Кругозор
От соборной люстры до субатомных частиц: как происходят научные открытия
26 сентября 295 просмотров
Кругозор
От соборной люстры до субатомных частиц: как происходят научные открытия
26 сентября 295 просмотров

Антон Бахарев
Антон Бахарев

Наука развивается бок о бок с технологиями. Благодаря новым знаниям ученые совершают открытия, необходимые для изобретения новых технологий, а технологии, в свою очередь, показывают ученым новые пути для исследований. История знает несколько случаев, когда происходил большой скачок в развитии доступных науке инструментов и технических средств. Делимся интересными фактами из книги «Главное в истории науки».

Алхимики

Пока греческие натурфилософы были заняты своими умозрительными заключениями, алхимики изобретали более прикладной подход к исследованию природы. Вероятнее всего, корни слова «алхимия» кроются во фразе «из царства аль-Кеми» (арабский вариант древнего наименования Египта). «Кеми» значит «черные земли» — это указание на плодородные почвы дельты Нила, где алхимики осели во II веке до н. э.

Для современного человека алхимики скорее ближе к волшебникам, нежели к ученым. Они не делали различий между магией и наукой, а вызов духов с помощью невнятных песнопений был важной частью их экспериментов. К тому же алхимики стремились к богатству и власти, а потому намеренно хранили в тайне результаты своей деятельности. Работа Джабира ибн Хайяна (721–813) была настолько трудна для понимания, что, по одной из версий, его имя дало жизнь английскому слову gibberish («тарабарщина»).

Тем не менее алхимики разработали множество аппаратов и видов лабораторной посуды, необходимых для точных исследований в области химии.

Новые знания о природе стали побочным продуктом стремления алхимиков к главной цели — богатству и вечной жизни. Они искали философский камень — магическое вещество, превращавшее дешевые материалы в золото, — и панацею — эссенцию, что лечила любые болезни и даровала бессмертие. Китайские алхимики, тщась найти источник вечной жизни, по чистой случайности изобрели черный порох, а поиски философского камня принесли знания о веществах, элементах и химических реакциях.


Алхимия (после 1558). Гравюра Питера Брейгеля — старшего (ок. 1525–1569). Иллюстрация из книги

Электричество

Электричество изучали с древнейших времен. В VII веке до н. э. Фалес исследовал, как янтарь притягивает и отталкивает пух. От греческого наименования янтаря явление и получило название — «электрон» (ἤλεκτρον). К середине XVIII века подобные источники статического электричества помещали в обернутый фольгой контейнер — лейденскую банку. Именно одно из таких устройств Бенджамин Франклин рассчитывал наполнить энергией от разряда молнии. Он так этого и не сделал (хотя другие лишились жизни, пытаясь осуществить его задумку), но распространил идею о том, что электрические разряды могут быть положительными и отрицательными.

В 1800 году Алессандро Вольта (1745— 1827) изобрел первую современную батарею, в которой непрерывный поток электрического заряда (тока) создавался путем химической реакции (так называемый гальванический элемент). Батареи весьма разнообразных конструкций позволяли ученым обеспечивать постоянную передачу энергии для питания механизмов и освещения.

В 1820 году была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом, а год спустя Майкл Фарадей (1791–1867) научился управлять этими двумя полями, чтобы изобрести двигатель. В версии 1821 года — примитивном прототипе — непрерывное круговое движение обеспечивалось притяжением и отталкиванием между проволокой и магнитом. Еще через десять лет Фарадей выяснил, что перемещение проволоки внутри магнитного поля создавало в проволоке ток. Так, помимо двигателя, Фарадей изобрел электрогенератор.


Проволочная катушка, с помощью которой Майкл Фарадей извлек то, что он описал как «хорошо различимую, хотя и малую» искру. Фото из книги

От люстры до субатомных частиц

В 1583-м Галилео Галилей — возможно, это было первым открытием в его блистательной научной карьере — обратил внимание на свойство маятника, позволившее совершить переворот в науке и технологиях. Существует легенда, что на мессе в Пизанском соборе Галилео заметил, как качается большая люстра, которую задел церковный служитель, зажигавший на ней свечи. Используя собственный пульс в качестве таймера, Галилео убедился, что, независимо от силы толчка и амплитуды движения, время каждого колебания — период — остается постоянным.

Двадцатью годами позже Галилео вернулся к этой теме и обнаружил, что масса груза также не сказывается на периоде колебания, что означало только одно: время колебания определялось исключительно длиной маятника. (Маятник с периодом в одну секунду имеет длину 99,4 миллиметра.)

Впервые этот универсальный закон был применен на практике, когда люди начали использовать маятник в качестве секундомера; однако поле исследований расширялось и дошло до физики колебаний и волн, которая помогла ученым изучать волны, силу, гравитацию и даже субатомные частицы.

Подготовлено по книге «Главное в истории науки».

Рубрика
Кругозор

Похожие статьи