Майкл Фарадей. Его жизнь и научная деятельность - Яков Абрамов

В 1835 году тогдашний первый министр Англии, сэр Роберт Пил, умевший ценить людей науки и знавший скромность материальных средств Фарадея, предложил ему государственную пенсию как слабое вознаграждение за его великие открытия. Фарадей ответил письмом, в котором он выражает свое мнение, что “правительство поступает совершенно справедливо, награждая и поддерживая науку”, но вместе с тем категорически отказывается от пенсии, находя, что он “сам еще в состоянии заработать себе средства к жизни”. Пил, однако, настаивал на своем предложении; друзья и родные убеждали Фарадея принять пенсию, и он, наконец, согласился. В это время произошла перемена министерства, и новый министр лорд Мельбурн оказался, как это часто бывает, не имеющим даже понятия о величайшем ученом своей страны. Просматривая списки недавно назначенных пенсионеров, он с удивлением остановился на имени “какого-то Фарадея” и пожелал лично посмотреть на него. Фарадея пригласили в министерство. Фарадей, ничего не подозревая, явился к министру и должен был выслушать от него целый трактат о странности награждать пенсиями ученых и писателей, словно они могут и вправду оказать такие же бесценные услуги отечеству, как бравые генералы или секретари и архивариусы государственных учреждений. Фарадей, конечно, тотчас же отказался от назначенной ему пенсии. Лорд Мельбурн был очень удивлен, что “какой-то химик” также имеет чувство собственного достоинства и почувствовал к Фарадею глубокое уважение. Он написал Фарадею письмо, в котором извинялся за свои слова и просил его не отказываться от пенсии; но Фарадей остался непреклонен в своем решении “самому зарабатывать свой кусок хлеба”.

Так как единственным ресурсом Фарадея было скромное содержание, получаемое им в качестве директора физической и химической лаборатории Королевского института, то он вынужден был продолжать свои занятия, несмотря на то, что здоровье его к концу 30-х годов сильно пошатнулось и требовало продолжительного отдыха. Правда, совет Королевского института давал Фарадею продолжительный отпуск с сохранением содержания, но Фарадей, при своей щепетильности, не считал себя вправе воспользоваться этим предложением. Наконец, дело дошло до того, что Фарадей от физического и умственного переутомления сделался почти неспособным к занятиям, а вместе с тем совершенно апатичным, и только тогда жена и друзья его могли, пользуясь предложением совета Королевского института, отправить больного в Швейцарию.

ГЛАВА V. ПОСЛЕДНИЙ ПЕРИОД НАУЧНЫХ РАБОТ И СМЕРТЬ

Восстановление здоровья. – Новые открытия. – Намагничивание света. – Диамагнетизм и магнитное состояние всякого вещества. – Магнитное трение. – Магнетизм кристаллов. – Магнетизм пламени и газов. – Атмосферный магнетизм. – Приготовление к последним работам. – Последние годы и смерть

В Швейцарии Фарадей пробыл около года. Здесь он, кроме переписки с друзьями и ведения дневника, не имел никаких других занятий. Он, однако, вел деятельный образ жизни, передвигаясь из одного пункта в другой и тщательно наблюдая все попадавшееся ему на пути. Дневник всего менее походил на записки туриста, так как его интересовало совсем не то, что интересует фланеров. Вот, для образчика, маленький отрывок из этого дневника: “Августа 2-го 1841 г. – Изготовление гвоздей здесь довольно значительно; приятно следить за работой. Я люблю кузницу и все относящееся к кузнечному мастерству: отец мой был кузнец”.

Пребывание в Швейцарии отразилось на здоровье Фарадея весьма благотворно, и он, вернувшись в Англию, мог приступить к новым работам. Работы этого последнего периода его жизни были посвящены всецело явлениям магнетизма, и если открытия, сделанные за этот период, не имеют того грандиозного значения, какое справедливо признается за открытиями великого ученого в области индукционного электричества, тем не менее они представляют капитальную научную важность и были весьма неожиданны для современников.

