История физики, изложенная курам на смех
Шрифт:
Тем временем сделал свое открытие и Луиджи Гальвани. Вот какой забавный случай с ним произошел. Он, видите ли, был гурман. Впрочем, гурманов и без него хватало, а вот Гальвани был еще и пижон - в этом-то сочетании все дело. Он раз потребовал, чтобы для вкушания лягушачьих лапок ему подали не какие-нибудь там серебряные ножичек и вилочку, а чтобы ножичек - ладно уж, серебряный, но зато вилочку - непременно платиновую. Официант, предвкушая развлечение, не стал спорить. Едва Гальвани тыкнул свои орудия в недожаренные лапки, как этот деликатес сделал попытку сигануть из тарелки. “Что т...т...акое?”- обомлел Гальвани. “Да Вы же их просто гальванизируете, сеньор!”- объяснил ему официант, давясь от смеха. Так родилась электрофизиология...
В своей анатомической Гальвани зарезал целую партию лягушек и приступил к научно поставленным опытам. Вывод он сделал по тем временам ошеломляющий - у лягушки, дескать, есть такое же “животное электричество”, как и у электрического ската. “О, времена, о, нравы!- простонал, узнав об этом, Алессандро Вольта, который любил животных, а лягушек - особенно.- Дело здесь не в лягушке, а в двух разных металлах!” В доказательство своих слов Вольта продемонстрировал изящный опыт, в котором он, в отличие от Гальвани, остроумно использовал вместо лягушки собственный язык. Кстати, язык для этого не требовал отрезания и препарирования, он и так хорошо работал. “И все-таки неубедительно”,- возразил на это Гальвани и, чтобы доказать свою правоту, учинил над лягушкой такое, что препарированный образец трепыхался уже без прикосновений всяких там металлов. Этого Вольта уже не смог вынести, в связи с чем он и изобрел свой знаменитый столб - источник контактного напряжения. Возможно, что это изобретение спасло от преждевременной кончины не одну тысячу лягушек, поскольку Гальвани подумывал об их четвертовании в промышленных масштабах, чтобы смонтировать первую в мире электростанцию - при дворе Папы Римского. Тем не менее, борьба между “гальванианцами” и “вольтианцами” продолжалась еще довольно долго. И только В.И.Ленин впоследствии установил, что, не владея диалектическим подходом к вопросу, чушь пороли и те, и другие.
Но вольтов столб - это вам не стеклянный диск с меховыми обкладками, его вращать не надо! Для того, чтобы как следует отметить такое открытие, Вольта пригласил на кружку пива своих заграничных друзей - Ома и Ампера. Осушив свою кружку, Вольта расчувствовался. “Друзья!- воскликнул он.
– Эту нашу встречу надо увековечить!”-”И то верно, - подхватил Ампер.- А не сочинить ли нам всем вместе какую-нибудь формулку?”-”Только что нибудь попроще,- взмолился Ом,- а то я от радости плохо соображаю.”-”Не беда,- сказал Вольта,- один Ампер чего стоит!”-”Один Ампер чего стоит?- задумчиво повто- рил Ампер.- А вот чего стоит один Ампер!”- воскликнул он и набросал свой вариантец. “Вот это да!- выдохнул Вольта.- Но как же мы назовем этот - без преувеличения сказать - закон?” И здесь-то, к сожалению, друзья чуть было не перессорились! В итоге решили тянуть жребий, и Ому, как обычно, повезло.
Между тем Эрстед уже давно обращал внимание, что во время гроз пахнет не только озоном, но и крупными открытиями. Он собрал богатую статистику случаев перемагничивания стрелки компаса вследствие удара молнии - итог одного из таких случаев и является сюжетом знаменитой картины И.Репина “Приплыли”. Но, позвольте, господа, ведь молния - это электричество, а компас - это магнит! Значит, электричество и магнетизм как-то связаны! “Еще бы они не были связаны,- живо откликнулся Ампер.- Причем не “как-то”, а очень даже: весь ваш магнетизм - это электричество и есть!”- “Как это?”- похолодел Эрстед. Ампер немного подумал и объяснил: “Понимаете, электрический ток - это движение электричества, а магнетизм - это просто кольцевые токи, и ничего больше.”- “Но я надеюсь,- осторожно заметил Эрстед,- что под кольцевыми токами Вы подразумеваете всего лишь токи по кольцевым проводникам, а вовсе не орбитальное движение электронов в атомах?” -”Разумеется,- улыбнулся Ампер.- Не будем забегать вперед.”
