In memory of Faraday. (To the centenary of the discovery of electromagnetic induction).

Abstract

The centenary of Mikhail Faraday's discovery of the phenomenon of electromagnetic induction, which turned 2/X 31, obliges us to remember with a sense of gratitude the author of this colossal discovery.

Full Text

Исполнившееся 2/Х 31 г. столетие со дня открытия Михаилом Фарадеем явления электромагнитной индукции обязывает нас вспомнить с чувством благодарности автора этого колоссальной важности открытия.

Его жизнь—человека, но получившего систематического образования, не имевшего диплома, до 22 лет пробывшего переплетчиком, человека, который своими собственными силами втечение короткого времени превращается в одного из величайших физиков XIX столетия—имеет для нас еще и то значение, что он был предан своей науке до забвения своих материальных интересов, до забвения всех тех вполне заслуженных научных почестей, которыми он .имел право гордиться. „Простота его сердца, его горячая любовь к истине, нее сочувствие всякому наивное удивление перед других, его врожденная коль скоро речь заходила об открытиях, его благородная душа, его независимость и душевная твердость- все это сообщало несравненную привлекательность физиономии знаменитого физика. Такими словами знаменитый французский академик Дюма 18/V 1868 г. охарактеризовал в торжественном заседании Парижской Академии Наук Фарадея, бывшего членом ее. II действительно, знакомясь с жизнью Фарадея, начиная с 22/IХ 1791 года, когда в Лондоне, в бедной семье кузнеца Джемса Фарадея родился третий ребенок — мальчик, названный Михаилом, велеть до того жизни, с ослабленной памятью, смешивающий действительность с продуктом своей фантазии, быстро угасал, мы видим постоянные подтверждения- той характеристики, которая дана Фарадею Дюма и которая нас заставляет посвятить несколько страниц этому замечательнейшему и даровитому физику-самоучке, давнему так много человечеству.

М. Фарадей

Жизнь на заднем дворе, над конюшнями, где была квартира Фарадеев,, отсутствие какого-либо воспитания, уличная жизнь на ближайшей площади, где »аленький Фарадей играл в камушки со своей сестренкой, казалось бы должны были повлиять на мальчика в другую сторону, но то обстоятельство, что маленький Михаил был предоставлен самому себе выковало из него самостоятельного, настойчивого, любознательного ребенка, который, окончив первоначальную школу 13 лет, сам выбрал себе профессию переплетчика, чтобы можно было учиться, читая отдаваемые в переплет книги. Из числа книг, о которых упоминает в позднейшее время Фарадей, на него произвели впечатление популярные разговоры о химии г-жи Марсэ и Encyklopedia Britannica, а в ней, главным образом, те статьи, где говорилось об электричестве. Раннее впечатление об электричестве и связанных с ним явлениях наложили на научные интересы Фарадея своеобразный оттенок, которому он был верен все время своей жизни и научной деятельности. Чтение серьезных книг, посещение лекций Татума, положили начало той любви к науке, тому безкорыстию, которое отличает потом Фарадея, как великого ученого. Научившись на Чтении книг, как говорит Фарадей в одном из своих писем, верить только фактам, он, начиная свое самообразование, стремится проверять опытом сообщения других, критически к ним относиться. Еще мальчиком он начинает проделывать опыты по химии и физике, покупая на свои случайные заработки, так как он не получал ничего, живя у переплетчика Рибо, разные химические вещества, строя гальваническую батарею и т. д. От этого времени жизни Фарадея остался детский труд, озаглавленный: „Философский сборник статей, заметок, событий, приключений и т. д., относящийся до искусств и наук и собранных из газет, обозрений, журналов и других сочинений, с целью содействовать удовольствию, самообучению и также укреплению и разрушению теорий, распространенных в ученом мире. Составил М. Фарадей от 1800 до 1809 года“. Так с 9 лет мальчик Фарадей начал уже работать. Посещение в 1812 году лекций известного тогда химика Дэви заставляет Фарадея серьезно задуматься над тем, чтобы посвятить себя науке. После письма по совету друзей к президенту королевского института Беиксу, на который он получил отказ, и вторичного письма к самому Дэви, ему удалось с большим трудом получить у последнего место ассистента. Место, которое было предоставлено Фарадею, хотя и носило громкое название ассистента, немногим отличалось от служительского, так как обязанности последнего состояли в том, чтобы подавать Дэви приборы, их убирать, мыть посуду и т. д.