Первым таким открытием, опубликованным по возвращении из Швейцарии, было “намагничивание света”, как выражался Фарадей, или “магнитное вращение плоскости поляризации”, как принято говорить теперь. Над этим предметом Фарадей работал еще с 1834 года, но до поездки в Швейцарию не мог достигнуть положительных результатов. Исследователь перепробовал многие прозрачные вещества, пропуская через них поляризованный луч света, и старался, действуя на вещество магнитом, уловить влияние магнетизма на свет. В том, что такое влияние должно существовать, Фарадей не сомневался. “Давно уже, – писал он в мемуаре “О намагничивании света и освещении линий магнитной силы”, – я вместе с некоторыми друзьями естествознания держался мнения, почти перешедшего в убеждение, что различные физические силы имеют одно общее начало, что силы, говоря иначе, родственны между собою и находятся во взаимной зависимости, что они могут превращаться друг в друга и в отношении своего действия обладают определенными эквивалентами… Это твердое убеждение распространяется также на силу, которую мы называем светом”. Сколько, однако, ни старался Фарадей открыть это взаимодействие магнетизма и света, ничего не получалось. Он произвел множество опытов над всевозможными прозрачными телами – и все безуспешно, пока его не посетила мысль воспользоваться для опытов тем тяжелым стеклом, состав которого, как уже известно читателю, был изобретен им для астрономических надобностей и которое оказалось слишком дорогим. Сделав чечевицу из этого стекла и поместив ее между двумя концами железного подковообразного стержня, Фарадей пропускал в стекло поляризованный луч света от лампы и устанавливал стекло таким образом, чтобы наблюдатель не видел отражения пламени лампы в стекле. Железный стержень был обмотан проволокой, концы которой соединялись с гальванической батареей. И вот, когда пропускался ток по проволоке, железный стержень намагничивался, и в стекле появлялось явственное изображение пламени; прекращался ток, железный стержень переставал быть магнитом, и изображение пламени в стекле пропадало. Таким образом, было установлено, что под действием магнита поляризованный луч света изменяет свое направление.

Это открытие дало толчок целому ряду исследований Фарадея в данной области. Он так обстоятельно обследовал открытое им явление, что после него в этом отношении не сделано почти ничего нового. От магнитов исследователь перешел к электрическим токам и при этом убедился, что и они вызывают изменение направления луча поляризованного света. Фарадей разъяснил, что при употреблении магнитов луч не сразу переходит от состояния темноты к maximum'y ясности, тогда как при употреблении электрических токов он мгновенно достигает своего maximum'a. Попутно с этим великий физик отметил и множество других особенностей данного явления. Затем он остановился на том факте, что некоторые вещества, такие, как терпентинное масло, кварц и другие, обладают способностью поворачивать поляризованный луч без содействия магнетизма, и выяснил существенную разницу между этим, так сказать, натуральным вращением и магнитным. Кто интересуется этими в высшей степени интересными, хотя и слишком специальными открытиями Фарадея, пусть обратится к подробным курсам физики. В том же 1845 году, когда были опубликованы результаты многолетних опытов Фарадея над “намагничиванием света”, он выпустил новый мемуар, посвященный еще более важному предмету – “магнитному состоянию всякого вещества”. Производя всевозможные опыты над действием магнита на различные вещества, Фарадей долго не мог открыть ничего нового, кроме общеизвестного факта, что магнитом одни вещества притягивались, а на другие он вроде бы не оказывал никакого действия. Но вот однажды Фарадей повесил перед полюсом сильного электромагнита кусок своего тяжелого стекла и был поражен, увидев, что магнит отталкивает стекло. Он немедленно обратился к литературе и нашел там факт, открытый раньше его и дотоле остававшийся без внимания со стороны людей науки, – что висмут отталкивается магнитом. Фарадей принялся за исследование этого явления. Он вешал полоску своего стекла или висмута между полюсами электромагнита – полоска удалялась при возбуждении магнита и принимала “экваториальное” положение, то есть перпендикулярное к линии, соединяющей полюсы магнита. Наоборот, тела, притягиваемые магнитом, будучи помещены между полюсами магнита, принимают осевое положение, то есть параллельное линии, соединяющей полюсы. Фарадей повторил эти опыты над множеством самых разнообразных веществ и убедился, что нет вещества, на которое магнит не оказывал бы действия, будет ли это твердое, жидкое или газообразное тело, минеральное, животное или органическое, соль, щелочь или кислота, и так далее. При этом одни вещества располагаются всегда по “экваториальной” линии при помещении их между полюсами магнита, а другие – по “осевой”; первые, как бы отталкиваемые магнитом, Фарадей назвал “диамагнитными”, а для вторых, притягиваемых магнитом, сохранил название “магнитных”.