Благодаря открытиям Эрстеда и Ампера лаборатория Фарадея была оборудована по последнему слову: провода-провода-проводочки, магнитики, включатели и выключатели. Гальванометры тогда были в большом дефиците, поэтому экспериментаторы нашли остроумный выход. Они наловчились проверять наличие электрического напряжения на ощупь, причем для повышения чувствительности срезали себе кожу на кончиках пальцев. В общем, жалко было на них смотреть, на издерганных. Кстати, в биографии Шерлока Холмса есть эпизодик на эту тему. “Холмс, только послушайте, что писал “Санди Телегрэф” пятьдесят лет назад,- начал, как обычно, Ватсон.- Новости из Королевского института. Майкл Фарадей доказал тождественность всех видов электричества: “животного”, “магнитного”, гальванического, термоэлектричества, а также электричества, возникающего от трения. Как же это ему тогда удалось?”- “Элементарно, Ватсон!- без усилия объяснил Холмс.- Все они дергали одинаково!”- “Боже мой, Холмс,- проговорил обалдевший Ватсон,- неужели и это - с помощью дедукции?”- “Да, мой друг. Кстати, о дедукции. Хотите знать, что еще сделал Фарадей? Он открыл явление, которое я бы назвал электромагнитной дедукцией, в честь моего метода. Но Майкл, конечно, поступил наоборот.” - “А Вы слышали, Холмс, однажды Фарадею понадобилось несколько электрических зарядов. Как быть? Голыми руками их не возьмешь! Так он снял свой цилиндр, обклеил его изнутри фольгой и наловил их, сколько надо. Все после него так делают...”-”Занятно”,- пустил колечко дыма Холмс.- “А еще,- несло дальше Ватсона,- как-то раз он насыпал железные опилки прямо на силовые линии магнита, и линии натяжений в эфире стали всем очевидны!”- “Знаете, Ватсон,- прищурился Холмс,- я бы не торопился с такими фундаментальными выводами!”- и они по-дружески расхохотались.
Но мы немного отвлеклись, вернемся же к делу. Как и великие электрики, великие атомисты тоже время даром не теряли. Раз в таверне Авогадро, перебравши совсем капельку, имел неосторожность похвастаться дружку насчет остроты своего зрения - могу, дескать, различать отдельные молекулы. Дружок, хотя и не был физиком, сразу рюхнул 1, какую из этого можно извлечь выгоду. “А слабо тебе, Амедео, пересчитать молекулы в одном моле идеального газа при нормальных условиях?”- закинул он удочку и, видя, что Авогадро клюнул, подзадорил его: “Спорим на десять лир, что ни за что не сосчитаешь!”- “Это я-то не сосчитаю?!- загорелся Авогадро.- По рукам! Тащи сюда свой моль при нормальных условиях!” Ну, дальше сами знаете. Авогадро был очень гордый, отступать он не привык. Короче, считать ему пришлось всю оставшуюся жизнь. Число, которое получилось в итоге, теперь носит его имя - в знак признательности за этот титанический труд.
Тут-то и подошло времечко открытия фундаментального закона природы - закона сохранения и превращения энергии. Физики, понимавшие, какое огромное значение будет иметь этот закон, осторожничали и не торопились с публикациями на этот счет. Тем временем доктор медицины Майер установил этот закон на основе обыкновенных клинических наблюдений. Ничтоже сумняшеся, он сразу настрочил несколько работ, причем кое-что издал даже за свой счет. Но, разумеется, уважающие себя физики не читают всякую околофизическую чушь, которую сочиняют представители других специальностей. “Клистирная трубка - а туда же, в физику, суется”,- прикидывают они, не замечая здесь досадной двусмысленности. Поэтому, когда Майер узнал, что закон сохранения энергии открыл, оказывается, Джоуль, а затем - ба!- еще и Гельмгольц, то он сдуру расстроился и решил побороться за свой приоритет. Тут уж уважающие себя проявили надежную профессиональную солидарность и не напрягаясь затравили возмутителя спокойствия до тяжелого нервного расстройства. И правильно, а то, как говорится, пусти козла на капустные грядки...
Дальше дела пошли еще веселее. Взять хотя бы случай Уатта - мощный был мужик! Как лошадь. Собственно, потому он и предложил соответствующую единицу мощности - лошадиную силу. Сразу видать, что по себе судить привык. Уязвленные коллеги, естественно, не долго медлили с ответными мерами. Сговорившись, они сконструировали единичку мощности - так себе, раз в семьсот меньшую, чем лошадиная сила, и назвали ее ради хохмы в честь Уатта! Не высовывайся-де в другой раз. Кстати, в русскоязычных научных кругах эта единичка зовется вовсе не “уатт”, она зовется “ватт” - чтобы не путаться.
