Чтение онлайн

В следующей главе будет показано, что торричеллева пустота еще не совсем пустота; это не только не математический вакуум, но еще и не физический вакуум. Ртуть в приборе Торричелли удобна потому, что это — жидкость, обладающая большим удельным весом (тяжелая), и, следовательно, столбик барометра будет не слишком высоким. Если бы ртуть заменить водой, то столбик барометра имел бы длину не 760 мм, а свыше 10 м.

Французский физик Эдм Мариогт (1620–1684) был разносторонним ученым. Он занимался оптикой, дифракцией света, гидравликой, но более всего известен своими исследованиями свойств газов. Возможно, мы и не упомянули бы его имени в этой книге (к сожалению, нет возможности назвать имена всех или хотя бы большинства заслуживающих этого ученых), но имя Мариотта так часто встречается в школьных и вузовских учебниках физики, что у читателей, возможно, могли бы возникнуть вопросы: а где же Мариотт? Почему нет Мариотта? Тем более что Мариотт действительно заслуженный ученый. В одно время с Р. Бойлем (о работах которого будет сказано ниже) и независимо от него Мариотт установил закон, согласно которому объем газа при постоянной температуре обратно пропорционален его давлению, или произведение удельного объема газа на его давление при неизменной температуре есть величина постоянная, т. е. при t = idem pv = const, где р — давление газа, V — удельный объем, t — температура.

Этот хорошо известный закон носит название закона Бойля — Мариотта и во многих случаях — но далеко не всегда — удовлетворительно выполняется. Остается добавить, что Мариотт был одним из первых членов Парижской Академии наук.

Английский химик и физик Роберт Бойль (1627–1691) родился и провел свое детство в замке Лисмор (Ирландия), в семье герцога Корского — богатого и удачливого авантюриста. Он закончил известный колледж в Итоне на р. Темзе, совершил путешествие по Италии, Франции, несколько лег учился в Женеве. Как и многие его сверстники (Паскаль, Стено [182] ), Бойль попал под влияние религии. Но жизненная линия Бойля этим не определилась. Он вел аскетический образ жизни (может быть, этому содействовало его слабое здоровье), не участвовал в войне (а именно в это время в Англии велась гражданская война, республиканцы во главе с Кромвелем наносили королевской армии одно поражение за другим) — все его интересы были связаны с наукой.

Вернувшись в Англию, Бойль активно участвовал в деятельности так называемой «невидимой коллегии» — некоем прообразе Королевского общества, — обосновавшейся в Оксфорде, но проводившей свои заседания то в Оксфорде, то в Лондоне, за что она и получила свое наименование.

В 1663 г. официально было основано Лондонское королевское общество, одним из главных инициаторов образования которого был Бойль. В 1680 г. Бойль, получивший в 1665 г. степень почетного доктора физики Оксфордского университета и с 1668 г. обосновавшийся в Лондоне, был избран президентом Королевского общества, но отказался от этого поста.

Дж. Бернал пишет: «Бойль, несомненно, представлял собой центральную фигуру в Королевском обществе начального периода его существования, подобно тому как Ньютон был центральной фигурой в период его расцвета» [183] .

Ближайшим другом и первым помощником Бойля долгое время был разносторонний ученый и блестящий экспериментатор Роберт Гук (1635–1703) — сын священника с острова Уайт. Дж. Бернал пишет: «Если бы Гук имел более обеспеченное общественное положение и не страдал от своего уродства и хронических болезней, он не был бы таким обидчивым, мнительным и сварливым человеком и его выдающаяся роль в истории науки получила бы полное признание. Если Бойль представлял собой душу Королевского общества, то Гук был его глазами и руками. Он был величайшим физиком-экспериментатором до Фарадея и, подобно ему, не имел математических способностей Ньютона и Максвелла. Гук интересовался механикой, физикой, химией и биологией. Он изучил упругость и открыл то, что называется законом Гука: ut tensia sic via (растяжение пропорционально силе) [184] ; он изобрел круговой пружинный маятник, применение которого сделало возможным создание точных часов и хронометров…» [185] .

Возвращаясь к Бойлю, следует сказать, говоря словами Дж. Бернала, что он не имел ни данных крупнейших экспериментаторов Гука и Фарадея, ни выдающихся математических способностей Ньютона и Максвелла. Тем не менее он сделал для науки очень много. По своим научным интересам и знаниям Бойль был ученым-энциклопедистом.

