Владимир Карцев - Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)

• Название: Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)
• Автор: Владимир Карцев
• Издательство: Энергоатомиздат
• Жанр: Физика
• Год: 1988
• ISBN: 5-283-02929-8

В популярной и занимательной форме рассказывается об истории решения проблемы, волнующей в равной степени и ученых, и инженеров. Эта проблема — получение сильных магнитных полей. Известно, что чем большее магнитное поле удается создать в машине, тем меньшие габариты она имеет и дешевле стоит. Ученые разработали несколько эффективных способов получения сильного магнитного поля. Об успехах и неудачах на этом пути и рассказывается в книге.

Для учащихся старших классов, читателей, интересующихся историей и современными достижениями науки и техники.

---

(яркостью в 50…60 свечей) будет сидеть в кресле гостиной и ждать, пока не

позвонят гости — тогда она включит на себе свет, примет посетителя и проводит в

приемную. Стоимость такой девушки будет гораздо ниже стоимости необходимого для

приема специального слуги и газового освещения. Гораздо приятней иметь в доме

электродевушку, чем громоздкие канделябры, которые постоянно угрожают упасть вам

на голову. Каждый домовладелец с эстетическим чувством будет рад заменить

канделябры девушками, для которых уже выпущено 2500 комплектов ламп и батарей".

Электричество уже до этого прочно вошло в обиход физических лабораторий. С ним

проводились многочисленные опыты на животных, с его помощью получали дугу и

миниатюрные молнии — искры.

Слово "электричество" вошло в лексикон простых людей. Электричество подозревали

теперь во всех труднообъяснимых и таинственных случаях. Взгляды того времени —

во фразе: "Все электрическое — таинственное, поэтому все таинственное —

электрическое". Роберт Берне в своем шутливом стихотворении "Золотое кольцо" еще

раньше писал:

— Зачем надевают кольцо золотое
На палец, когда обручаются двое?
Меня любопытная дева спросила.
Не став пред вопросом в тупик,
Ответил я так собеседнице милой:
— Владеет любовь электрической силой,
А золото — проводник!

Очень близко к решению проблемы подошел Дэви. Ему удалось установить, что

электрическая дуга отклоняется под действием магнита. Это уже была связь, но

связь робкая, тонкая, связь, которой не придали должного значения. Магнитная

стрелка впервые повернулась под действием тока в опытах итальянского физика

Романьози: в 1802 г. Романьози заметил, что при поднесении компасной стрелки к

вольтову столбу она чуть заметно отклоняется. Иногда никакого эффекта не

наблюдалось. Романьози не смог понять того, что стрелка отклонялась лишь тогда,

когда вольтов столб замкнут на нагрузку, другими словами, лишь тогда, когда по

нему течет ток.

Открыть это выпало на долю Ганса Христиана Эрстеда.

Эрстед объединяет

Когда 43-летний копенгагенский профессор Ганс Христиан Эрстед (1777…1851)

разослал европейским коллегам свой ставший сразу знаменитым "Памфлет" о действии

электрического тока на магнитную иглу — всего четыре странички на латинском

языке — и когда многие ученые смогли с ним познакомиться, их удивлению не было

границ. Неужели ток действует на магнит столь странно?

Чтобы разобраться в "проблеме Эрстеда", которую бесспорно следует считать

ключевой в учении об электричестве и магнетизме, нужно вернуться на два столетия

назад и представить себе маленький датский остров Лангеланд, городок на нем под

названием Рюдкобинг и семью бедного аптекаря, в которой родился Ганс Христиан.

Нужда гналась за семьей по пятам, и начальное образование братьям Гансу

Христиану и Андерсу пришлось получать где придется: городской парикмахер учил их

немецкому; его жена — датскому; пастор маленькой церквушки научил их правилам

грамматики, познакомил с историей и литературой; землемер научил сложению и

вычитанию, а заезжий студент впервые рассказал им удивительные вещи о свойствах

минералов, пробудил любознательность и приучил любить аромат тайны. В двадцать

лет Ганс, приобщенный к науке и познавший столь малую часть ее, уже вынужден был

стоять за стойкой отцовской аптеки и помогать ему. Здесь медицина надолго

пленила его, потеснив химию, историю, литературу, и еще более укрепила в нем

уверенность в его научном предназначении. Он решает поступить в Копенгагенский

университет, но не знает, что изучать. Он берется за все: за медицину, физику,

астрономию, философию, поэзию. Он увлечен всем сразу и всем серьезно. Как нельзя

кстати помогла стипендия, основанная тем самым доктором медицины Кратценштейном,

который родился в Германии (шестой сын бедного учителя), окончил университет в

Галле, несчастливо служил в Академии Санкт-Петербурга, после чего 42 года

преподавал в университете города Копенгагена.

