Евклид

(около 365–300 до н. э.)

Можно говорить о том, что Евклид заложил основы не только геометрии, но и всей античной математики. Его предшественники – Фалес, Пифагор, Аристотель и другие – много сделали для ее развития. Но все это были отдельные фрагменты, а не единая логическая схема. Это удалось Евклиду. В своей книге «Начала» ученый систематизированно изложил геометрию, получившую название евклидовой геометрии.

О жизни этого ученого почти ничего не известно. До нас дошли только отдельные легенды. Первый комментатор «Начал» Прокл (V век нашей эры) не мог указать, где и когда родился и умер Евклид. По Проклу, «этот ученый муж» жил в эпоху царствования Птолемея I. Некоторые биографические данные сохранились на страницах арабской рукописи XII века: «Евклид, сын Наукрата, известный под именем «Геометра», ученый старого времени, по своему происхождению грек, по местожительству сириец, родом из Тира».

«Начала» Евклида представляют собой изложение той геометрии, которая известна и поныне под названием евклидовой геометрии. Она описывает метрические свойства пространства, которое современная наука называет евклидовым пространством. Евклидово пространство является ареной физических явлений классической физики, основы которой были заложены Галилеем и Ньютоном. Это пространство пустое, безграничное, изотропное, имеющее три измерения. Евклид придал математическую определенность атомистической идее пустого пространства, в котором движутся атомы. Простейшим геометрическим объектом у Евклида является точка, которую он определяет как то, что не имеет частей. Другими словами, точка – это неделимый атом пространства.

Учение о параллельных и знаменитый пятый постулат («Если прямая, падающая на две прямые, образует внутренние и по одну сторону углы меньшие двух прямых, то продолженные неограниченно эти две прямые встретятся с той стороны, где углы меньше двух прямых») определяют свойства евклидова пространства и его геометрию, отличную от неевклидовых геометрий.

«Начала» Евклида были основательно изучены арабами, а позднее европейскими учеными. Они были переведены на основные мировые языки.

Евклид заложил основы геометрической оптики, изложенные им в сочинениях «Оптика» и «Катоптрика». Основное понятие геометрической оптики – прямолинейный световой луч. Евклид утверждал, что световой луч исходит из глаза (теория зрительных лучей), что для геометрических построений не имеет существенного значения. Он знал закон отражения и фокусирующее действие вогнутого сферического зеркала, хотя точного положения фокуса определить еще не мог. Во всяком случае, в истории физики имя Евклида как основателя геометрической оптики заняло надлежащее место.

У Евклида мы встречаем также описание монохорда – однострунного прибора для определения высоты тона струны и ее частей. Полагают, что монохорд придумал Пифагор, а Евклид только описал его («Деление канона», III век до н. э.).

Евклид со свойственной ему страстью занялся числительной системой интервальных соотношений. Изобретение монохорда имело значение для развития музыки. Постепенно вместо одной струны стали использоваться две или три. Так было положено начало созданию клавишных инструментов, сначала клавесина, потом пианино. А первопричиной появления этих музыкальных инструментов стала математика.

Конечно, все особенности евклидова пространства были открыты не сразу, а в результате многовековой работы научной мысли, но отправным пунктом этой работы послужили «Начала» Евклида. Знание основ евклидовой геометрии является ныне необходимым элементом общего образования во всем мире.

 

Николай Коперник

(1473–1543)

Исходя из астрономических наблюдений и расчетов, благодаря гениальной интуиции, Коперник смог преодолеть многовековой груз традиционных воззрений на устройство Вселенной. Он совершил революцию в привычных представлениях о мире: остановил Солнце и небесный свод, низвел Землю с центра Вселенной, придав ей годичное и суточное вращение как рядовой планете. Тем самым он первым пробил брешь в созданной еще Аристотелем картине мира, все явления природы которой делились на небесные и земные, не сводимые друг к другу и подчинявшиеся различным законам.

Николай Коперник родился 19 февраля 1473 года в польском городе Торуни в семье купца, приехавшего из Германии. Он был четвертым ребенком в семье. Начальное образование он получил скорее всего в расположенной неподалеку от дома школе при костеле св. Яна.

В 1491 году Николай Коперник прибыл в Краков и записался на факультет искусств местного университета. По его окончании в 1496 году он отправился в длительное путешествие в Италию.

Осенью Николай оказался в Болонье, входившей тогда в Папскую область и славившейся своим университетом. Здесь он записался на юридический факультет с отделениями гражданского и канонического, т. е. церковного, права.

Именно в Болонье у Коперника возник интерес к астрономии, определивший его научные интересы. Вечером 9 марта 1497 года вместе с астрономом Доменико Марией Новара Николай провел свое первое научное наблюдение. После него стало ясно, что расстояние до Луны, когда она находится в квадратуре, примерно такое же, как и во время ново– или полнолуния. Несоответствие теории Птолемея обнаруженным фактам заставляло задуматься…

В первые месяцы 1498 года Николай Коперник был заочно утвержден в сане каноника Фромборкского капитула.

Затем Николай на короткое время возвращается в Польшу, но всего через год вновь отправляется в Италию, где изучает медицину в Падуанском университете и получает степень доктора богословия в университете Феррары. На родину Коперник вернулся в конце 1503 года всесторонне образованным человеком. Он поселился сначала в городе Лидзбарке, а затем занял должность каноника во Фромборке – рыбачьем городке в устье Вислы.

Астрономические наблюдения, начатые Коперником в Италии, были продолжены, правда в ограниченных размерах, в Лидзбарке. Но с особой интенсивностью он развернул их в Фромборке, несмотря на неудобства из-за большой широты этого места, что затрудняло наблюдения планет, и из-за частых туманов с Вислянского залива, значительной облачности и пасмурного неба над этой северной местностью.

До изобретения телескопа было еще далеко, не существовало еще и наилучших для дотелескопической астрономии инструментов Тихо Браге, с помощью которых точность астрономических наблюдений был а доведена до 1–2 минут. Наиболее известным прибором, которым пользовался Коперник, был трикветрум, параллактический инструмент. Второй прибор, употреблявшийся Коперником для определения угла наклона эклиптики – «гороскопий», солнечные часы, разновидность квадранта.

