"Магнетизм вращения" Франсуа Араго (стр. 2 из 3)
Английская система мер, применяемая ныне в США и Англии, не десятичная. Вот какие у нее единицы длины: 1 английская миля равняется 1760 ярдам, 1 ярд – 3 футам, 1 фут – 12 дюймам. Ясно, что оперировать такими единицами сложно. Поэтому комиссия в Париже решает все единицы определять как дольную или кратную величину: километр, миллиграмм, декалитр и т. д.
С 1792 г. французские ученые Мешен и Деламбро начинают замерять меридиан. Когда Мешен умер (в 1805 г.), Араго был назначен его преемником. Впрочем, Араго встретил это назначение без энтузиазма. Он не оставил своих юношеских надежд на военную карьеру. Понадобилось содействие Лапласа, чтобы Араго принял предложение, однако он выговорил себе право поступить в дальнейшем в артиллерию.
Если бы только Араго знал, какие приключения ожидают его на гражданской службе! Казалось бы, производимая им работа ни у кого не должна была вызвать протеста. Но участок дуги меридиана, доставшийся ему, частично пришелся на Испанию, восставшую против Наполеона.
Геодезические приборы, которыми он пользовался, вызывали подозрения у местного населения. Его принимали за шпиона. Эта эпопея красочно описана у Даниила Гранина [3]. Лишения не пропали даром. «Благодаря Араго, – пишет французский историк науки П. Таннери, – длина дуги седьмой части земного меридиана была определена с такой точностью, которой до сих пор достигнуть не удавалось» [7].
По прибытии Араго в Париж в 1809 г. и сообщении результатов замеров Парижская Академия наук, учитывая их значимость, избирает его своим членом. Помимо метрологических данных измерения новоиспеченного академика позволили уточнить географическую карту Франции. Интересно отметить, что уточнения не всегда всех устраивали. Известен правдивый исторический анекдот, когда после очередного такого уточнения король Франции, очередной Людовик, сказал: «Эти ученые уменьшили территорию Франции куда больше, чем мои генералы ее уранции с изображением Парижского меридиана. Хорошо видно, что после замеров Англия «приблизилась» к Франции.
Значимость введения метрической системы в Европе трудно переоценить. Это один из первых примеров научной рационализации знаний. На ее основе и была в конце концов создана действующая поныне Международная Система единиц измерений (СИ), у истоков которой стоял французский физик с испанской фамилией Ф.Д. Араго.
По своему происхождению Араго принадлежал к сословию адвокатов и землевладельцев, которые были опорой и буржуазной революции и наполеоновского режима. Но он не был ни бонапартистом, ни роялистом, ни якобинцем. Он относился к тому поколению либеральных ученых, для которых политика была уже не второстепенным делом. Вот что записано о нем в энциклопедии царских времен.
«В 1831 г. Араго – член палаты депутатов и здесь отличается как выдающийся оратор и опасный противник. Во время февральской революции 1848 г. был членом временного правительства, в котором занимал пост министра внутренних дел и затем военного министра. После государственного переворота 2 декабря 1851 г. он остался директором обсерватории, потому что новое правительство освободило его от присяги» [12].
Здесь необходим небольшой комментарий. Араго был человеком чести и не стал присягать очередному монарху, посчитав это ниже своего достоинства. Ведь был переворот! Каждый же государственный чиновник должен был дать присягу, чтобы остаться на своем посту. Учитывая популярность в народе Араго и его значимость в науке, новое правительство не стало поднимать шума и, как говорится, спустило дело на тормозах.
И все-таки наука была его главным призванием. Он любил науку. Об этом свидетельствуют его записки о других ученых.
Вот как он охарактеризовал А. Вольту: «Смелый и быстрый ум, большие и верные мысли, мягкий и искренний характер – таковы были основные качества знаменитого профессора. Никогда честолюбие, жадность к деньгам, дух соперничества не повелевали его действиями. Единственная страсть, которую он испытывал, была любовь к исследованиям». Как слова о жадности к деньгам актуально прозвучали в наш постперестроечный период. Актуально или нет?
А вот почти поэтические строки о российском академике. «Эйлер, – говорит Араго, – вычислял с необыкновенной легкостью, вычисления были его стихиею; так человек дышит воздухом и орел поднимается в высшие слои атмосферы».
Араго раздавал научные идеи другим ученым и при необходимости приходил к ним на помощь. Здесь можно вспомнить о Х. Дэви и О. Френеле. А вот какая история дошла до наших дней.
«Когда Ампер зачитал свой доклад об электродинамических действиях токов, один из его коллег по окончании чтения спросил: «Но что же, собственно, нового в том, что вы нам сказали? Само собой ясно, что если два тока оказывают действие на стрелку, то они оказывают действие также и друг на друга». Ампер, захваченный врасплох, не знал, что ответить. Но ему на помощь пришел Араго. Он вынул из кармана оказывает действие на стрелку, однако же они никак не действуют друг на друга».
