Физика. Великие открытия: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Вольта демонстрирует свое изобретение Наполеону. Роспись Дж. Бертини в музее истории науки во Флоренции. 1880-е годы.

Интересно, что даже здесь, во взаимоотношениях не с научными истинами, а судьбой, Гальвани и Вольта вновь оказались антиподами. Вольта, так же итальянец, как и Гальвани, признал Наполеона и был осыпан почестями, которых, конечно, был достоин, но не меньше, чем Гальвани. Вместе с тем у Вольты было больше, чем у Гальвани поводов отвратиться от завоевателя. Ведь именно в Павии, а не в Болонье Бонапарт расстрелял без суда и следствия весь муниципалитет; ведь именно здесь местное население, не выдержав бесконечных грабежей и убийств, восстало против оккупантов, за что было основательно побито. И все же Вольта, видевший все это своими глазами, посчитал возможным принять из рук, обагренных кровью итальянцев, и деньги, и ордена, и прочие регалии славы. Может быть, он был загипнотизирован словами Бонапарта о том, что он, мол, несет свободу Италии, находившейся до этого под игом Австрии? Но какую свободу — под французским игом? Правда, Франция стала недавно республикой, и приход республиканской армии, свергающей монархию и насаждающей новые республиканские институты на завоеванных землях, мог показаться кому-то желанным. И, может быть, Вольта принадлежал к этим недальновидным и доверчивым людям. А Гальвани, старше и умудреннее, не дал себя обмануть красивыми, но пустыми словами.

Как бы там ни было, в результате один умер в тоске и безвестности, и слава пришла к нему позже, а другого хоронили как национального героя.

Но я забежал вперед, поскольку Вольта не успел сделать того главного, что принесло ему почести и славу. В тот год, когда мировая наука лишилась человека, впервые открывшего электризацию при соприкосновении, но открывшего, так сказать, с закрытыми глазами, его преемник, открывший для науки это не рассмотренное открытие, был на пороге новой удачи. Он шел к ней медленно, приближаясь методично, шаг за шагом, и уже тут-то ни о какой случайности не могло быть и речи.

Заканчивался XVIII век, век великих открытий. В реестры цивилизации были вписаны такие выдающиеся вехи, как электрическая и паровая машины. Ученые подводили черту под славным столетием. И, пожалуй, никто уже не предполагал, что черту эту придется опустить еще ниже, чтобы дать место одному из величайших открытий в области физики.

Хотя основания для таких предположений и были. Ученый, каждый год печатавший по статье, а то и по две-три, вдруг замолчал. И четыре года о том, что он делает, ни слуху ни духу. Это должно было показаться подозрительным или по меньшей мере странным и требовать какого-то объяснения. Вероятно, к Вольте обращались с такого рода вопросами и, быть может, даже упрекали за молчание, потому что, когда он наконец решился заговорить, его первые слова, обращенные к сэру Джозефу Бэнксу, президенту Лондонского Королевского общества, были слова оправдания: «После долгого молчания, в котором не смею оправдываться, имею удовольствие сообщить вам несколько поразительных результатов…» — и дальше идет сообщение об открытии, которое и впрямь поразило физиков и которое послужило основой для нескольких новых выдающихся открытий в области электричества.

Надо признать, что Алессандро в жизни везло. Помимо таланта, прозорливости, была у него и счастливая звезда. Один раз мы уже убедились в этом, когда в 1792 году он поразил физиков сообщением о действии металла на органы вкуса и зрения, — а ведь это уже было описано сорок лет назад другим исследователем, но его описание затерялось, не объясненное. И вот теперь, в своем знаменитом письме, Вольта описывает построенный им прибор для получения электричества, который он скромно предлагал назвать «искусственным электрическим органом», но который благодарные современники единодушно окрестили вольтовым столбом. Так вот, и этот столб, как ни странно, уже был построен в свое время английским физиком Робайсоном и, кстати, не так давно, чтобы это забыть, — в 1793 году. Но это наблюдение опять осталось необъясненным. Робайсон сообщал о своем наблюдении в письме, адресованном английскому же физику Р. Фоулеру, а Фоулер привел это письмо в своей статье, имеющей вот такое длинное название: «Эксперименты и наблюдения относительно воздействия животного электричества, недавно открытого мистером Гальвани», вышедшей в Лондоне в 1793 году. Вот что наблюдал Робайсон: «Я беру несколько кусков цинка величиной в шиллинг и укладываю их вперемежку с таким же числом настоящих шиллингов в столбик. Подобная установка в некоторых случаях заметно увеличивает раздражение, и некоторые видоизменения ее дают, я надеюсь, еще более сильные явления. Если такой столбик приложить к языку боком так, чтобы язык касался всех сложенных вместе крючков, то раздражение оказывается очень сильным и неприятным».