Несмотря на очевидные трудности, в «Малом комментарии», написанном приблизительно в 1516 году, Коперник уже дал предварительное изложение своего учения, вернее тогда еще своих гипотез. Он не счел нужным приводить в нем математические доказательства, поскольку они предназначались для более обширного сочинения.

На 1520-е годы приходится значительная часть астрономических результатов Коперника. Удалось провести многие наблюдения. Так, около 1523 года, наблюдая за планетами в момент противостояния, т. е. когда планета находится в противоположном Солнцу пункте небесной сферы, Коперник совершил важное открытие: он опроверг мнение, будто положение планетных орбит в пространстве остается неподвижным. Линия апсид – прямая, соединяющая точки орбиты, в которых планета наиболее близка к Солнцу и наиболее удалена от него, меняет свое положение по сравнению с наблюдавшимся за 1300 лет до того и зафиксированном в «Альмагесте» Птолемея.

Но главное, к началу 1530-х годов работа над созданием новой теории и ее оформлением в его труде «Об обращениях небесных сфер» была в основном закончена. К тому времени почти полтора тысячелетия просуществовала система устройства мира, предложенная древнегреческим ученым Клавдием Птолемеем. Она заключалась в том, что Земля неподвижно покоится в центре Вселенной, а Солнце и другие планеты вращаются вокруг нее. Теория Птолемея не позволяла объяснить многие явления, хорошо известные астрономам, в частности петлеобразное движение планет по видимому небосводу. Но ее положения считались незыблемыми, поскольку хорошо согласовались с учением католической церкви.

Задолго до Коперника древнегреческий ученый Аристарх Самосский утверждал, что Земля движется вокруг Солнца. Но он еще не мог экспериментально подтвердить свое учение.

Наблюдая движение небесных тел, Коперник пришел к выводу, что теория Птолемея неверна. После тридцати лет упорнейшего труда, долгих наблюдений и сложных математических расчетов он убедительно доказал, что Земля – это только одна из планет и что все планеты обращаются вокруг Солнца. Правда, Коперник все же считал, что звезды неподвижны и находятся на поверхности огромной сферы, на огромном расстоянии от Земли. Это было связано с тем, что в то время еще не было таких мощных телескопов, с помощью которых можно наблюдать небо и звезды.

Открыв, что Земля и планеты – спутники Солнца, Коперник смог объяснить видимое движение Солнца по небосводу, странную запутанность в движении некоторых планет, а также видимое вращение небесного свода. Коперник считал, что мы воспринимаем движение небесных тел так же, как и перемещение различных предметов на Земле, когда сами находимся в движении. Когда мы плывем в лодке по поверхности реки, то кажется, что лодка и мы в ней неподвижны, а берега плывут в обратном направлении. Точно так же наблюдателю, находящемуся на Земле, кажется, что Земля неподвижна, а Солнце движется вокруг нее. На самом же деле это Земля движется вокруг Солнца и в течение года совершает полный оборот по своей орбите.

В те же 1520-е годы Коперник приобрел славу искусного врача. Знания, полученные им в Падуе, он пополнял в течение всей жизни, регулярно знакомясь с новинками медицинской литературы. Слава выдающегося медика была заслуженной – Копернику удалось многих пациентов избавить от тяжелых и трудноизлечимых недугов.

В мае 1542 года в Виттенберге выходит из печати книжка Коперника «О сторонах и углах треугольников как плоских, так и сферических» с приложением подробных таблиц синусов и косинусов.

Но ученый не дожил до того времени, когда книга «О обращениях небесных сфер» распространилась по всему свету. Коперник скончался 24 мая 1543 года.

 

Галилео Галилей

(1564–1642)

Итальянский ученый Галилео Галилей является одним из тех гигантов науки, на плечах которых уверенно стоял создатель классической физики Исаак Ньютон, по его собственному образному выражению.

Галилео Галилей родился 15 февраля 1564 года в городе Пизе в знатной, но обедневшей семье. Его отец Винченцо Галилей был талантливым музыкантом и композитором, но искусство не давало средств к существованию, и Винченцо прирабатывал торговлей сукном.

В детские годы Галилео увлекался конструированием механических игрушек, мастерил действующие модели машин, мельниц и кораблей. До одиннадцати лет Галилей жил в Пизе и учился в обычной школе.

В семнадцать лет Галилей поступил в Пизанский университет и стал готовиться к профессии врача. Одновременно из любознательности он читал труды по математике и механике.

Из-за стесненного материального положения юноше пришлось бросить Пизанский университет и вернуться во Флоренцию. Дома Галилей самостоятельно занялся углубленным изучением математики и физики, которые его очень заинтересовали.

В 1586 году он написал свою первую научную работу «Маленькие гидростатические весы», которая принесла ему некоторую известность и позволила познакомиться с несколькими учеными. По протекции одного из них, автора «Учебника механики» Гвидо Убальдо дель Монте, Галилей в 1589 году получил кафедру математики в Пизанском университете. В двадцать пять лет он стал профессором там, где учился, но не завершил свое образование.

Галилей преподавал студентам математику и астрономию. Именно к этому времени относятся опыты, которые он ставил, бросая различные тела с наклонной Пизанской башни, чтобы проверить, падают ли они в соответствии с учением Аристотеля – тяжелые быстрее, чем легкие. Ответ получился отрицательный. В работе «О движении» (1590 год) Галилей подверг критике аристотелевское учение о падении тел.

Важнейшим достижением Галилея в динамике было создание принципа относительности, ставшего основой современной теории относительности. Решительно отказавшись от представлений Аристотеля о движении, Галилей пришел к выводу, что движение (имеются в виду только механические процессы) относительно, то есть нельзя говорить о движении, не уточнив, по отношению к какому «телу отсчета» оно происходит; законы же движения безотносительны, и поэтому, находясь в закрытой кабине (он образно писал «в закрытом помещении под палубой корабля»), нельзя никакими опытами установить, покоится ли эта кабина или же движется равномерно и прямолинейно.

Критика Галилеем физических представлений Аристотеля восстановила против него многочисленных сторонников древнегреческого ученого. Молодому профессору стало очень неуютно в Пизе, и он принял приглашение занять кафедру математики в известном Падуанском университете.