Тридцать рублей жалованья eгo особенно не прельщали, и он согласился бы на еще меньшее вознаграждение, лишь бы только заниматься наукой. Интересный штрих жизни Фарадея, что уже первый день своей службы он занимался извлечением сахара из красной репы и приготовлением сероуглерода, а на другой день он уже стал продолжать опыты начатые Дэви над соединением хлора. Поранения руки при этих опытах не останавливали Фарадея. Работая в лаборатории Дэви и одновременно слушая лекции в Институте, Фарадей развил в себе критическое отношение как к самому себе, так и ко всему получаемому извне. Путешествие 1813 года по Европе, где Фарадей получил большой запас впечатлений, имело для него важное образовательное значение. Оно же выковало у него большую выдержку, так как его положение вовремя путешествия при Дэви и особенно при его жене, которой он должен был служить в полном почти смысле лакеем, было унизительно, и только его любовь к науке и боязнь потерять ассистентское место у Дэви и вместе с тем возможность заниматься наукой заставили его, скрепя сердце, переносить его неприятное положение. Это единственное путешествие, сделанное Фарадеем, было первым и, пожалуй, последним его непосредственным соприкосновением с жизнью, так как в последующей жизни он посвятил себя исключительно научным занятиям, не имея возможности отдавать себя жизни. После путешествия, в 1815 году он занимается опять в лаборатории у Дэви, с января 1816 года читает популярные лекции в Философском обществе по химии и физике, основывает кружок по самообразованию. Женитьба в 1821 г. на мисс Бернард заканчивает этот первый подготовительный период времени, когда он назначается смотрителем дома Королевского Института, а потом и директором химической лаборатории. Первые открытия составившие Фарадею сразу почетное место среди физиков, были произведены в 1821 году.

Та услуга, которая была оказана Фарадеем человечеству открытием и изучением большого количества разнообразных электромагнитных явлений, принадлежит к числу тех заслуг, которые нельзя оценить с материальной точки зрения. Фарадей дал в руки человечеству такую силу, которая расширяет господство его над природой, изменяет природу до пределов, о которых до его открытий оно не могло и мечтать. Первая работа об электромагнитном вращении в 1821 году и работы 1823 года над сжижением хлора и других газов—начало многочисленных открытий Фарадея. В 1824 году, Фараде й, несмотря на то, что Дэви был против, был выбран членом Королевского Института, а в следующем году он уже директор лаборатории Королевского Института.

Главный плодотворный период его деятельности с 1830 по 1840 год. когда он открывает электромагнитную индукцию и законы электролиза. В 1840 году Фарадея постигла нервная болезнь, которая прекратила его плодотворную работу на пользу человечества до 1845 года, а в период времени с 1845 года по 60 год он дал свои последние открытия—магнитное вращение плоскости поляризации и явления диамагнетизма. За последние работы ему были присуждены две медали—Румкерфова и Королевская. Но такая напряженная деятельность не прошла даром Фарадею, и болезнь 1840 года была предупреждением, а с 1860 г. он совершенно прекращает свою научную деятельность, хотя паука его все время интересовала и любимый его ученик Тиндаль, которого он одного только и принимал в последние годы своей жизни, постоянно держал его в курсе всех научных открытий. Умер Фарадей 26 августа 1867 года.

Та общая картина открытий, сделанных Фарадеем, которую мы хотели бы нарисовать, конечно, будет страдать неполнотой ввиду многочисленности и важности их. Этого мы и не пытаемся сделать здесь. Мы должны, главным образом, затронуть и оценить те великие открытия Фарадея, которые оказывают теперь громадные услуги человечеству, без которых немыслима современная культура цивилизованного мира.

Главное открытие Фарадея в области магнетизма и электромагнитной индукции (1831 год), а также установление законов электролиза. Около них, можно сказать, сгруппированы и другие открытия, как то: открытие токов самоиндукции и токов в сплошных телах, открытие магнитных силовых линий, установление действия магнетизма на все тела, открытие явления диамагнитизма, магнитное вращение плоскости поляризации света, исследования над электричеством, получаемом от трения, электромагнитном вращения и др. Особо стоят его работы над сжижением газов, положившие начало огромной технической области применения сжатых и жидких газов в технике и промышленности.

«Еще Алтер показал, что магнитное действие есть только особая форма электромоторных действий», пишет Уэвелль в своей „Истории индуктивных наук“ (т. III, стр. 132), „и что в этой форме действия и противодействия равны и противоположны... Из этих положений почти неизбежно вытекало, что магнетизм может производить электричество, подобно тому, как электричество повторяет все действия магнетизма“. И действительно, в 1825 году Фарадей хотел сделать опыт возбуждения тока в соседней проволоке посредством индукции, подобно тому, как это можно сделать с помощью кондуктора, заряженного электричеством. Опыт на удался. Не удался он и Колладону, швейцарскому физику, делавшему его так, как делаем это теперь мы на демонстрациях, по чистой случайности. И только осенью 1831 года Фарадею удалось получить индукцию токов. Ее он заметил по возникновению тока в замкнутой катушке, вблизи которой в соседней проволоке замыкался или размыкался ток. Дальнейшие опыты были с удалением и приближением проволоки, по которой идет ток, а также и с движением магнита.

