?

Log in

No account? Create an account
holonist [userpic]

СКАЗАЛ ВСЕСИЛЬНЫЙ: "ДА БУДЕТ СВЕТ". И СТАЛ СВЕТ. 2

January 19th, 2020 (07:02 pm)


Начало. 1.

                     Понимание разбивает на части
                     старые знания, чтобы построить
                     помещение для новых, которые
                     будут лучше соответствовать
                     реальности… Наука, подобно
                     Дао (Пути), побуждает нас
                     избавиться от всех заранее
                     представленных понятий.
                       (Тхит Ньят Хань. Обретение мира)


Я писал о том, как европейская наука с трудом преодолевала средневековые представления о природе вещества, через какие испытания она прошла, прежде чем получила представление о том, что все материалы взаимодействуют, соединяются и разъединяются, переходят друг в друга, и что у них есть общий атрибут - масса.

Получивший власть охлос ("пацаны") в 1794 году уничтожил одного из самых выдающихся людей Европы - Лавуазье, - который показал, что все виды вещества имеют общую природу. Была ещё одна область физики того времени, в которой царили представления,  аналогичные представлениям о веществе до работ Лавуазье: представление о силах.

Учёные различали силы механические, электрические, магнитные, скрытые в глубинах вещества химические... И считали, что эти силы никак одна с другой не связаны.

За три года до гибели Лавуазье, в предместье Лондона в семье кузнеца родился мальчик Фарадей. Подростком он стал переплётчиком. «Там было столько книг, — годы спустя говорил Фарадей другу, — и я их читал». Впрочем, чтение это было, что сознавал и сам Фарадей, фрагментарным — несколько страниц из одной книги, несколько из другой. Но иногда, оставаясь вечерами в одиночестве, он прочитывал при свече или лампе целые тетрадки из шестнадцати, а то и тридцати двух ожидавших переплета страниц. Когда Фарадею было двадцать лет, один из посетителей мастерской предложил ему билеты на лекции, читавшиеся в «Королевском институте». Сэр Гемфри Дэви рассказывал там об электричестве, о скрытых силах, которые должны существовать под внешней оболочкой видимого мира. Фарадей отправился на лекции и понял, что ему выпала удача увидеть жизнь намного лучшую, чем та, какую он вел, работая в мастерской.

Получилось так, что Дэви обратил на него внимание и нашёл ему место лабораторного ассистента. А когда Фарадею было без малого тридцать, ему досталась любопытная работа: попробовать объяснить открытие, сделанное в Дании. Там Эрстед обнаружил, что если пропустить по проводу электрический ток, стрелка лежащего поверх провода компаса слегка сдвинется в сторону. Но как может сила скрытого в металле электричества выскочить наружу и повернуть стрелку магнитного компаса?

Фрадей был официальным членом церкви, к которой многие годы принадлежали его родные. Это была буквалистская секта, именовавшаяся «зандеманианцами» — по имени Роберта Зандемана, который перевез ее в Англию. Зандеманианцы веровали в круг. Люди святы, говорили они, и каждый из нас имеет обязательства перед другими, на святости нашей природы и основанные. Я помогу тебе, ты поможешь еще кому-то, и так оно будет продолжаться, пока не замкнется круг. Фарадей в течение многих лет проводил значительную часть своего свободного времени либо в церкви, рассуждая об этих круговых отношениях, либо в работе, посвященной благотворительности и взаимопомощи.

В те времена понимания сути сил было совсем не таким, как сейчас. Студентам, будущим ученым, втолковывали, что любое сложное движение раскладывается на сочетание толчков и притяжений, которые распространяются по прямым линиям. Поэтому для них были лишь естественными попытки отыскать какие-то направленные по прямой притяжения между магнитами и электричеством. Однако этот подход не показывал, каким образом электрическая сила воздействует, пронизывая пространство, на магнетизм.