Падуанский период – самый плодотворный и счастливый в жизни Галилея. Здесь он обрел семью, связав свою судьбу с одинокой девушкой Мариной Гамба, которая родила ему двух дочерей: Вирджинию и Ливию, позже родился сын Винченцо.

С 1606 года Галилей занимается астрономией. В марте 1610 года увидел свет его труд под названием «Звездный вестник».

Узнав в конце 1608 года об изобретении за границей подзорной трубы, ученый увлеченно работает над собственной конструкцией, используя сочетание двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Терпеливо создавая один за другим приборы со все большим увеличением, он, наконец, построил «прибор до такой степени превосходный, что при его помощи предметы казались почти в 1000 раз больше и более чем в 30 раз ближе, чем при наблюдении простым глазом», – вспоминает Галилей о своем изобретении в книге «Пробирщик».

В ночь на 7 января 1610 года он направляет телескоп на небо. То, что он увидел там – лунный пейзаж, горные цепи и вершины, бросавшие тени, долины и моря, – уже приводило к мысли о том, что Луна похожа на Землю, – факт не в пользу религиозных догм и учения Аристотеля об особом положении Земли среди небесных тел.

Позже Галилей обнаружил феномен Сатурна (хотя и не понял, в чем дело) и открыл фазы Венеры.

Наблюдая, как солнечные пятна перемещаются по солнечной поверхности, он установил, что Солнце тоже вращается вокруг своей оси. На основании наблюдений Галилей сделал вывод, что вращение вокруг оси свойственно всем небесным телам.

Наблюдая звездное небо, он убедился, что число звезд гораздо больше, чем можно увидеть простым глазом. Так Галилей подтвердил мысль Джордано Бруно о том, что просторы Вселенной бесконечны и неисчерпаемы. После этого Галилей сделал вывод о том, что гелиоцентрическая система мира, предложенная Коперником, является единственно верной.

Телескопические открытия Галилея были многими встречены с недоверием, даже с враждебностью, но сторонники коперниканского учения и, прежде всего Кеплер, тут же опубликовавший «Разговор со звездным вестником», отнеслись к ним с восторгом, видя в этом подтверждение правоты своих убеждений.

«Звездный вестник» принес ученому европейскую славу. Тосканский герцог Козимо II Медичи предложил Галилею занять должность придворного математика. Она сулила безбедное существование, свободное время для занятий наукой, и ученый принял предложение. Кроме того, это позволяло Галилею вернуться на родину, во Флоренцию.

В Рим посыпались доносы на Галилея. В 1616 году книга Коперника «Об обращении небесных сфер» была внесена в индекс запрещенных книг. Одновременно запрещались все книги, поддерживавшие эту теорию, – существовавшие и те, которые будут написаны в будущем. Галилея вызвали из Флоренции в Рим и в мягкой, но категорической форме потребовали прекратить пропаганду еретических представлений об устройстве мира. Увещевание проводил кардинал Беллармино. Галилей был вынужден подчиниться. Он не забыл, чем кончилось для Джордано Бруно упорство в «ереси».

В 1623 году Галилей возвращается во Флоренцию и продолжает работать над новой книгой, не теряя надежды когда-нибудь опубликовать свой труд. В 1630 году Галилей заканчивает книгу и представляет ее в Конгрегацию.

Рассмотрение сочинения Галилея в цензуре тянулось два года, затем последовал запрет. Тогда Галилей решил издать свой труд в родной Флоренции. Ему удалось искусно обмануть тамошних цензоров, и в 1632 году книга «Диалог о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой» увидела свет.

«Диалог о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой», написан в виде бесед трех патрициев. Это произведение было педагогическим трудом, невольно делавшим любого непредубежденного человека сторонником гелиоцентрической системы. Читатели знакомятся с астрономическими открытиями Галилея, принципами инерции и относительности механического движения, с теорией приливов и отливов (к сожалению, неверной), и все это нацелено на кинематическое и динамическое обоснование великого учения Коперника.

Церковные власти пришли в ярость. Санкции последовали незамедлительно. Продажу «Диалога» запретили, а Галилея вызвали в Рим на суд. Напрасно семидесятилетний старец представил свидетельство трех врачей о том, что он болен. Из Рима сообщили, что если он не приедет добровольно, то его привезут силой, в кандалах. И престарелый ученый отправился в путь.

Следствие тянулось с апреля по июнь 1633 года. Под угрозой пыток больного и немощного старика заставили отречься от своего учения и покаяться. Его удалили в заточение в пригородную виллу Арчетри и лишили возможности видеться и беседовать с друзьями и учениками. Лишь последние годы жизни контроль со стороны церкви немного ослаб. Сломить Галилея церковь так и не смогла.

Находясь под постоянным надзором инквизиции, два года Галилей в заточении пишет «Беседы и математические доказательства…», где, в частности, излагает основы динамики.

Галилей умер 8 января 1642 года на руках своих верных учеников – В. Вивиани и И. Торичелли.

 

Иоганн Кеплер

(1571–1630)

Вскоре после смерти Коперника на основе его системы мира астрономы составили таблицы движений планет. Эти таблицы лучше согласовывались с наблюдениями, чем прежние таблицы, составлявшиеся еще по Птолемею. Но спустя некоторое время астрономы обнаружили расхождение и этих таблиц с данными наблюдений за движением небесных тел.

Для передовых ученых было ясно, что учение Коперника правильно, но надо было глубже исследовать и выяснить законы движения планет. Эту задачу решил великий немецкий ученый Кеплер.

Иоганн Кеплер появился на свет 27 декабря 1571 года в маленьком городке Вейле близ Штутгарта. Мальчик появился на свет в бедной семье, и поэтому ему с большим трудом удалось окончить школу и поступить в 1589 году в Тюбингенский университет. Здесь он с увлечением занимался математикой и астрономией. Его учитель профессор Местлин втайне был последователем Коперника. Конечно, в университете Местлин преподавал астрономию по Птолемею, но дома он знакомил своего ученика с основами нового учения. И вскоре Кеплер стал горячим и убежденным сторонником теории Коперника.

