Страницы истории науки и техники

Далее события развивались еще быстрее. Большой вклад был сделан известным датским физиком, иностранным почетным членом Петербургской Академии наук Хансом Кристианом Эрстедом (1777–1851), показавшим связь между электричеством и магнетизмом. Эрстед родился в семье аптекаря в г. Кудкёбинге, на датском острове Лангеланн. Окончив Копенгагенский университет, он затем вел педагогическую работу, с 1806 г. стал профессором университета, в котором ранее учился. То, что Эрстед был высокоталантливым человеком, видно из его крупных научных достижений, о которых будет кратко рассказано, но он, кроме того, был первоклассным лектором, умел ясно и увлекательно отвечать на разные вопросы, особенно касающиеся науки. Он организовал Общество для распространения естествознания и активно в нем участвовал.

Как и многие ученые того времени, Эрстед проявлял интерес к различным направлениям науки. Но славу ему принесла физика, точнее сказать, электромагнетизм.

Рис. 13. Электроскоп.

Рис. 14. Опыт Эрстеда.

Как утверждают многие историки науки, самый главный физический опыт Эрстеда явился в значительной мере случайным[205]. Дело обстояло как будто бы таким образом. Эрстед собирался читать лекцию, в ходе которой предполагал показать, что электрический провод накаливается, если он замкнут на электроды батареи, а протекающий по нему ток достаточно велик (т. е. провод должен быть в меру тонким). Это явление (накаливание провода при протекании по нему тока) считалось необычным. На демонстрационном столе находились электрическая батарея и кусок провода, а также, видимо случайно, обычная магнитная стрелка, как всегда, с северным и южным полюсами. Когда электроды батареи были замкнуты электрическим проводом, магнитная стрелка, оказавшаяся вблизи провода, пришла в движение. Сказанное проще всего представить, посмотрев на рисунок, изображающий схему опыта Эрстеда. До того, как электроды батареи были замкнуты проводом, изображенным на рис. 14 в виде кольца, магнитная стрелка находилась в положении, показанном пунктиром (т. е. в одной плоскости с кольцом). Когда электрическая цепь была замкнута, стрелка заняла положение, изображенное на рисунке сплошной линией, перпендикулярно плоскости кольца.

Опыт Эрстеда имел огромное значение для дальнейшего развития физики. Было доказано, что электричество и магнетизм взаимосвязаны. Весьма важная роль принадлежала последующим исследованиям французского ученого Андре Ампера (1775–1836), построившего первую теорию (гипотезу) магнетизма, основу которой составляло представление о магнитных взаимодействиях как взаимодействиях круговых электрических токов, другими словами, практически сведшего магнетизм к электродинамике; немецкого математика и физика Карла Гаусса (1777–1855), с именем которого связаны новые представления в теории электричества и магнетизма и именем которого названа единица магнитной индукции — гаусс; немецкого физика Георга Ома (1787–1854), установившего носящий его имя закон, связывающий значения трех величин — разности потенциалов на концах рассматриваемого участка цепи, его электрического сопротивления и силы тока[206].

Развитие теории электричества и магнетизма будет рассмотрено в следующей главе. Сейчас, помимо сказанного, необходимо заметить только следующее. Опыт Эрстеда представляет очень большой интерес еще с одной точки зрения. Как помнит читатель, силы притяжения всемирного тяготения так же, как и силы притяжения или отталкивания электростатики и магнетизма, подчиняющиеся закону Кулона, всегда направлены вдоль воображаемой линии, соединяющей взаимодействующие тела. В опыте Эрстеда, как раз наоборот, сила, действующая на магнитную стрелку (когда электрический контур замкнут), направлена перпендикулярно движению тока по кольцевому проводу. Как сказали бы во времена Эрстеда, сила, действующая на магнитную стрелку, перпендикулярна направлению движения электрической жид-кости.

Сначала на эту сторону опыта Эрстеда не было обращено должного внимания, но во второй половине XIX в. опыт Эрстеда вместе с другими не менее важными открытиями привел к заключению, что невозможно с механической точки зрения объяснить все наблюдаемые в природе явления.

Французский астроном, математик и физик, член Парижской академии наук и иностранный почетный член Петербургской Академии наук Пьер Симон Лаплас (1749–1827) был разносторонним ученым. Он родился в семье мелкого фермера в г. Вомонан-Ож (Нормандия). В том же городе Лаплас окончил школу и в возрасте 17 лет приехал в Париям. Через некоторое время он получил место профессора Военной школы, в чем немалую помощь ему оказал известный французский математик, механик и философ-просветитель Жан Лерон Д’Аламбер. Лаплас принял активное участие в организации Нормальной и Политехнической школ в Париже, имевших большое значение в системе образования Франции, вел преподавательскую работу в Нормальной школе, а в 1790 г. был назначен председателем Палаты мер и весов, вводившей в это время метрическую систему.