Что действительно Фарадей сознательно стремился к этому открытию, служит доказательством его запись в записной книжке от 1822 года, где говорится: „превратить магнетизм в электричество“. И тотчас же, открыв явление электромагнитной индукции, Фарадей строит так называемый „Фарадеев диск“—этот прототип машин, дающих постоянный ток, предугадывая, как он пишет, что „полное развитие машины явится позже“, что и случилось через несколько месяцев после его открытия. Это была машина Пикса и Дель Негро.

Явление индукции было связано с теми представлениями магнитного поля, которые Фарадей ввел ввиде магнитных силовых линий и которые в то время современным ученым показались совершенно неприемлемыми. Так далеко Фарадей этим опередил современное ученье об электричестве. И только через 50 лет эти представления Фарадея о магнитном поле были оценены и дали такие плоды в науке и технике.

То, что нам кажется теперь таким обычным, что проделывают без труда школьники, так просто, что казалось: как это так долго не могло быть открытым, могло быть открыто только гением Фарадея. Теперь мы не мыслим себя без индукционного электричества. Только одно оно способно дать нам те колоссальные количества энергии, которыми мы пользуемся на наших фабриках и заводах, телефоне, радио и т. п. II поскольку без индукционного электричества не обходится ни одна точная наука, постольку открытие Фарадея в науке имеет то значение всеобщности, легкости, доступности, которое оно занимает среди других способов получения электричества. Мы но мыслим ни одной физиологической лаборатории без санного аппарата Дюбуа Реймона, а ведь там действует то индукционное электричество, которым мы обязаны Фарадею. Действием того же электричества пользуется медицина, отличая его от старых способов именем фарадизации, не способных к таким градациям, к которым способны индукционные приборы, дозволяющие от самых деликатных прикосновений переходить мгновенно к самым сильным сотрясениям и к прижиганиям. А клинические установки с быстро-переменными токами d’Aгsопvа1’я, установки Tеs1а, Uden’a, все учение о лечении этими токами, вся диатермия—что это? Применение и дальнейшее развитие открытия Фарадея! Все сложные лечебные аппараты, все установки Рентгеновских лучей с аппаратами индукционными и трансформаторными— разве все это не есть развитие того же великого открытия Фарадея индукции токов?

Говорить о колоссальности открытия Фарадея для энергетики, электропромышленности—значит ломиться в открытую дверь. Обратимость динамо-машин—превращение электрической энергии в механическую с большим коэффициентом полезного действия—опять развитие того же открытия Фарадея, о чем мы как то забываем и что кажется нам таким простым. Его открытие действительно так велико, что кажется простым, как все великое. За его простотой мы забываем то великое, что заключается в нем. И даже трудно себе представить то «состояние культуры, которое было бы в настоящее время, не открой Фарадей явление индукции. Диалектика нам говорит, что не сделай этого Фарадей, оно было бы осуществлено кем-либо другим, потому что идеи индукции токов носились в воздухе, но все же до Фарадея многие пытались это сделать, но не получили желаемых результатов. Сделать все же удалось это Фарадею. Так, вся электротехника, все ученые об электрических машинах—есть естественный вывод S3 открытия Фарадея индукции токов. Вся наша электрофикация, наш Советский строй тесно связаны с индукцией токов.

Не менее велико значение второго цикла работ и открытий Фарадея, «вязанных с областью химии. Его имеющие громадное значение законы электролиза, установленные в 1834 году, введение понятий—ион, катион, анион, вся современная терминология имеет для химической промышленности колоссальное значение. Хотя в этой области Фарадей славу делит со своим учителем Дэви, тем не менее нужно по справедливости указать, что Фарадей в этой области установлением количественных законов электролиза сделал исключительное дело.

В связи с этими открытиями стоят и работы Фарадея над вопросами электростатики. Работы в этой области имеют такой же большой интерес, как и see вообще работы Фарадея. Здесь Фарадей дал те воззрения на природу диэлектриков, которые и сейчас составляют основу всего ученья об электричестве. «Ставя на соответствующее место ученье о среде, как о носителе и передатчике электрических сил, Фарадей своими взглядами, не получившими математической обработки, не мог свои представления о среде сразу ввести в науку. И только в 70-ых годах Максвелль, дав полное математическое толкование идеям Фарадея, показал, как велика была идея Фарадея о среде.