Уже в 1596 году он издает «Космографическую тайну», где, принимая вывод Коперника о центральном положении Солнца в планетной системе, пытается найти связь между расстояниями планетных орбит и радиусами сфер, в которые в определенном порядке вписаны и вокруг которых описаны правильные многогранники. Несмотря на то, что этот труд Кеплера оставался еще образцом схоластического, квазинаучного мудрствования, он принес автору известность. Знаменитый датский астроном-наблюдатель Тихо Браге, скептически отнесшийся к самой схеме, отдал должное самостоятельности мышления молодого ученого, знанию им астрономии, искусству и настойчивости в вычислениях и выразил желание встретиться с ним. Состоявшаяся позже встреча имела исключительное значение для дальнейшего развития астрономии.

Кеплер пришел к мысли о неправильности установившегося с древности мнения о круговой форме планетных орбит. Путем вычислений он доказал, что планеты движутся не по кругам, а по эллипсам – замкнутым кривым, форма которых несколько отличается от круга. При решении данной задачи Кеплеру пришлось встретиться со случаем, который, методами математики постоянных величин решен быть не мог. Дело сводилось к вычислению площади сектора эксцентрического круга. Если эту задачу перевести на современный математический язык, мы придем к эллиптическому интегралу. Дать решение задачи в квадратурах Кеплер, естественно, не мог, но он решил задачу путем суммирования бесконечно большого числа «актуализированных» бесконечно малых. Этот подход к решению важной и сложной практической задачи представлял собой в новое время первый шаг в предыстории математического анализа.

Первый закон Кеплера предполагает, что Солнце находится не в центре эллипса, а в особой точке, называемой фокусом. Из этого следует, что расстояние планеты от Солнца не всегда одинаково. Так как эллипс – плоская фигура, то первый закон подразумевает, что каждая планета движется, оставаясь все время в одной и той же плоскости.

Второй закон звучит так: радиус-вектор планеты (т. е. отрезок, соединяющий Солнце и планету) описывает равные площади в равные промежутки времени. Этот закон часто называют законом площадей. Второй закон указывает прежде всего на изменение скорости движения планеты по ее орбите: чем ближе планета подходит к Солнцу, тем быстрее она движется. Но этот закон дает на самом деле больше. Он целиком определяет движение планеты по ее эллиптической орбите.

Оба закона Кеплера стали достоянием науки с 1609 года, когда была опубликована его знаменитая «Новая астрономия» – изложение основ новой небесной механики.

Вся жизнь Кеплера была посвящена открытой борьбе за учение Коперника. В 1617–1621 годах в разгар Тридцатилетней войны, когда книга Коперника уже попала в ватиканский «Список запрещенных книг», а сам ученый переживал особенно трудный период в своей жизни, он издает тремя выпусками общим объемом примерно в 1000 страниц «Очерки коперниканской астрономии». Название книги неточно отражает ее содержание – Солнце там занимает место, указанное Коперником, а планеты, Луна и незадолго до того открытые Галилеем спутники Юпитера обращаются по открытым Кеплером законам.

В течение многих лет он ведет работу по составлению новых планетных таблиц, напечатанных в 1627 году под названием «Рудольфинские таблицы», которые в течение длительного времени были настольной книгой астрономов. Кеплеру принадлежат также важные результаты в других науках, в частности в оптике. Разработанная им оптическая схема рефрактора уже к 1640 году стала основной в астрономических наблюдениях.

Открытие законов обращения планет потребовало от ученого многих лет упорной и напряженной работы. Кеплеру, терпевшему гонения и со стороны католических правителей, которым он служил, и со стороны единоверцев-лютеран, не все догмы которых он мог принять, приходится много переезжать. Прага, Линц, Ульм – неполный список городов, в которых он трудился.

Умер ученый во время поездки в Регенсбург 15 ноября 1630 года, когда тщетно пытался получить хоть часть жалованья, которое за много лет задолжала ему императорская казна.

Ему принадлежит огромная заслуга в развитии наших знаний о Солнечной системе. Ученые последующих поколений, оценившие значение трудов Кеплера, назвали его «законодателем неба», так как именно он выяснил те законы, по которым совершается движение небесных тел в Солнечной системе.

 

Уильям Гарвей

(1578–1657)

Гарвей – знаменитый английский врач, который опроверг господствовавшие в течение 1500 лет учение Галена о движении крови в организме. Его представления о кровообращения и эмбриологические исследования дают все основания назвать его основателем новейшей физиологии.

Открытия Гарвея привели к коренному перелому в развитии медицинской науки. Идеи ученого, поддержанные и развитые прогрессивно мыслящими коллегами, получили широкое распространение и оказали глубокое влияние на дальнейшее развитие научной физиологии.

Уильям Гарвей родился 1 апреля 1578 года в Фолкстоуне в графстве Кент, в семье преуспевающего купца.

Уильям сначала учится в Кентерберийском колледже, а затем Кембриджском университете, который оканчивает в 1597 году. Его влекут естественные науки, он интуитивно чувствует, что именно в них найдет простор своему острому уму. В 1598 году Гарвей отправился в Падуанский университет. Здесь Уильям внимательно слушает лекции знаменитого анатома Фабрицио д'Аквапенденте. Этот ученый открыл в венах особые клапаны. Правда, он не понял их значения, и для него они оказались лишь деталью строения вен.

В 1602 году Уильям получил степень доктора и поселился в Лондоне. В 1607 году он получил кафедру в Лондонской коллегии врачей, а в 1609 году Гарвей занял место доктора в госпитале св. Варфоломея. Ученый с дипломами двух университетов быстро становится модным лекарем и женится весьма выгодно. Он вовсю практикует в знатнейших семействах Англии, а дружба с Фрэнсисом Бэконом помогает ему получить место «чрезвычайного врача» короля Якова I. В 1623 году он назначается придворным врачом. Благосклонность к Гарвею наследует и молодой Карл I. В 1625 году Гарвей становится почетным медиком при его дворе.

В 1616 году ему предложили кафедру анатомии и хирургии в коллегии врачей, а уже на следующий год он излагал свои взгляды на кровообращение. Во время лекции Гарвей впервые высказал убеждение, что кровь в организме непрерывно обращается – циркулирует, и что центральной точкой кровообращения является сердце. Гарвей говорил, что идея кровообращения явилась у него результатом соображений о количестве крови, беспрерывно вступающей в аорту.