А вот что пишет Бэнксу Вольта: «…я взял несколько дюжин круглых медных пластинок, а еще лучше серебряных диаметром примерно в один дюйм и такое же количество оловянных или лучше цинковых пластинок. Затем из пористого материала, который может впитывать и удерживать много влаги (картон, кожа), я вырезал достаточное число кружков. Все эти пластинки я расположил таким образом, что металлы накладывались друг на друга всегда в одном и том же порядке и что каждая пара пластинок отделялась от следующей влажным кружком из картона или кожи…»

Похоже? Текстуально похоже. Но есть и огромная разница. Английский физик считает вкусовые ощущения не связанными с электричеством, Вольта же доказал обратное и из этого исходит, строя свой столб. То есть англичанин обнаружил какое-то странное явление, но не понял его сути, итальянский же физик понял ее и реализовал в приборе.

Но все же элемент везения здесь присутствует. Не почитай так Робайсон мнение Фоулера, который повторил опыты Гальвани и безоговорочно полагал, что наблюдаемые явления никак не связаны с электричеством, пошли он свое письмо кому-нибудь из тех английских физиков, которые не были согласны с Фоулером, и неизвестно еще, назывался бы столб вольтовым. Но все сложилось благополучно для будущего его изобретателя, и надо сказать, такой поворот представляется в высшей степени справедливым. Никто более Вольты не заслужил права дать свое имя первому постоянному источнику электрического тока. И когда мы читаем на батарейке «напряжение 4,5 вольта», мы понимаем: это дань уважения великому физику, почти двести лет назад построившему прообраз этой батарейки. Вольта сам назвал время сооружения первого своего столба: конец 1799 года. А письмо Бэнксу написал 20 марта 1800 года. Почему же он сразу не кинулся к письменному столу, чтобы сообщить миру о потрясающем открытии?

Потому что Вольта был настоящим исследователем. А настоящий исследователь не может предложить своим коллегам полуфабрикат идеи, пусть даже гениальной, он непременно захочет придать ей максимально законченный вид, первым обнаружив все ее слабые места до того, как это сделают другие, и попытается ликвидировать их. Он не может также не исчерпать все открывшиеся ему возможности, не перебрать несколько вариантов конструкции в поисках самой совершенной. И хоть и не терпится ему как можно скорее обнародовать свое открытие, и это вполне понятно, добросовестность и щепетильность не позволяют сесть за статью прежде, чем не ответил он сам себе на все вопросы, которые могли бы возникнуть у его будущего читателя.

Вот на что и понадобились Вольту четыре-пять месяцев, которые отделяли его первую удачу от огласки.

Читая письмо Вольты, написанное ровным почерком, почти без помарок, и рассматривая схемы приборов, занимающие левые половины страниц, понимаешь, что эти месяцы ушли не впустую. Вольта не только подробно описывает действие своего столба, не только тщательно изображает его строение, но и приводит несколько вариантов конструкций.

Более того — он приводит и теоретическое обоснование своей работы в этом письме, правда, еще пока в общем виде, но вскоре у него появится возможность сделать это более обстоятельно и он воспользуется ею в полной мере.

В Лондоне его письмо было получено примерно через две-три недели. А доложил его Бэнкс Королевскому обществу лишь 26 июня. Такая задержка представляется очень странной и, честно говоря, не делает чести президенту общества. Хотя он мог бы оправдаться тем, что показывал его сразу же по получении в частном порядке некоторым членам Королевского общества. Мы знаем, что это было действительно так, и с этим связано даже одно из открытий, о котором я расскажу в следующей главе.

Вольта на склоне лет.

Когда открытие Вольты стало достоянием всех ученых, оно произвело огромное впечатление. Не было, наверное, физика, который не построил бы у себя вольтов столб, и не потому даже, что желал убедиться в действительности этого открытия, но просто — как можно было не иметь у себя такого замечательного источника электричества.

Впрочем, поначалу открытие Вольты, конечно же, проверяли — нет ли ошибки здесь, действительно ли все так потрясающе просто, как пишет этот удивительный итальянец, только в пятьдесят пять лет раскрывший в полной мере свой талант. Это не значит, что ему не доверяли, но в науке совершенно необходима воспроизводимость результата. Не может быть в природе такого явления, которое удается получить только одному человеку — самому автору; оно должно быть доступно для повторения любому достаточно подготовленному ученому. Иначе какой же в нем смысл? Наука не поприще фокусников, не арена цирка, где маги глотают шпаги на глазах у изумленных зрителей; ее задача не удивлять, а делать человека могущественным.

Конечно, при первом знакомстве, каждое новое открытие — особенно достаточно простое, чтобы каждый мог подумать: господи, почему же я до этого не додумался? — вызывает удивление, изумление, даже недоверие.