Вместе с Гансом учился и брат, но юриспруденции. Держась за руки, братья гуляли

по зеленым лужайкам университетских дворов или сидели на ступенях старинных

зданий или в гулких аудиториях, отрешенные, с горящими глазами. Их начинающееся

служение науке было сродни какому-то мистическому действу, столь подходящему для

этих монастырских стен и холодных келий со стрельчатыми окнами. Ганс был

счастлив в университетских стенах; он писал позднее, что для того, чтобы юноша

был абсолютно свободен, он должен наслаждаться в великом царстве мысли и

воображения, где есть борьба, где есть свобода, где побежденному дано право

восстать и бороться снова. Он жил, упиваясь трудностями и первыми небольшими

победами, познанием новых истин и устранением предыдущих ошибок. Но чем он

занимался? Золотая медаль университета 1797 г. была присуждена ему за эссе

"Границы поэзии и прозы". Он разбрасывался и, казалось, заранее ставил крест на

своей научной карьере, предпочитая разносторонность профессионализму. Следующая

его работа, также высоко оцененная, была посвящена свойствам щелочей, а

диссертация, за которую он получил звание доктора философии, — медицине (как и у

Кратценштейна).

Наступило новое столетие. В вихре французской революции, на полях сражений

американской войны за независимость рождалось новое восприятие мира, очищение

умов и душ от устоявшихся догм, ветер свободы манил молодых. Начавшийся

промышленный переворот затопил традиционный мир техники нескончаемым потоком

новых практических изобретений. Век XIX заявил о себе новым образом жизни и

мыслей, новыми социальными и политическими идеями, новой философией, новым

восприятием искусства и литературы. Все это захватывает Ганса, он стремится

попасть туда, где бурлит жизнь, где решаются главные научные и философские

вопросы, — в Германию, Францию, другие европейские страны. Дания была в этом

смысле провинцией Европы, и Эрстед не мог и не хотел там оставаться. Он искал

понимания, он искал новых друзей.

Его талант, упорство и случайность сплелись в счастливый клубок, и вот он,

блестяще защитив диссертацию, едет по направлению университета на годичную

стажировку во Францию, Германию, Голландию. В то время он скорее был философом,

чем физиком. Его новые друзья — большей частью философы. Много времени он провел

в Германии. Там он слушал лекции Фихте о возможностях исследований физических

явлений с помощью поэзии, о связи физики с мифологией. Ему нравились лекции

Шлегеля, но Эрстед не мог согласиться с ним в необходимости отказа от

непосредственного, экспериментального исследования физических явлений. Его

поразил Шеллинг, как ранее поразил Гегель. Его увлекла идея о всеобщей связи

явлений, он увидел в ней оправдание и смысл своей кажущейся разбросанности — все

изучавшееся им оказывалось, по этой философии, взаимосвязанным и

взаимообусловленным. Он стал одержим идеей всеобщей связи. Связи всего со всем.

Быстро нашлась и родственная душа, мыслящая так же, как он, столь же

разносторонняя и романтичная. Это был физик Риттер, изобретатель аккумулятора,

гениальный фантазер, источник сумасброднейших идей. В одном из писем Эрстеду

Риттер, в частности, высказал такую мысль: годы максимальных наклонений

эклиптики, по его мнению, соответствовали годам самых крупных открытий в области

электричества. Так, 1745 г. отмечен изобретением лейденской банки, в 1746 г.

Вильке изобрел электрофор, в 1782 г. появился конденсатор Вольта, а в 1801 г. —

вольтов столб. "Вы можете теперь вычислить, — писал Риттер, — что эпоха новых

открытий наступит в 1819 или 1820 году, и мы сможем стать ее свидетелями".

Иногда такие предсказания сбываются, хотя и не в полной мере. Это предсказание

сбылось, открытие произошло в 1820 г., сделал его Эрстед, но Риттеру не пришлось

быть свидетелем этого. Он умер в 1810 г.

Идея всеобщей связи не давала Эрстеду покоя. Необычайная энергия, свойственная

ему с детства, вела его к новым и новым поискам. В 1813 г. во Франции выходит его

труд "Исследования идентичности химических и электрических сил". В нем Эрстед

впервые высказывает идею о связи вольтова электричества и магнетизма. Он пишет:

"Следует испробовать, не производит ли электричество… каких-либо действий на