В 1628 году, когда Гарвею уже пятьдесят лет, выходит его «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных».

Теория в книге Гарвея опирается на немногие простые и наглядные опыты, каждая деталь иллюстрируется бесчисленными вивисекциями и вскрытиями. Процесс кровообращения прослежен во всех его вариантах у различных представителей животного царства.

Гарвей считал, что сердце – это мощный мышечный мешок, разделенный на несколько камер. Оно действует, как насос, нагнетающий кровь в сосуды (артерии). Толчки сердца – это последовательные сокращения его отделов: предсердий, желудочков, это внешние признаки работы «насоса». Кровь движется по кругам, все время возвращаясь в сердце, и этих кругов два. В большом круге кровь движется от сердца к голове, к поверхности тела, ко всем его органам. В малом круге кровь движется между сердцем и легкими. Воздуха в сосудах нет, они наполнены кровью. Общий путь крови: из правого предсердия – в правый желудочек, оттуда – в легкие, из них – в левое предсердие. Таков малый круг кровообращения. Его открыл еще испанский врач Сервет, но Гарвей не знал этого: ведь книга Сервета была сожжена.

Из левого желудочка кровь выходит на пути большого круга. Сначала по крупным, потом по все более и более мелким артериям она течет ко всем органам, к поверхности тела. Обратный путь к сердцу (в правое предсердие) кровь совершает по венам. И в сердце, и в сосудах кровь движется лишь в одном направлении: клапаны сердца не допускают обратного тока, клапаны в венах открывают путь лишь в сторону сердца.

Как попадает кровь из артерий в вены, Гарвей не знал – без микроскопа путь крови в капиллярах не проследишь. Капилляры открыл итальянский ученый Мальпиги в 1661 году, то есть через четыре года после смерти Гарвея. Но для Гарвея было ясно, что переход крови из артерий в вены нужно искать там, где находятся мельчайшие разветвления артерий и вен.

Не знал Гарвей и роли легких. Гарвей только утверждал, что в легких кровь охлаждается и изменяет свой состав.

Рассуждения и доказательства, приведенные в книге Гарвея, были очень убедительны. И все же, как только книга появилась, на Гарвея посыпались нападки со всех сторон. В числе противников Гарвея были и крупные ученые, и множество врачей-практиков. Больные отказывались от его услуг, подметные письма достигали короля, но, к чести Карла I, он не поверил наветам и даже разрешил своему медику отлавливать в Виндзорском парке ланей для опытов по эмбриологии.

Гарвею пришлось пережить много неприятностей, но затем с его учением стали считаться все больше и больше. Молодые врачи и физиологи пошли за Гарвеем, и ученый под конец жизни дождался признания своего открытия. Медицина и физиология вступили на новый, подлинно научный путь. Открытие Гарвея создало коренной перелом в развитии медицинской науки.

В последние годы жизни ученый изучал индивидуальное развитие животных. В 1651 году был издан второй его трактат «Исследования о зарождении животных». Не имея в своем распоряжении микроскопа, Гарвей мог только догадываться о многих существенных закономерностях эмбрионального развития, и, естественно, не все его предположения подтвердились в дальнейшем. Однако многие мысли ученого представляют большой интерес.

Он первый сформулировал теорию эпигенеза, прочно установил, что зародыш цыпленка развивается не из желтка куриного яйца, как предполагал Аристотель, и не из белка, как полагал итальянский анатом Фабриций, а из зародышевого кружка, или пятна, как называл его Гарвей. Он высказал и обосновал мысль о том, что животные в период эмбрионального развития проходят ступени развития животного мира, то есть, что индивидуальное развитие повторяет общее развитие. В результате своих сравнительно-анатомических и эмбриологических исследований Гарвей впервые вывел общеизвестную формулу: «Все живое из яйца!»

Последние годы Гарвей жил уединенно. Лондонская медицинская коллегия поставила в зале заседаний его статую, а в 1654 году избрала его своим президентом. Но он отказался от почетного кресла. Гарвей не любил титулов и никогда не домогался их. Он продолжал работать.

3 июня 1657 года Гарвей скончался.

 

Исаак Ньютон

(1642–1726)

На статуе Ньютона в Тринити-колледже Кембриджского университета можно прочесть строки древнеримского поэта и философа Лукреция: «Разумом он предвосхитил род человеческий». Эти слова прекрасно передают восхищение потомков гением Ньютона.

Ньютон – один из основоположников современной физики. Обобщив все, что было сделано до него в физике начиная с Аристотеля, он сумел заложить фундамент классической физики – науки, которая не подверглась изменениям и дополнениям вплоть до начала XX века, когда теория относительности и квантовая механика обозначили границы ее применения.

Ньютон сформулировал основные законы механики и был фактическим создателем единой физической программы описания всех физических явлений на базе механики. Ученый открыл закон всемирного тяготения, объяснил движение планет вокруг Солнца и Луны вокруг Земли, а также приливы в океанах, заложил основы механики сплошных сред, акустики и физической оптики.

Исаак Ньютон родился 24 декабря 1642 года в деревушке Вульсторп в Линкольншире. Семья Ньютонов принадлежала к числу фермеров средней руки. Его отец умер еще до рождения сына.

Когда Исаак подрос, его устроили в начальную школу. По достижении двенадцатилетнего возраста мальчик начал посещать общественную школу в Грантэме.

Исаак особенно углубленно занимался математикой. 5 июня 1660 года Ньютона приняли в Кембриджский университет. Судя по книгам университета, в 1661 году он был «субсайзером». Так назывались бедные студенты, не имевшие средств платить за учение и еще недостаточно подготовленные к слушанию настоящего университетского курса. Они посещали некоторые лекции и вместе с тем должны были прислуживать более богатым. Только в 1664 году Ньютон стал настоящим студентом, а в 1665 году он получил степень бакалавра изящных искусств (словесных наук).

В 1666 году в Кембридже появилась какая-то эпидемия, которую по тогдашнему обычаю сочли чумой, и Ньютон удалился в свой Вульсторп. Здесь, в деревенской тиши, не имея под рукой ни книг, ни приборов, живя почти отшельнической жизнью, двадцатичетырехлетний Ньютон предался глубоким философским размышлениям. Плодом их было гениальнейшее из его открытий – учение о всемирном тяготении.

