Читать онлайн «Фарадей». Страница 23

Работы о природе электричества составили третью серию «Опытных исследований».

Фарадей опубликовал с 1831 по 1835 год всего тридцать серий «Опытных исследований», изложенных в форме кратких параграфов. Общее число этих параграфов достигло 3430. «Опытные исследования» периодически публиковались в журнале «Philosophical Transactions» — печатном органе Королевского общества[16].

Остановиться на всех сериях, разумеется, невозможно в пределах настоящего очерка, ни в какой мере не представляющего собой специального исследования творчества Фарадея. Тесные рамки этой книги позволяют коснуться только основных работ Фарадея и то лишь в общих чертах.

Уже отмечалось, что отличительной чертой научных взглядов Фарадея было твердое убеждение в единстве сил природы. Именно эта теоретическая установка побудила его добиваться «превращения магнетизма в электричество». Той же мыслью он руководился и в дальнейших работах. Стремление доказать тождество электричеств является следующим шагом в утверждении идеи о единстве сил природы.

Успешно завершив свои исследования по связи между магнетизмом и электричеством, Фарадей предпринял ряд опытов по установлению связи между химическими и электрическими явлениями. Этот вопрос, не менее чем другие, занимал внимание его современников и изучался многими учеными. Фарадей указывает на «замечательную теорию, предложенную сэром Гемфри Дэви и развитую Берцелиусом и другими выдающимися учеными, согласно которой обычное химическое сродство является следствием электрического притяжения между частицами вещества».

Открытие электромагнитной индукции показало, насколько плодотворными были теоретические воззрения Фарадея. Исследования связи между химическими и электрическими явлениями привели к весьма важным результатам. Фарадей приступил к этим исследованиям в 1832 году, т. е. тогда же, когда занимался проблемой тождества электричеств, а в 1833 году он пришел к выводам, известным в истории науки под названием «количественных электрохимических законов Фарадея». Поэтому-то Фарадей справедливо считается одним из основателей электрохимии, одной из важнейших областей учения об электричестве.

Открытие законов электролиза дало повод Фарадею высказать весьма важные соображения относительно атомной структуры электричества. Несомненно, с этим преемственно связано современное представление об электроне.

Фарадей ввел в научный язык основную, до сих пор сохранившуюся электрохимическую терминологию. Ему принадлежат употребляемые теперь во всем мире термины: «электролит», «электрод», «анод», «катод». Вопросы терминологии до сих пор занимают внимание всего ученого мира. Как известно, во многих странах созданы специальные органы, занимающиеся рационализацией научной и технической терминологии. Работа в этой области ведется и в международном масштабе. Это вполне понятно: наука все больше и больше обогащается новыми фактами, теориями, гипотезами, и всякий новый термин должен наилучшим образом соответствовать обозначаемому им понятию. Но и удачные термины стареют: новые данные разрушают укрепившиеся представления.

Джон Тиндаль, который впоследствии стал преемником Фарадея по Королевскому институту, касаясь этого вопроса на одном из «Пятничных чтений», отмечал: «В наших понятиях и рассуждениях, относящихся к силам природы, мы постоянно пользуемся символами или гипотезами, которые удостаиваются названий теорий, когда они в состоянии об'яснять нам факты. Увлеченные некоторыми аналогиями, мы приписываем электрические явления действию особой жидкости, которая то течет, то остается в покое. Подобные представления имеют свои достоинства и недостатки. Они дают уму пристанище, но и порабощают его, когда он получает развитие, слишком обширное для своего жилища. Ум часто затрудняется разрушить стены, обратившиеся из убежища в тюрьму» (присутствовавший при этом Фарадей с чувством воскликнул: «Слушайте, слушайте!»).

Эти строки Тиндаль привел и в своих «Воспоминаниях» и тут же подчеркнул, что «никто не чувствовал сильнее Фарадея тиранию гипотез и никто так ревностно не старался уничтожать ее, даже в формах языка. В 1833 году он старался с помощью доктора Уэвелла заменить все термины, испорченные прежними воззрениями. Его мемуар «об электрохимическом разложении», представленный Королевскому обществу 9 января 1834 года, заключал в себе предложение новой терминологии».

Исследованиям по электрохимии Фарадей посвятил несколько серий.

Электрохимия возникла вслед за изобретением «вольтова столба» — электрохимического генератора. По вопросу об источнике электричества в вольтовом столбе шел спор с самого начала его появления.

Первую теорию выдвинул сам Вольта. Эта теория, известная в истории науки под названием «контактной теории» (в русской литературе часто употреблялся термин «теория прикосновения»), заключается в утверждении, что электрический ток возбуждается от прикосновения различных металлов. От этого прикосновения и зарождается электродвижущая сила, которая «разделяет соединенные электричества и гонит их (в виде токов) по противоположным направлениям».

Контактная теория нашла многочисленных сторонников, и долгое время, как говорил Тиндаль, «самые высокие умы Европы принимали ее за выражение естественного закона». Но как только вольтов столб стал предметом исследований со стороны химиков, крупнейшие ученые, как, например, Фаброни, Волластон, Беккерень, Делярив и другие, изучая химические явления, связанные с изобретением Вольта, в один голос стали заявлять, что дело не в прикосновении металла, а что источником электричества являются химические процессы, происходящие в гальваническом элементе.

Само собой разумеется, что теоретические воззрения Фарадея и исследования связи химических и электрических явлений толкали его на активное участие в разгоравшейся борьбе между сторонниками и противниками контактной теории. 7 апреля 1834 года он представил Королевскому обществу мемуар «об электричестве вольтова столба», в котором он описывал ряд опытов, приведших его к убеждению, что источником электричества (в вольтовом столбе) «являются химические силы».

Однако сторонники контактной теории не сделали тех выводов, которые вытекали из исследований Фарадея, и через пять лет он счел себя вынужденным вновь выступить против взглядов, превратившихся в «нечто метафизическое» и утративших всякий «след физической истины».

1831–1834 годы были для Фарадея в высшей степени плодотворными. За это время он опубликовал десять серий «Опытных исследований по электричеству», составляющих основную часть его работ в этой области. Труд был исключительно напряженным. Приходилось работать на новых, неизведанных участках науки и самому прокладывать себе путь. Его работа была огромной и с чисто количественной стороны. Все это не могло не сказаться на физическом его состоянии. В 1835 году силы Фарадея заметно ослабевают. Он не написал ни одной работы, и единственный доклад Королевскому обществу «Об улучшенной форме вольтова столба», прочитанный в 1835 году, был составлен еще в 1834 году. Тиндаль назвал этот мемуар «относительно неважным». В 1836 и 1837 годах Фарадей не опубликовал ничего.