Петр Забаринский - Ампер

• Название: Ампер
• Автор: Петр Забаринский
• Издательство: Журнально-газетное объединение
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1938

В настоящем издании представлено биографическое произведение о выдающемся французском ученом, основоположнике электродинамики А. М. Ампере.

---

Со свойственным ему стремлением к классификации Ампер предлагает ввести новые наименования: область действий, производимых электричеством в покое, называть электростатикой, а те явления, которые производятся электричеством в движении, об'единить общим названием — электродинамика. Эти введенные им термины удержались в науке и до сих пор.

Внимательный взор Ампера привлечен и другим вопросом: электричество и в покое и в движении вызывает притяжения и отталкивания. В чем их сходство и в чем различие? Он быстро находит ответ на этот вопрос. Прежде всего разноименные покоящиеся электричества притягиваются, а одноименные отталкиваются. В случае же электрического тока, как раз наоборот — притягиваются токи, имеющие одинаковое, а отталкиваются — имеющие противоположное направление. Тут заключена одна трудность: ведь движется и положительная и отрицательная электрические «жидкости»; движение какой из них принять за направление тока? Поскольку эти «жидкости» считались одинаковыми во всем, за исключением знака, то безразлично, какую из них выбрать. Ампер выбрал за направление тока направление движения положительной электрической «жидкости». С того времени наши представления об электричестве коренным образом изменились, но это условное определение направления тока сохранилось и до сих пор.

Ампер, радостный, спешит к Араго и Лапласу. Он рассказывает последнему о своих опытах, и величайший ученый того времени, гениальный физик и математик ободряет Ампера на дальнейшие изыскания. Он дает Амперу идею еще одного опыта. Лаплас — автор «Небесной механики». Он всю жизнь изучал законы действия сил тяготения тел земных и небесных. Эта сила не знает преград, проявляется всюду и воплощена в законе Ньютона. «Нет ли более близкой аналогии между открытой вами силой действия одного проводника с током на другой и действием одного тяготеющего тела на другое? Прежде всего исследуйте действие одного неподвижного проводника на ряд подвижных проволок с током или рядом магнитов. Ибо солнце невидимыми нитями привязывает к себе планеты с данной силой независимо от их числа!»— восклицает Лаплас. В тот же вечер Ампер устанавливает, что одним неподвижным проводником можно притягивать и отталкивать сколько угодно других проводников и изменять направление любого количества магнитных стрелок.

Ампер с любопытством ребенка много раз повторяет опыт. «Какие прекрасные результаты! Какие перспективы открываются перед ним! Он будет строить новую область науки. Но разве только науки? Разве немыслимо практическое применение явлений, открытых Эрстедом и им?» Напряженно думает Ампер. Прежде всего набегает мысль: укрепить буквы на магнитных стрелках и устроить своего рода телеграф. Это даст возможность быстро передавать важные извещения на значительные расстояния.

Еще в 1809 году мюнхенским врачом Земмерингом была сделана попытка, оказавшаяся мертворожденной, поставить громадную скорость передачи, «электрического конфликта» на службу все возрастающему темпу деловой и общественной жизни. Земмеринг первый попытался заменить неудобный и медленно действующий оптический телеграф с семафорными башнями телеграфом электрическим. В своем электро-химическом телеграфе Земмеринг предполагал передавать сигналы, соответствующие определенным буквам и знакам, пользуясь свойством тока разлагать воду на составляющие ее газы. Но в этом сложном и громоздком аппарате преимущества огромной скорости распространения электрического тока, так же как и скорость передачи отдельного оптического сигнала с одной семафорной башни на другую, сводились на-нет медленной процедурой посылки и приема.

В момент возникновения идеи электромагнитного телеграфа Ампер ничего еще не знал о проекте Земмеринга. Он шел своим путем, стремясь ответить на назревшую в его время потребность в надежных и быстрых средствах связи и сообщения.

Замечательную мысль об электромагнитном телеграфе Ампер немедленно сообщил Академии: «Можно было бы, — говорит Ампер, — при помощи нескольких проводников, идущих на большое расстояние, присоединяя к ним поочередно Вольтов столб, передавать различные сообщения. На другом конце проводов должны находиться магнитные стрелки, число коих соответствует количеству букв. Это будет нечто вроде телеграфа. Путем колебания соответствующей стрелки он был бы способен передавать самые подробные известия через любое препятствие лицу, на обязанности которого лежало бы наблюдать за буквами, помещенным на стрелках».