Ньютон никогда не мог бы сформулировать и доказать свою гениальную идею, если бы не обладал могущественным математическим методом, которого не знал ни английский естествоиспытатель Роберт Гук, ни кто-либо иной из предшественников Ньютона – это анализ бесконечно малых величин, известный теперь под именем дифференциального и интегрального исчислений. Задолго до Ньютона многие философы и математики занимались вопросом о бесконечно малых, но ограничились лишь самыми элементарными выводами.

В 1669 году Ньютон уже был профессором математики университета, унаследовав кафедру, которой руководил знаменитый математик того времени Исаак Барроу. Именно там Ньютон совершил свое первое крупное открытие. Почти одновременно с немецким математиком Лейбницем он создал важнейшие разделы математики – дифференциальное и интегральное исчисления. Но открытия английского ученого касались не только математики. Ньютон создал свой метод, опираясь на прежние открытия, сделанные им в области анализа, но в самом главном вопросе он обратился к помощи геометрии и механики.

В Кембридже Ньютон занялся научной и преподавательской деятельностью: с 1669 по 1671 год он читал лекции, в которых излагал свои главные открытия относительно анализа световых лучей. В то же время он продолжал работать над усовершенствованием оптических зеркал.

После открытий, сделанных им относительно разложения световых лучей, он оставил мысль об усовершенствовании преломляющих телескопов и взялся за шлифовку вогнутых зеркал. В результате Ньютон создал первый отражательный телескоп.

В конце 1670 года Ньютон был избран в члены Лондонского королевского общества. В 1673 году на заседании общества Ньютон зачитывает научную статью «Новая теория света и цветов», в котором изложены его гениальные экспериментальные исследования по дисперсии света. Его совершенно новая теория о цветах, построенная на основе убедительных экспериментов, полностью отвергла старые воззрения о свете и цвете, идущие еще от Аристотеля.

Согласно этим воззрениям, разные цвета объяснялись различными пропорциями между светом и тенью, взаимодействием света с веществом. Ньютон первым показал, что реально существуют монохроматические лучи разной цветности и при помощи призмы белый цвет можно разложить на составляющие его цвета.

Ньютон показал, что сила, заставляющая тела падать на Землю, оказалась совершенно равной той, которая управляет движением Луны. Этот вывод был для ученого высочайшим торжеством. Теперь вполне оправдались его слова: «Гений есть терпение мысли, сосредоточенной в известном направлении». Все его глубокие гипотезы, многолетние вычисления оказались верными. Теперь он вполне и окончательно убедился в возможности создать целую систему мироздания, основанную на одном простом и великом начале. Все сложнейшие движения Луны, планет и даже скитающихся по небу комет стали для него вполне ясными. Явилась возможность научного предсказания движений всех тел Солнечной системы, а быть может, и самого Солнца, и даже звезд и звездных систем.

В конце 1683 года Ньютон наконец сообщил Королевскому обществу основные начала своей системы в виде ряда теорем о движении планет.

В 1687 году, благодаря усилиям английского астронома и геофизика Эдмунда Галлея, выходит в свет книга Ньютона под названием «Математические начала натуральной философии». Его учение о пространстве, времени, массе и силах давало общую схему для решения любых конкретных задач механики, физики, астрономии. Эта книга легла в основу классической механики и всей классической физики как современной науки.

По словам самого Ньютона, еще Галилей установил начала, названные Ньютоном «двумя первыми законами движения». Ньютон формулирует эти законы так:

I. Всякое тело пребывает в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не подействует какая-либо сила и не заставит его изменить это состояние.

П. Изменение движения пропорционально движущей силе и направлено по прямой, по которой действует данная сила.

Сверх этих двух законов Ньютон сформулировал еще третий закон движения, выразив его так:

III. Действие всегда равно и прямо противоположно противодействию, то есть действия двух тел друг на друга всегда равны и направлены в противоположные стороны.

Установив общие законы движения, Ньютон вывел из них множество следствий и теорем, позволивших ему довести теоретическую механику до высокой степени совершенства.

Открытие Ньютона привело к созданию новой картины мира, согласно которой все планеты, находящиеся друг от друга на колоссальных расстояниях, оказываются связанными в одну систему. Этим законом Ньютон заложил начало новой отрасли астрономии – небесной механики, которая сегодня изучает движение планет и позволяет рассчитать их положение в пространстве.

Ньютон смог рассчитать орбиты, по которым движутся спутники Юпитера и Сатурна, и, пользуясь этими данными, определить, с какой силой Земля притягивает Луну. Дальнейшие исследования Ньютона позволили ему определить массу и плотность планет и самого Солнца. Ньютон показал, что плотность Солнца вчетверо менее плотности Земли, а средняя плотность Земли приблизительно равна плотности гранита и вообще самых тяжелых каменных пород. Относительно планет Ньютон установил, что наиболее близкие к Солнцу планеты отличаются наибольшею плотностью.

Далее Ньютон приступил к вычислению фигуры земного шара. Он показал, что Земля имеет сфероидальную форму, – представляет собой как бы шар, расширенный у экватора и сплюснутый у полюсов. Ученый доказал зависимость приливов и отливов от совместного действия Луны и Солнца на воды морей и океанов.

Весьма любопытна предложенная Ньютоном теория движения комет, которую он считал недостаточно разработанной и напечатал лишь по настоянию Галлея. Благодаря расчетам Ньютона, Галлей смог предсказать появление огромной кометы. Она действительно появилась на небосводе в 1759 году и была названа кометой Галлея.

В 1688 году Ньютон был избран в парламент. Через год ученого постигло горе: умерла от тифа его мать. Смерть матери глубоко огорчила Ньютона и, наверное, стала одной из причин, наряду с умственным перенапряжением, срыва психики ученого. На несколько лет (1690–1693 годы) он оказался нетрудоспособным. Согласно преданию, психическое расстройство произошло после пожара в доме Ньютона, в результате которого погибли его рукописи по оптике и механике.