Так в чем же основная заслуга Бойля? Бойль положил начало преобразованию химии в самостоятельную науку. Он дал определение элементу вещества как простому телу, которое уже не может быть разделено на другие, более простые тела. Другими словами, химический элемент, по Бойлю, это предел качественного деления вещества. Бойль категорически отвергал господствовавшее со времен Аристотеля утверждение, что огонь якобы является универсальным анализатором тел, что с его помощью (при горении) можно только разделять тела на более простые, но нельзя получать тел более сложного состава.

Бойль считал несостоятельным исходящее еще от Аристотеля утверждение о четырех стихиях (огне, воздухе, воде и земле). Он также не признавал учения Пара-цельса [186] о трех началах: сере, ртути и соли. В своих исследованиях Бойль использовал методы количественного и качественного анализа, ввел в практику исследований взвешивание. Одним словом, Бойль, как уже сказано, начал преобразование химии в науку.

Одновременно с Мариоттом и независимо от него Бойль, как уже говорилось, открыл газовый закон, известный теперь как закон Бойля — Мариотта.

Французский ученый Блез Паскаль (1623–1662) был математиком, физиком, писателем и религиозным философом. Он родился в г. Клермон-Ферране, в семье математика Э. Паскаля. В 1655 г. Блез Паскаль поеелился в янсенистском [187] монастыре в Пор-Рояле, представлявшем тогда собой центр буржуазной оппозиции против католической церкви и абсолютизма.

Еще в детском возрасте Паскаль проявил большие способности к математике, развитию которых способствовал его отец. В области математики Паскаль считал себя учеником геометра и архитектора Жирара Дезарга, идеи которого после его смерти получили признание, но который при жизни не пользовался почти никакой известностью. Паскаль работал в области арифметики, теории чисел, алгебры и теории вероятностей. В трактате «О характере делимости чисел» он изложил признаки делимости одних чисел на другие, в том числе с использованием суммы цифр делимого. Имеют большое значение математические труды Паскаля, в которых он изложил способ определения числа сочетаний из n чисел по m, привел основные положения теории вероятностей, дал интегральные методы определения площадей фигур, объемов тел и их поверхностей.

Физические работы Паскаля пользуются широкой известностью до настоящего времени, а его закон гидростатики, согласно которому произведенное внешними силами давление на поверхность жидкости передается жидкостью одинаково во всех направлениях, изучается даже в школе (рис. 8).

Рис. 8. Прибор, иллюстрирующий закон гидростатики Паскаля.

В «Трактате о тяжести массы воздуха» Паскаль привел данные о том, что плотность воздуха становится тем меньше, чем па более высоком уровне от поверхности Земли производятся измерения, и что показания барометра зависят, кроме того, от состояния воздуха — его температуры и влажности и поэтому барометр может служить прибором для предсказания погоды.

Философские взгляды Паскаля противоречивы. С одной стороны, он считал, что человека охватывает страх, как только он понимает, что находится между двумя бесконечностями: бесконечностью Вселенной и бесконечностью (огромной сложностью) ее любого элемента — большого и малого. Паскаль видел необходимость смирения, ограниченность разума, веры. Но, с другой стороны, Паскаль был не согласен с тем, что человек обречен на незнание Вселенной, в которой он живет, Его силы малы, считал Паскаль, но они есть. Пожалуй, можно сказать, выражаясь современным языком, что оптимизм Паскаля не был сбалансирован с его пессимизмом.

«Письма провинциалу», выпущенные Паскалем в свет под псевдонимом Л. Монтальта, по мнению многих литераторов, являются шедевром французской сатирической прозы. В них дана резкая критика лицемерия иезуитов. Письма подверглись осуждению со стороны церкви.

Выдающийся голландский математик, механик и физик Христиан Гюйгенс (1629–1695), современник Галилея и Ньютона, родился в Гааге, в семье писателя и политического деятеля. Образование получил в нидерландских университетах городов Лейдена и Бреды.

Его первые научные статьи касаются вопросов математики. Одна из них была посвящена строгому определению числа — отношения длины окружности к диаметру; другие касались вычисления длины дуг окружности, эллипса, гиперболы.

Гюйгенсу была свойственна одна очень важная черта научного творчества: связь сложнейших вопросов теории и практики, например разработка новой волновой теории света и совершенствование конструкции телескопа, новые астрономические наблюдения и изобретение часов с маятником (что, кстати, пытался сделать Галилей), дающих возможность измерять время с гораздо более высокой, нужной для астрономии точностью.