"Образование — это то, что остаётся после того, как забывается всё выученное в школе" - сказал А.Эйнштейн. Фарадею не требовалось забывать, он не был в плену прямых линий, по которым распространяются толчки и притяжения. Но он верил в круг. И Фарадей вертикально установил на столе магнит. Вера, в которой он был воспитан, внушала ему мысль о завивающихся вокруг магнита незримых круговых линиях. Если он прав, свободно подвешенный проводник, погружённый одним концом в ртуть, будет втянут в эти таинственные круги, как лодчонка в водоворот. Фарадей подключил проводник к батарее. И сразу же совершил величайшее открытие своего века - проводник вращался!

Он изобрёл первый электродвигатель!

Но не это было главное. Фарадей показал, что сила магнита в сочетании с силой электричества, превратилась в механическую. Он совершил с силами то, что совершил с веществом Лавуазье - показал их взаимосвязь.

С этого момента, хотя Фарадей, сделав ещё множество открытий и изобретений, в конце жизни отошёл от науки, концепция энергии уже вела собственную жизнь. Все на первый взгляд раздельные мировые силы медленно и величаво соединялись, чтобы создать огромное, единое царство Энергии. С тех пор, как Фарадей показал, что связаны даже электричество и магнетизм — два явления, считавшиеся совершенно различными, — сообщество ученых проникалось все большей уверенностью в том, что и для всех прочих форм энергии может быть подобным же образом установлено существование глубоких связей. Существовала энергия химическая, выделявшаяся при взрыве пороха, существовала тепловая энергия трения, которая высвобождается, когда тащишь груз по земле, — и между ними тоже имелась связь. Когда порох взрывается, высвобождаемая при этом энергия, которая порождает взрывную волну и заставляет камни лететь по воздуху, должна быть в точности той, какая покоилась в химическом обличии внутри заряда.

Когда вы захлопываете дверцу буфета, энергия расходуется на движение дверцы, и точно такое же количество энергии уходит из ваших мышц. А когда дверца закрывается, энергия переходит в подрагивание буфета, возникающее после удара дверцы, в тепло, порождаемое трением ее петель. И если вам приходится слегка упереться ногами в пол, чтобы не поскользнуться, захлопывая дверцу, Земля чуть сходит с орбиты, подпрыгивая вверх ровно настолько, насколько это необходимо, чтобы уравновесить ваше движение.

Вид энергии изменяется, однако полное ее количество остается в точности тем же самым.

Работа Фарадея была частью самой успешной исследовательской программы, какую знал девятнадцатый век. Каждое количественное преобразование энергии, обнаруженное Фарадеем и другими учеными, теперь можно было просчитать и промерить. И когда это делалось, результаты всякий раз подтверждали, что полное количество энергии осталось не измененным — оно «сохранилось». Что и получило название Закона сохранения энергии.

А через двадцать лет после смерти Фарадея, в 1895 году в кантональную школу города Аарау в северной Швейцарии, поступил Эйнштейн. Ему было тогда 16 лет, но уже тогда ему казалось, что его учителя не понимают сути того, о чем говорят. Энергия не была для них живой темой, требующей попыток понять, что она означает, прочувствовать те основные идеи, которыми руководствовались Фарадей и другие. Нет, для большинства их энергия и ее сохранение были просто формализмом, установленным набором правил.

Он проводил послеполуденные часы, попивая кофе со льдом в многочисленных кофейнях, читая газеты, валяя дурака с друзьями. Однако потом наступали тихие минуты, в которые Эйнштейн, размышляя о физике, энергии и многом ином, начинал улавливать намеки на то, чем не ладны воззрения, которые ему преподают. Все те типы энергии, которые различили установившие их взаимную связь викторианцы, — химическая, энергия огня, электрических искр и пороховых зарядов, — это лишь крошечная часть того, что, возможно, существует на самом деле. В девятнадцатом столетии царство энергии считалось огромным, однако пройдет лишь несколько лет, и Эйнштейн обнаружит источник энергии, в сравнении с которым даже самые лучшие, самые востребованные источники, открытые викторианскими учеными, покажутся карликами.

Comments

Posted by: chuka_lis (chuka_lis)
Posted at: January 21st, 2020 08:15 pm (UTC)

интересно изложено.

1 Read Comments