Ученому было уже за пятьдесят. Несмотря на свою огромную славу и блестящий успех его книги, Ньютон жил в весьма стесненных обстоятельствах, а иногда просто нуждался. Поэтому для него имела важное значение должность смотрителя Монетного двора с сохранением профессуры в Кембридже. Ревностно приступив к работе и быстро добившись заметных успехов, он был в 1699 году назначен директором. Совмещать это с преподаванием было невозможно, и Ньютон перебрался в Лондон. В конце 1703 года его избрали президентом Королевского общества. К тому времени Ньютон достиг вершины славы. В 1705 году его возводят в рыцарское достоинство.

Ньютона отличали скромность и застенчивость. «Я только потому стою высоко, – говорил Ньютон, – что стал на плечи гигантов». Но и в других людях Ньютон не любил высокомерно-авторитарного тона и особенно не терпел насмешек над чужими убеждениями.

С 1725 года Ньютон перестал ходить на службу. Умер Исаак Ньютон в ночь 20 марта 1726 году во время эпидемии чумы. В день его похорон был объявлен национальный траур. Его прах покоится в Вестминстерском аббатстве, рядом с другими выдающимися людьми Англии.

 

Карл Линней

(1707–1778)

«Благодаря Линнею наука о растениях стала одной из самых популярных во второй половине XVIII века. Сам же Линней был признан «главой ботаников», хотя многие современники осуждали искусственность его системы, – пишет А. К. Сытин. – Его заслуга состояла в упорядочении едва ли не хаотического многообразия форм живых организмов в ясную и обозримую систему. Он описал более 10 000 видов растений и 4400 видов животных (в том числе и человека разумного – Homo sapiens) и Биноминальная номенклатура Линнея остается основой современной таксономии.

Карл Линней, знаменитый шведский естествоиспытатель, родился в Швеции, в деревеньке Розгульт, 13 мая 1707 года. Его отец, Ниле Линнеус, был бедным сельским священником.

Родители готовили Карла к духовному званию и отдали в начальную школу в Вексие, где он и пробыл с 1717 по 1724 год. Школьные занятия ребенка шли плохо: он с увлечением занимался ботаникой, а приготовление уроков было для него последним делом. Отец собирался уже взять его из гимназии, но случай столкнул юношу с местным врачом Ротманом. У Ротмана занятия «неуспевающего» гимназиста пошли лучше. Доктор начал его понемногу знакомить с медициной и даже заставил полюбить латынь.

С 1724 по 1727 год Карл занимался в гимназии, а затем поступил в университет в Лунде. Однако в 1728 году он перешел в университет в Упсале, чтобы слушать известных профессоров Рогберга и Рудбека. Первая статья Линнея о поле растений обратила на себя внимание Рудбека и в 1730 году, по его предложению, Линнею было передано право читать часть лекций вместо профессора.

В 1732 году научное общество в Упсале поручило молодому ученому исследовать природу Лапландии и дало средства для путешествия. Линней прошел пешком почти 700 километров, собрал значительные коллекции и в результате опубликовал свою первую книгу – «Флора Лапландии».

В 1734 году он совершил вместе с несколькими молодыми людьми путешествие по Далекарлии, и затем поселился в Фалуне. Здесь Линней читал лекции по минералогии и пробирному искусству, а также занимался медицинской практикой. Здесь же Карл познакомился с Сарой Лизой Мореа. Помолвка Линнея с Сарой состоялась за два дня до отъезда жениха в Голландию, куда Линней отправлялся в качестве соискателя диплома доктора медицины, чтобы иметь возможность содержать семью. Официальная церемония обручения и свадьба были отложены на три года – до возвращения ученого.

Весной 1735 года Линней прибыл в Амстердам. В маленьком университетском городке Гардервике он сдал экзамен и 24 июня защитил диссертацию на медицинскую тему о лихорадке, заготовленную им еще в Швеции. Богатая и высококультурная Голландия послужила колыбелью для его горячей творческой деятельности и его громкой славы. В новых его трудах, изданных в 1736–1737 годах, уже содержались в более или менее законченном виде его главные и наиболее плодотворные идеи: система родовых и видовых названий, улучшенная терминология, искусственная система растительного царства.

Несмотря на успехи, которые окружали Линнея в Голландии, его тянет домой. В 1738 году он возвращается на родину и сталкивается с неожиданными проблемами. Он, привыкший за три года заграничной жизни к всеобщему уважению, дружбе и знакам внимания самых выдающихся и знаменитых людей – у себя дома, на родине, был просто врач без места, без практики, без денег, а до его учености никому не было никакого дела. Так Линней-ботаник уступил место Линнею-врачу, и любимые занятия были им на время оставлены.

Однако в 1739 году шведский сейм ассигновал ему сто дукатов ежегодного содержания с обязательством преподавать ботанику и минералогию. При этом ему был присвоен титул «королевского ботаника». В том же году он получил место адмиралтейского врача в Стокгольме: эта должность давала широкий простор его медицинской деятельности.

26 июня 1739 года состоялась наконец долго откладываемая свадьба. В январе 1740 года у Линнеев родился сын, позднее Сара родила несколько дочерей.

В мае 1741 года Линней путешествовал по Готланду и на остров Эланд, а в октябре того же года лекцией «О необходимости путешествий по отечеству» началась его профессорская деятельность в Упсальском университете.

Ботаническая кафедра в Упсале приобрела при Линнее необыкновенный блеск, которого она никогда не имела ни раньше, ни после. Число слушателей университета утроилось. Вся остальная жизнь Линнея прошла в этом городе почти безвыездно. Кафедру он занимал более тридцати лет и покинул ее лишь незадолго до смерти.

С 1742 года Линней восстановил почти уничтоженный пожаром университетский Ботанический сад, расположив в нем коллекцию даже сибирских растений. Здесь выращивались и другие редкости, присылаемые со всех континентов его путешествующими учениками.

Линней перестал заниматься врачебной практикой, он проводил только научные исследования. В 1753 году он опубликовал свой главный труд – книгу «Система растений».

Ученый задумал систематизировать весь растительный мир Земли. В то время, когда начинал свою деятельность Линней, зоология ставила себе задачу ознакомления со всеми породами животных, обитающих на земном шаре, без отношения к их внутреннему строению и к связи отдельных форм между собой, то есть предметом зоологических сочинений того времени было простое перечисление и описание всех известных животных.