В ноябре 1800 года Вольта докладывал о своем исследовании в Париже перед членами Французской академии, она называлась тогда Французским национальным институтом. Причем делал это дважды, на двух заседаниях, с интервалом в две недели, 7 и 21 ноября. Заслушав и обсудив, как пишут теперь в протоколах, сообщение Вольты, академия поручила специально созданной комиссии под председательством известного физика Био проверить правильность результатов. Комиссия работала почти год и повторила все, что было сообщено Вольтой. С помощью столба, сделанного по его чертежам, удалось воспроизвести все те явления, которые раньше получались с помощью электрических машин, но только в гораздо более сильной степени.

Обобщив результаты, комиссия высказала готовность доложить их перед всей академией. Был назначен день доклада — 1 декабря 1801 года. Было послано в Италию приглашение Вольте. Он вновь прибыл в Париж, нимало теперь уж не волнуясь, ибо был уверен в точности своей работы. Однако поволноваться ему все же пришлось, и основательно, потому что, приехав, он узнал, что на заседание академии пожелал прибыть сам консул Франции и что это он, Наполеон, и повелел вызвать ученого в Париж. Вероятно, Наполеон узнал о замечательном снаряде и захотел увидеть его действие, продемонстрированное лично автором. Поэтому Вольта вновь, в третий раз уж, докладывал свою работу, хотя приехал он, чтоб слушать других.

Существует картина, изображающая доклад Вольты перед Наполеоном. Вольта в парадном одеянии, при парике, ему приходится наклоняться, потому что он высок ростом и строен, несмотря на возраст, а Наполеон, как известно, ростом мал и длинных не очень-то жалует. Он стоит по другую сторону стола, рука заложена за борт мундира, лицо надменное, и по нему не определишь, понимает он что-нибудь из того, что ему говорит Вольта, или нет. Члены комиссии в почтительных позах расположились вокруг, их черед еще не наступил. Наконец Вольта закончил, и слово получает Био. Он сообщает о результатах работы комиссии, которые полностью подтверждают выводы Вольты.

Графский герб и ордена, которыми награжден Вольта.

И здесь оказывается, что Наполеон вполне понял значение открытия Вольты. Не успел Био закончить свою речь, как Наполеон предложил присудить итальянскому ученому большую золотую медаль академии — как знак уважения Франции. Предложение шло вразрез с академическим уставом, но его поставили на голосование, и оно было принято единогласно. Вероятно, не потому даже, что высочайшие предложения не отвергают, — действительно Вольта поразил всех своим выдающимся открытием.

Кстати, Бонапарт оценил не только вклад Вольты, но и вообще значение этой новой области физики и, желая стимулировать ее развитие во Франции, на этом же заседании предложил учредить от имени академии две премии за лучшие работы по гальваническому электричеству: одну — большую, за капитальное открытие типа вольтовского, другую — малую, ежегодную. Правда, эта мера поощрения ничего не дала; по иронии судьбы в этой области физики французские ученые так ничего и не сделали.

Интерес Наполеона к Вольте не остался эпизодом. Бонапарту, человеку самому выдающемуся, импонировал немолодой уже ученый с лицом, как писано в одной старинной книге, «благородным и правильным, как у древней статуи, широким лбом, покрытым морщинами от глубоких размышлений, взором, выражающим и спокойствие душевное и ум проницательный». Наверное, докладывали Наполеону и о некоторых странностях Вольты, привыкшего к деревенской жизни. В Париже немало удивлялись, например, видя, как он ежедневно заходил к булочнику, покупал большой хлеб и медленно сжевывал его прямо на улице, поглощенный в раздумья и не обращая никакого внимания на прохожих. Но кто из великих людей не имел странностей? Это только подчеркивало их отрешенность от суеты мирской, их углубленность в собственные мысли, столь ценные для человечества.

Наполеону показалось мало одной медали, он в тот же день послал Вольте две тысячи золотых и возмещение дорожных расходов. И далее высочайшие награды продолжали сыпаться, как из волшебного рога изобилия: крест только что учрежденного ордена Почетного легиона, крест железной короны, членство в Итальянской консульте, управляющей родиной ученого, титул графа, звание сенатора Королевства Ломбардского — кому еще из ученых выпадало столько почестей за одно только открытие?!

К чести Вольты надо сказать, светский успех не вскружил ему голову, он всегда был чужд суете славы, всем дворцам и гостиным предпочитал свой кабинет и старался не покидать его без надобности. И, даже приезжая в Лион на заседание консульты или в Милан на заседание сената, он думал только об одном — как бы поскорее уехать домой. И за все время ни разу не пожелал выступить — это Вольта, один из лучших лекторов Италии! Значит, не из боязни косноязычия, а от нежелания заниматься чем-нибудь, кроме науки.