Так была впервые возвещена идея электромагнитного телеграфа. Она была практически осуществлена значительно позже. В 1832 году русский дипломат и изобретатель П. Л. Шиллинг построил первый электрический телеграф. Этот телеграф передавал депеши путем комбинации движений нескольких магнитных стрелок, отклоняющихся под действием импульсов тока, посылаемого со станции отправления. Шиллинг, из патриотических соображений отказавшийся от выгодных предложений английского правительства, тщетно пытался реализовать свое изобретение в экономически отсталой России того времени. Между тем его аппарат, сделавшийся известным в Европе, послужил прообразом всех конструкций так называемых стрельчатых телеграфных аппаратов, в том числе широко применявшегося аппарата английских изобретателей Кука и Уитсона.

Восемнадцатого сентября 1820 года Ампер делает первое сообщение в Академии, а 25-го вторично поднимается на кафедру, чтобы сообщить о своем замечательном открытии. В протоколах Французской академии наук находим под этим числом запись:

«Г-н Ампер читал мемуар, представляющий собой продолжение доклада, читанного в предшествующем заседании, о действиях, производимых на магнитную стрелку вольтаическим столбом. Он доложил новый факт, состоящий во взаимном действии двух электрических токов без посредства какого-либо магнита. Он воспроизвел опыты, доказывающие существование этого явления, и они заняли остаток заседания».

В этом же докладе изложено известное каждому «правило пловца», или «правило Ампера».

Вечером Ампер пишет своему сыну в Женеву: «Все свободное время было занято важнейшим событием моей жизни. С тех пор как я впервые услышал о великолепном открытии Эрстеда, профессора в Копенгагене, установившего действие гальванических токов на магнитную стрелку, я думал об этом непрестанно. Я только что разработал обширную теорию этих, а также ранее известных магнитных явлений, и попробовал произвести вытекающие из этой теории опыты, которые все удались и открыли мне так много новых фактов! Вот уже с неделю как я прочитал начало своего мемуара в Институте. В последующие дни или с Френелем, или с Депре я производил опыты, ее подтверждающие. Каждую пятницу я повторял на квартире у Пуассона, где собирались оба Мюсси, Рандю, многие слушатели Нормальной школы, генерал Калпредон и другие. Все удавалось чудесно, но решающий опыт, который я задумал как окончательное доказательство, потребовал двух гальванических столбов. Опыт, предпринятый у Френеля со слишком слабыми столбами, не удался. Наконец, вчера я добился от Дюлонга разрешения для Дюмотье продать мне большой столб, заказанный для курса физики на факультете. Сегодня утром этот опыт был произведен у Дюмотье с полным успехом, а днем, в 4 часа, повторен на заседании Института. Мне уже не делали больше возражений, и вот таким образом на основе фактов создана новая теория магнетизма, сводящая все магнитные явления к явлениям гальванизма. Это совершенно не похоже на все то, что до сих пор утверждалось. Завтра я снова изложу мою теорию господину фон Гумбольдту, а послезавтра господину Лапласу в Бюро долгот».

Доклады Ампера 18 и 25 сентября не только сообщали новые факты, но и содержали исключительно интересные соображения по поводу электрических и магнитных взаимодействий. Каждый новый опытный факт служил для Ампера основанием для новых теоретических обобщений и концепций. Его глубокий ум находил все новые и новые проблемы в той области, которой он, как ее истинный отец, дал имя — электродинамика.

Он подвешивает на острие проводник, согнутый в кольцо, и наблюдает, что он притягивается или отталкивается параллельным неподвижным кольцевым проводником. Если перпендикулярно плоскостям этих колец в их центрах расположить два магнита, то они также будут притягиваться или отталкиваться в зависимости от того, какие полюса окажутся сближенными: разноименные или одноименные. «Но что такое магнит? Это тело, в котором распределена «магнитная жидкость», — рассуждает Ампер. — Что же известно о ней? Ничего! Известны лишь явления взаимодействия магнитов, которым не противоречит допущение существования «магнитной жидкости» («флюида»). Но это существование отнюдь не вытекает из известных опытных фактов. Само представление о «магнитной жидкости» зародилось по аналогии с многочисленными флюидами физики XVIII века. Но аналогия — не доказательство».