно перемещаться по всему пространству аудитории. Герц ходил по всему помещению с проволочным кольцом, служащим измерительным инструментом (по своей сути кольцо представляло собой тот же диполь). Позже он проводил наблюдения в темноте и даже с лупой – так были открыты стоячие электромагнитные волны.

В целом проведенные в 1886–1888 годах опыты Герца не только убедительно продемонстрировали существование электромагнитных волн, но позволили открыть целый ряд их свойств: особенности распространения, отражения, преломления, поляризации. Сходство этих свойств со свойствами световых лучей подтвердило предположение Фарадея и Максвелла о единой природе света и электричества. Вместе с этим была окончательно повержена концепция дальнодействия.

Открытия привлекли к Генриху Герцу внимание научного сообщества. Он стал получать заманчивые предложения от различных учебных заведений. Его приглашали в Гиссен на кафедру, недавно оставленную Рентгеном; после смерти Кирхгофа, в 1887 году, поступило предложение занять его место в Берлинском университете. Но Герц хотел иметь больше времени для исследований и поэтому выбрал университет Бонна, где весной 1889 года стал ординарным профессором физики.

В Бонне его предшественником был великолепный ученый Рудольф Клаузиус – один из основателей термодинамики. Клаузиус умер годом раньше, и в распоряжение семьи Герца перешел дом покойного. Дом окружал прекрасный сад, в котором Генрих любил проводить время с женой и двумя дочерьми. Новое жилище имело и еще одно преимущество. Герц писал: «То, что в доме жил один из самых знаменитых в моей науке людей, конечно, привлекательно для меня и всех физиков, которым случается меня посещать».

В университете же Герц на первых порах столкнулся с трудностями. Ему пришлось переоборудовать лабораторию, на что ушло много времени и сил. К серьезным практическим работам удалось приступить только через год. В сентябре 1889 года ученый с большим успехом выступил на 62-м заседании Общества немецких естествоиспытателей и врачей с докладом «Об отношении между светом и электричеством». Доклад, подготовленный для широкого круга слушателей, способствовал росту научной славы Герца. Следующим шагом на вершину научного Олимпа стала поездка в Лондон по приглашению Королевского общества. Генрих читал лекции в Лондоне и Кембридже, общался с коллегами, например с Уильямом Томсоном. Повсюду его встречали как великого ученого. Научные общества многих стран мира принимали его в свои члены, награждали медалями, читали о нем доклады. Надо сказать, что слава и популярность не испортили характер Герца. До конца своих дней он никогда не проявлял свойственной многим великим ученым безапелляционности. Например, в одном из писем, говоря о своих исследованиях в области механики, он писал: «Все же трудно избавиться от некоторой робости, когда приступаешь к делу, которое никогда не обсуждалось ни одним человеком».

В 1890 году Генрих Герц, продолжая эксперименты, приступил к теоретическим работам. В труде «Основные уравнения электродинамики покоящихся тел» он дополнил и обобщил теорию Максвелла. Далее последовали работы над основами механики. Герц попытался построить механику, избавив ее от искусственного понятия «силы». Результаты ученый изложил в трудах «Принципы механики, изложенные в новой связи» и «Механика без сил».

Результаты экспериментальных исследований Герц опубликовал в 1892 году под заголовком «Исследования о распространении электрической силы». Эта работа представляет особый интерес для историков науки, так как в ней автор подробно описывает не только результаты своих исследований, но и то, как он пришел к ним. В Бонне ученый обратился и к новой области исследований, плоды которых опубликовал в фундаментальной статье «О прохождении катодных лучей через тонкие слои металла». Он сделал важное открытие: атомы не представляют собой непроницаемые шарики, а масса их собрана только в одной мельчайшей части пространства. Этот результат в дальнейшем лег в основу модели атома Резерфорда.

К сожалению, Генриху Герцу недолго пришлось наслаждаться научной славой, новыми исследованиями, счастливой семейной жизнью, отдыхом и играми с дочерьми в прекрасном саду. В 1893 году ученый заболел. Все началось с обыкновенного флюса. Но врачи никак не могли помочь Генриху, многочисленные операции только на короткое время избавляли от мучений. В конце года профессору пришлось прекратить чтение лекций. 9 декабря 1893 года он писал родителям: «Если со мной действительно что-либо случится, Вы не должны печалиться, но Вы должны немного гордиться и думать, что я принадлежу к тем избранным, которые живут мало и все-таки достаточно. Этой судьбы я не хотел и не выбирал, но, раз она меня нашла, я должен быть доволен». 1 января 1894 года один из величайших и знаменитейших ученых своего времени умер от заражения крови.

16 февраля 1894 года на заседании Берлинского физического общества Макс Планк произнес речь, посвященную памяти Генриха Герца. Заканчивалась она такими словами: «Теперь наука будет двигаться вперед без него: то, что он, возможно, мог бы еще открыть, рано или поздно – в этом нет сомнения – откроют другие. Но никто из работающих в его области не сможет избежать его влияния. Тысячекратно, как плоды его усилий, будут развиваться на благоприятной почве, давая жизнь новым стремлениям, те ростки, которые он заложил в своих трудах».