С. Капица - Жизнь науки

• Название: Жизнь науки
• Автор: С. Капица
• Издательство: Наука
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1973

Собрание предисловий и введений к основополагающим трудам раскрывает путь развития науки от Коперника и Везалия до наших дней. Каждому из 95 вступлений предпослана краткая биография и портрет. Отобранные историей, больше чем волей составителя, вступления дают уникальную и вдохновляющую картину возникновения и развития научного метода, созданного его творцами. Предисловие обычно пишется после окончания работы, того труда, благодаря которому впоследствии имя автора приобрело бессмертие. Автор пишет для широкого круга читателей, будучи в то же время ограничен общими требованиями формы и объема. Это приводит к удивительной однородности всего материала как документов истории науки, раскрывающих мотивы и метод работы великих ученых. Многие из вступлений, ясно и кратко написанные, следует рассматривать как высшие образцы научной прозы, объединяющие области образно-художественного и точного мышления. Содержание сборника дает новый подход к сравнительному анализу истории знаний. Научный работник, студент, учитель найдут в этом сборнике интересный и поучительный материал, занимательный и в то же время доступный самому широкому кругу читателей.

---

Беккерель производил аналогичные опыты с солями урана, из которых .некоторые флуоресцируют [88]. Он получал фотографические отпечатки через черную бумагу от действия двойной сернокислой соли уранила и калия.

Беккерель сначала думал, что эта соль, будучи флуоресцирующей, действует как сернистый цинк и сернистый кальций в опытах Анри, Нивенгловского и Троста; однако ряд его опытов показал, что наблюдаемое явление совсем не связано с флуоресценцией: нет необходимости, чтобы соль была освещена; больше того, уран и все его соединения, как «флоуресцирующие, так и нефлуоресцирующие, действуют одинаково, причем металлический уран — самый активный. Вскоре Беккерель нашел, что соединения урана, помещенные в абсолютной темноте, сохраняют в продолжение нескольких лет способность делать отпечатки на фотографических пластинках через черную бумагу. Беккерель признал, что уран и его соединения дают особые лучи — урановые лучи. Он доказывал, что эти лучи могут проникать через тонкие металлические экраны и что они разряжают наэлектризованные тела. Он производил опыты, после которых пришел к заключению, что лучи урана отражаются, преломляются и поляризуются.

Труды других ученых (Эльстера и Гейтеля, лорда Кельвина, Шмидта, Резерфорда, Бетти и Смолуховского) подтвердили и дополнили результаты исследований Беккереля, за исключением той части исследований, которая касается отражения, преломления и поляризации лучей урана. Лучи урана в отношении отражения, преломления и поляризации обладают такими же свойствами, как лучп Рентгена, что раньше обнаружил Резерфорд, а затем уже Беккерель.

ДЖ. ТОМСОН

(1856—1940)

Джозеф Джон Томсон родился в Манчестере. Намереваясь стать инженером, он поступил в колледж Оуэна. Но вскоре его отец, который был букинистом, умер, и Томсон И8-за недостатка средств не мог продолжить свое техническое'образование. Однако, изучив математику, физику и химию, ему в 1876 г. удалось получить стипендию в Тринити-колледж, и именно с Кембриджским университетом связана вся дальнейшая академическая жизнь Томсона, или «Джи-Джи», как его называли в среде физиков.

Первые работы Томсона были посвящены развитию максвелловской электроди-аамики. Задача о движении заряженного шара привела Томсона к выводу об увеличении кажущейся массы заряда за счет энергии электрического поля. Впоследствии этот результат, развитый Пуанкаре, получил свое завершение в теории электрона и в механике теории относительности. Диссертация Томсона была посвящена объяснению ряда физических и химических явлений., исходя из общих принципов механики и электродинамики (ср. стр. 207).

Получив степень доктора, Томсон начинает работать в Кавендишской лаборатории, а в 1884 г., после ухода Рэлея, 28-летпий Томсон был назначеп ее директором — третьим Кавендишским профессором. На этом посту он пробыл до 1918 г., когда его

33 Жизнь науки сменил его же ученик Резерфорд. С этого года и до конца своей жизни Томсон возглавлял Тринптн-колледж. Он похоронен в Вестминстерском аббатстве.

Исследования газового разряда привели Томсона к открытию носителей элементарного отрицательного заряда — электронов. В 1906 г. за эти работы Томсону была присуждена Нобелевская премия. Обратившись к исследованию положительных ионов, Томсон вместе со своим учеником Астоиом открыл стабильные изотопы. В Ка-вендпшскои лаборатории тогда же работал Ч. Т. Р. Вильсон, чьи исследования по фп-зике облаков и конденсации пара на ионах привели к изобретению так называемой камеры Вильсона — важнейшего инструмента экспериментальной физики, позволившего воочию увидеть следы ядериых частиц.

Мы приводим предисловие к монографии Дж. Дж. Томсона «Прохождение электричества через газы».

ПРОХОЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ЧЕРЕЗ ГАЗЫ

В этом сочинении я попытался развить точку зрения на проводимость электричества через газы, объясняющую ее наличием в газе малых частиц, заряженных электричеством. Под влиянием электрических сил эти частицы, которые мы называем ионами, движутся от одной части газа к другой. Моя цель состоит в том, чтобы показать, как многие явления, сопровождающие прохождение электричества через газы, могут быть согласованно объяснены на основе этой концепции, а не пытаться привести полное описание бесчисленных исследований, посвященных электрическим свойствам газов. Поэтому я ограничился главным образом темп явлениями, которые дают достаточно точные данные, служащие доказательством истинности этой теории. Книга содержит материал тех лекций, которые читались в Кавендингской лаборатории, где много внимания было уделено этим вопросам и где значительное число физиков над ними работало.

Исследование электрических свойств газов, по-видимому, является исключительно обещающей областью исследования природы электричества и строения вещества. Благодаря кинетической теории газов наши представления о происходящих в газах процессах, отличных от электрических, гораздо более наглядны и четки, чем для жидкостей или твердых тел. Поэтому развитие этих вопросов было весьма стремительным, и я думаю, что сейчас справедливо утверждение, что как наше знание, так и понимание процессов, происходящих при прохождении электричества через газ, больше того, что достигнуто в случае твердых тел или жидкостей. То, что ионы обладают зарядом, в значительной степени об-

легчает возможность прослеживать их движение и дает возможность полнее изучить их свойства; так читатель увидит, что мы сейчас существенно больше знаем о ионах, чем о незаряженных молекулах.

С открытием и исследованием катодных лучей, лучей Рентгена и радиоактивности начата новая эра в физике, в которой электрические свойства газов играли и будут играть очень важную роль. Отношение этих открытий к проблеме строения вещества и природы электричества исключительно тесно связано с принятой нами точкой зрения на процессы, происходящие при прохождении электричества через газ. Я попытался показать, что точка зрения, принятая в этой книге, подтверждается большим количеством прямых доказательств и дает прямые и простые объяснения электрических свойств газов.

Под давлением различных других моих обязанностей печатание этой книги затянулось; некоторые важные исследования были опубликованы после того, как соответствующие листы книги были отпечатаны. Краткое изложение их я дал в Дополнительных замечаниях.

Я благодарен г-ну Ч. Т. Р. Вильсону, члену Королевского общества, за помощь в чтении корректур. Г-ну Хайлсу из Кавендишской лаборатории я обязан приготовлением рисунков.

Кавендишская лаборатория, Кембридж.

Август, 1903 г.

РЕЗЕРФОРД

(1871—1937)

Эрнест Резерфорд родился в Новой Зеландии. Отец его был колесным мастером, мать — учительницей. Эрнест был четвертым в семье из 12 детей. Среднее образование он получил в колледже городка Нельсон, недалеко от родной фермы.

В 1889 г. Резерфорд стад студентом Кентерберийского колледжа в Крайстчерче. В 1895 г., подучив персональную стипендию, Резерфорд приехал в Англию и начал работать в Кембридже, в Кавендишской лаборатории. Там он продолжил свои исследования, начатые в Крайстчерче; ему удалось одному из первых установить радиосвязь на расстоянии около километра, детектируя радиоволны по намагничиванию тонких стальных иголок. Однако он оставил эти работы и, по предложению Дж. Дж. Томсона, в 1896 г. занялся изучением проводимости воздуха, возникающей под действием ионизирующего излучения — открытых тогда лучей Рентгена.

В 1898 г. Резерфорд уехал в Канаду, став профессором физики в Монреале; там он валялся изучением явления радиоактивности, применив разработанный им метод ионизационной камеры. Резерфордом были открыты и изучены свойства а- и р-лу-чей, открыты эманации радия и тория. Совместно с Содди в 1903 г. он предложил теорию превращений радиоактивных элементов.

В 1907 г. Резерфорд вернулся в Англию и получил кафедру физики в Манчестере.* Исследуя рассеяние а-лучей, он пришел к идее модели атома, известной как модели Резерфорда, и впервые определил размеры атомного ядра. В 1908 г. Резерфорд шк лучил Нобелевскую премию (по химии!). В 1918 г. ему удалось впервые наблюдать превращение ядра азота в кислород под действием а-частиц,—превращение одного элемента в другой. В 1919 году Резерфорд стал директором Кавендншской лаборатории, которым он оставался до своей безвременной кончины после неудачной операции. Резерфорд похоронен в Вестминстерском аббатстве,

Резерфорд, ЦбЛёубтршлбнио и преданно служивший науке, оказал значительное влияние на последующее развитие физики не только собственными исследованиями, но и через многочисленных своих учеников. Резерфорд утверждал, что «нельзя служить Минерве и Маммоне одновременно», и его мало интересовали практические последствия исследований. Так, известно его заявление о том, что он не верит в скорое применение ядерной энергии; однако ничто так не способствовало наступлению ядер-ного века, как его работы и открытие О, Ханом — некогда его сотрудником — явления деления урана.