Ученый и политик обладал редким качеством объяснять сложные вещи очень просто. Им написан целый ряд научно-популярных сочинений. Помимо упомянутых биографий и книги по атмосферному электричеству это «Исторические заметки о паровых машинах» и «Общепонятная астрономия» в 4-х томах. Эти книги также переведены на русский язык и изданы в Санкт-Петербурге в 1861 году.
По-государственному подошел он и к вопросу о только что изобретенной фотографии. Один из создателей процесса фотохимической фиксации изображений Л.Ж. Дагерр ознакомил Араго со своим изобретением. Ученый сразу же понял его значимость и 7 января 1839 г. на заседании Парижской Академии наук доложил о новых принципах получения и консервации изображений. Этот день официально и считается днем рождения фотографии. Приведем несколько строк из его доклада.
«С точки зрения легкости изготовления снимков дагерротипия не заключает в себе ни одного приема, которого не мог бы выполнить любой человек. Она абсолютно не требует умения рисовать, и не требуется особой ловкости. Если точно придерживаться определенных, весьма простых и немногочисленных правил, то нет ни одного человека, который не мог бы сделать дагерротип с такой же уверенностью и так же хорошо, как делает снимки сам г-н Дагерр». По предложению
Араго «секреты» изобретателя были закуплены французским правительством и стали достоянием широкой общественности.
Это один из немногих случаев, когда история изобретения и изобретателя заканчивается, как сказка со счастливым концом. Одно из выдающихся открытий ХIХ века быстро вошло не только в быт, но и в науку, культуру и историю. «Дагерр стал национальной гордостью Франции», – констатировал историк фотографии И.А. Головня.
Национальной гордостью Франции стал и ученый-физик Франсуа Доминик Араго. Кроме всего прочего он оказался и крестным отцом фотографии.
Араго принимается за электричество
Первые годы своей академической деятельности Араго выполняет работы во Французском Бюро долгот и изучает вопросы физической оптики. Вместе с Гей-Люссаком он издает научный журнал под названием «Анналы химии и физики», где сообщается о новейших достижениях в области этих наук.
Летом 1820 г. он посещает Женеву, где проходит съезд европейских естествоиспытателей. На этом форуме 19-летний швейцарский физик Артур де-ля-Рив демонстрирует опыт Эрстеда, описание которого только что пришло из Дании, благо для этого не нужно было обзаводиться серьезной аппаратурой.
По возвращении в Париж уже в сентябре на заседании Академии наук Араго заявляет коллегам: «Господа, профессору в Копенгагене Эрстеду удалось сделать прекрасное открытие ... которое чревато такими последствиями, которые сейчас еще не в состоянии предусмотреть пытливый, но ограниченный человеческий ум...» [8]. Примечательно, что это сказал человек, пророчески написавший о вольтовом столбе такие словаьшим количеством жидкости, составляет снаряд, чуднее которого человек никогда не изобретал, не исключая телескопа и паровой машины».
Рассказ участника съезда настолько заинтересовал слушателей, что немедленно к опытам приступают академики А. Ампер, Гей-Люссак, Ж. Био, Ф. Савар и многие другие менее известные исследователи. Начинает экспериментировать и сам Араго.
Вот описание сделанных им опытов: «Приделав тонкую медную проволоку к одному из концов вольтанической батареи, я заметил, что в то мгновенье она притягивала опилки мягкого железа, как это сделал бы настоящий магнит.
Когда проволока была погружена в опилки, они приставали к ней со всех сторон, так что она благодаря этому достигала толщины, почти равной обычному диаметру трубки пера» [9]. Напомним, что речь идет о гусиных перьях, которыми писали тогда не только поэты и писатели, но и ученые.
Счастливой находкой исследователя было применение в опытах вместо компаса железных опилок. В магнитном поле опилки располагаются в виде цепочек, дающих картину линий этого поля. Правда, Араго эту картину не замечает. Это сделает Т. Зеебек в следующем 1821 г. (рис. 2). Однако Араго делает значимое наблюдение: «Как только связь соединительной проволоки с обоими полюсами батареи прекращалась, опилки отделялись и падали». То есть отпадание происходило при прекращении электрического тока. Отсюда можно было сделать удивительный вывод, что МАГНИТНОЕ ПОЛЕ – ЭТО ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ СПУТНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА. Чтобы подтвердить это, исследователь пользуется проволокой из различных материалов: латуни, серебра, платины и т. д. Результат неизменный.
Попытка же намагнитить стальную проволоку, пропуская по ней электрический ток, ни к чему не приводит. «Когда гальванический ток, – пишет Араго, – проходил по стальным проволокам в продольном направлении, я неизменно находил, что стальная проволока, если последняя совершенно прямая, не получает никакого магнетизма».