Нельзя обойти, вспоминая Фарадея, и те его работы, которые были сделаны в период после его болезни, после 3845 года, имеющие громадное научное значение, работы и открытия, связывающие область света с областью электричества—это магнитное вращение плоскости поляризации света, а так же работы по магнетизму, приведшие его к открытию диамагнитизма. Последние работы не так известны широкой публике, ибо они затрагивают чисто научные проблемы о единстве двух мировых факторов—электричества и света, но они так же велики, как те открытия, которые так быстро были введены в жизнь, в технику, промышленность.

Научное наследство Фарадея так велико, что упомянуть только о всех его уже установленных и открытых фактах электрических и магнитных явлений—значит составить многие десятки страниц простых перечислений. Если многие явления и факты из области электричества были только указаны Фарадеем, но не доказаны, не проверены, вина—в той слабой технике эксперимента, которая была во время Фарадея. Последнее обстоятельство с очевидностью показывает ту громадную роль техники, которую она имеет для науки.

Не полным было бы утверждать, что гений Фарадея занят был исключительно в тех областях электричества, о которых мы упомянули. Он интересовался и занимался вопросами общего характера, как напр. о природе вещества, соотношением между атомом и пространством, вопросом об эфире, как носителе сил. В последние годы его жизни он особенно интересовался вопросом о том, нужно ли время для распространения магнитной силы, но не решил, так как силы его падали. Не чужд был Фарадей и работам в других, я бы сказал, чисто технических областях. Так, в 1825 году он совместно с Гертелем и Доллондом работает над приготовлением и исследованием свойств оптических стекол; ему принадлежит открытие бензола и бутилена; с 1836 г. работает Фарадей бессменно втечение 30 лет научным сотрудником управления маяков, оставив за время работы до 19 работ в этой области.

Жизнь Фарадея была так скромна, что для пишущего его биографию приходится исключительно говорить о его открытиях, а не о событиях его личной жизни. В них состояла вся жизнь Фарадея. Его работа, начинаясь с раннего утра в лаборатории, там и кончалась. Так он провел всю свою жизнь. И в этом, конечно, секрет его многочисленных открытий, которые были сделаны им. Его личные качества, как человека скромность, снисходительность, почти любовное- отношение к противникам, совершенное отсутствие зависти и бескорыстие, что нужно подчеркнуть, делают образ Фарадея исключительно симпатичным, близким и родным нам человеком.

Его научная работа с утра целый день до поздней ночи происходит под флагом того порядка и чистоты, которые были свойственны Фарадею. Не доверяться памяти, все записывать с упорством, не доверяясь внешнему импульсу— выказывают в Фарадее немецкое упрямство. Творчество Фарадея было своеобразным, ему только присущим актом. Размышления в ходьбе целыми днями по комнате, он творил и открывал. Ходил и изобретал. Результатом его творчества был не обычный чисто эволюционный шаг вперед, а громадный прыжок, который далеко оставлял впереди всех его предшественников. Поэтому-то его открытия были неожиданными для его современников, так как они не могли- поспевать за полетом его мысли. К этому нужно прибавить, что идеи, зародившиеся в его мозгу во время его размышлений. Фарадей тотчас же проверял опытом. И его опыты были так поставлены, что в большинстве случаев он ожидая совершенно точного подтверждения своих мыслей. Умение сконцентрировать свое внимание исключительно на одном предмете и в тоже время ничего не упускать— черта, свойственная гениальным людям, каким был Фарадей. Фарадей не увлекался умозрением, гипотезы для него служили только орудием для отыскания истины. Гипотезы, которые выдавались за истину, Фарадеем встречались неодобрительно. Отсюда его отношение к сомнительному знанию, когда он говорит: „лучше не знать совсем, чем будто бы знать, без уверенности, что действительно знаешь“. Непризнавание авторитетов, которые ограничивали бы свободы мысли— делали из Фарадея, как говорит его ученик Тиндаль истинного демократа. Ценя науку, Фарадей, все года желал, чтобы научные знания были общим достоянием. В этом отношении изучению естественных наук он придавал огромное значение в воспитании. И сам принимал живое участие в чтении популярных лекций.

Интересны взгляды Фарадея в отношении науки к религии, которые он считал областями совершенно противоречащими друг другу. Так же он отрицательно относился к спиритизму. Любопытен его ответ поэтому поводу: „если духи способны сделать что-либо важное, то пусть они найдут средства заинтересовать вашего покорного слугу“.

Все реальное, только реально существующее интересовало Фарадея В этом отношении Фарадей был стихийным материалистом в полном смысле слова.

Только что исполнившееся 2/Х 31 г. столетие со дня открытия Фарадеем электромагнитной индукции еще раз нам напоминает о том великом и колоссальном деле, которое сделано им для человечества, а самая память о Фарадее, как великом самоучке-гение, вышедшем из народа, из самых его низов, будет вечно жить в сердцах людей.