Так вот, пока ученые мужи плавили, кипятили и испаряли различные вещества, травили Майера, совершенствовали термометры и спорили, чья шкала температур лучше, между всеми этими делами как-то незаметно в семье разделов физики появилась на свет еще одна сестричка. Старшие сестры глядели-глядели на младшенькую, так ничего и не поняли и в конце концов махнули на нее рукой. Она в самом деле была какая-то странная - имела дело с совершенно, на первый взгляд, нефизическими величинами. Ведь - откройте любой учебник - физической величиной называется то, что можно измерить. А кто, простите, изобрел энтропиметр? Или хотя бы энтальпиметр? Открою секрет - таких приборов нет. И не предвидится. Так что же, энтропия и энтальпия (список неполный) - это нефизические величины? А вот и не угадали, они - натуральным образом физические! А что не измеряются - так это как раз то исключение, которое лишь подтверждает правило. И, представляете, вот эти простые вещи пришлось растолковывать старшим сестрам, чтобы они относились ко младшенькой, как к родной! Ну, дуры просто. Да еще им, видите ли, не понравилось, как ее нарекли. Действительно, когда счастливые отцы новорожденной собрались на семейный совет по этому поводу, то приключился небольшой конфуз. Было предложено назвать ее красивым именем - Термодинамикой. “Но, господа,- робко возразил какой-то отец.- Взгляните на это дитя! В ней же нет ни одной производной по времени! Какая же она динамика?” - “Оно конечно,- был ответ,- ей бы больше подошло имечко Термостатика. Но, во-первых, это... неприлично. Не дай бог подумают, что это от слова “термостат”. А во-вторых, все, кому не лень, будут потом зубоскалить, что мы, дескать, не знали диалектики. Так что, господа, предложение остается в силе.” А что, имя-то взаправду красивое!
Короче, так или иначе, а поначалу младшенькую недолюбливали. Одна за локон ее дернет, другая - ножку подставит. “Зря вы так, сестрицы милые,- плакала Термодинамика.
– Вот ужо, погодите, будет у нас еще одна сестра...- У нее случайно открылся дар, гм, научного предвидения.
– Звать сестру будут Механика, но Механика не простая, а Хитромудрая... И тогда бегите ее, ибо она суть волк в овечьей шкуре... не то будет великий плач и скрежет зубовный...”- “Типун-те на язык, дефективная”,- говаривала на это Механика Классическая, не подозревая, что за такие родственные чувства когда- нибудь аукнется. Но Термодинамика лишь тихо вздыхала в ответ и только однажды молвила так: “Истинно говорю вам: необратимы деянья ваши”. Сестры от изумления разинули ротики; первой опомнилась Классическая Механика: “Необратимого не бывает! Ежели кто бросит в меня камень, который полетит по параболе, а я этого не стерплю, так и в обратную он полетит по той же параболе!”- “Конечно,- тихо сказала Термодинамика.- А вот тепло души само по себе переходит только от более нагретого тела к менее нагретому.”
Папаши не могли нарадоваться на такую не по годам умницу, но чужие дяди их восторгов совсем не разделяли. “Послушать, что она мелет, так с ума сойти можно,”- говорили они друг другу. Выходила действительно какая-то несуразица: если теплота является движением отдельных молекул, которое подчиняется обратимым механическим законам, то почему же в совокупности это движение уже необратимо? Так все и посходили бы с ума, если б не Больцман. Он как-то неосторожно выпустил фразочку, которая впоследствии стала крылатой: “Статистика знает все”. Поэтому к нему-то и обратились - давай, мол, если такой грамотный. И, знаете, не ошиблись, этот великий комбинатор в грязь лицом не ударил! По статистике, оказывается, необратимый процесс - просто наиболее вероятный из всех возможных. То есть, чудеса, в общем-то, случаются, но - чем чуднее, тем реже. Просто, как все тривиальное! Разом вернулись к жизни все бывшие пессимисты, которые рассуждали так: если тепло переходит от горячих тел к холодным... то рано или поздно все тела станут теплыми... и всем нам будет крышка... (которую они сговорились называть “тепловой смертью Вселенной”). Ясно же, что ничего чуднее этого не бывает, значит, этого не бывает никогда.