Таким образом, зоология и ботаника того времени занимались в основном изучением и описанием видов, но в распознавании их царила безграничная путаница. Описания, которые автор давал новым животным или растениям, были обыкновенно сбивчивы и неточны. Вторым основным недугом тогдашней науки было отсутствие мало-мальски сносной и точной классификации.

Эти основные недостатки систематической зоологии и ботаники и были исправлены гением Линнея. Оставаясь на той же почве изучения природы, на которой стояли его предшественники и современники, он стал могущественным реформатором науки. Заслуга его – чисто методологическая. Он не открывал новых областей знания и неизвестных дотоле законов природы, но он создал новый метод, ясный, логический, и при помощи его навел порядок там, где до него царили хаос и сумятица, чем дал огромный толчок науке.

Зоологическая система Линнея не сыграла в науке такой крупной роли, как ботаническая, хотя в некоторых отношениях стояла и выше ее, как менее искусственная, но она не имела главных ее достоинств – удобства при определении. Линней был мало знаком с анатомией.

Работы Линнея дали огромный толчок систематической ботанике и зоологии. Выработанная терминология и удобная номенклатура облегчили возможность справиться с огромным материалом, в котором прежде так трудно было разобраться. Вскоре все классы растений и животного царства подверглись тщательному изучению и систематизации, а количество описанных видов увеличивалось с часу на час.

В последние годы Линней жил окруженный преклонением, осыпанный почестями, избранный почетным членом многих ученых обществ и академий, в том числе и Петербургской (1754). В 1757 году его возвели в дворянство. В 1763 году ученого избрали членом Французской академии.

Ученый скончался 10 января 1778 года. Он похоронен у северной стены Упсальского собора. На его памятнике сделана надпись: «Карлу Линнею, князю ботаников. Друзья и ученики, 1789».

 

Адам Смит

(1723–1790)

Имя великого шотландца Адама Смита и сегодня высоко чтут все ученые-экономисты, сколь бы различных точек зрения они ни придерживались. В историю экономической мысли он навсегда вошел своей книгой «Исследование о природе и причинах богатства народов» (1776). Эта работа по праву считается началом классической экономической науки. В этом знаменитом труде сочетается абстрактная теория с детальной характеристикой особенностей развития торговли и производства. Смит создал теорию трудовой стоимости и обосновал необходимость возможного освобождения рыночной экономики от государственного вмешательства.

Родился Адам Смит в 1723 году в маленьком шотландском городке Керколди. Отец его, мелкий таможенный чиновник, умер до рождения сына.

В 1740 году Смит отправляется учиться в Англию в Оксфорд. Проведенные здесь шесть лет Смит считал самыми несчастливыми и бездарными в своей жизни.

Смит возвратился в Шотландию и, отказавшись от намерения стать священником, решил добывать средства к существованию литературной деятельностью. В Эдинбурге он подготовил и прочитал два курса публичных лекций по риторике, изящной словесности и юриспруденции. Эти выступления принесли Смиту первую славу и официальное признание: в 1751 году он получил звание профессора логики, а уже в следующем году – профессора нравственной философии университета Глазго.

В 1752 году Смит подружился с известным шотландским философом, историком и экономистом Дэвидом Юмом. Во многом они были схожи: оба интересовались этикой и политической экономией, имели пытливый склад ума. Некоторые гениальные догадки Юма получили дальнейшее развитие и воплощение в трудах Смита.

В 1759 году Смит опубликовал свое первое сочинение, принесшее ему широкую известность, – «Теорию нравственных чувств». Это одна из самых замечательных работ по этике XVIII века.

Смит стал настолько популярен, что вскоре после издания «Теории» получил предложение от герцога Баклейского сопровождать его семью в поездке по Европе.

Вернувшись на родину, Адам Смит уединяется в старом родительском доме, целиком посвятив себя работе над главной книгой своей жизни. В 1776 году «Исследование о природе и причинах богатства народов» было напечатано.

«Богатство народов» представляет собой обширный трактат из пяти книг, заключающих в себе очерк теоретической экономии (I–II книги), историю экономических учений, в связи с общей хозяйственной историей Европы после падения Римской империи (III–IV книги) и финансовую науку, в связи с наукой об управлении (V книга).

Смит подвергает критике идеи меркантилизма. Эта критика не была отвлеченным рассуждением: он описывал ту экономическую систему, в которой жил, и показывал ее непригодность к новым условиям. Вероятно, помогли наблюдения, сделанные им ранее в Глазго, тогда еще провинциальном городе, постепенно превращавшемся в крупный торговый и промышленный центр. По меткому замечанию одного из современников, здесь после 1750 года «на улицах не было видно ни одного нищего, каждый ребенок был занят делом».

Основной идеей теоретической части «Богатства народов» можно считать положение, что главным источником и фактором богатства является труд человека – иначе говоря, сам человек.

В учении о ценности Смит также выдвигает на первый план человеческий труд, признавая труд всеобщим мерилом меновой ценности. По мнению ученого, общество есть меновой союз, где люди обмениваются результатами труда. Взаимовыгодность обмена в экономии труда каждого из его участников. Он также подчеркивает, что обмен и разделение труда взаимосвязаны. Через подобное разделение труда и происходит сотрудничество людей в создании национального продукта.

Анализ понятия естественной цены приводит Смита к выделению в ней трех основных частей: заработной платы, прибыли и ренты. Каждая часть представляет собой чей-то доход. Скажем, заработная плата является доходом наемных рабочих, прибыль – доходом капиталистов, а рента – доходом землевладельцев. Значит, можно сделать вывод о существовании трех основных классов общества.

Смит развивает принцип «невидимой руки». Разрабатывая его первоначально применительно к одной стране, он затем распространяет свои выводы на весь мир.

В 1778 году Смит получил назначение на должность члена Таможенного совета Шотландии. Его постоянным местом жительства стал Эдинбург. В 1787 году его выбрали ректором университета Глазго. Среди его студентов были и двое русских – Сергей Десницкий и Иван Третьяков, обучавшиеся за счет российского правительства. Блестяще сдав экзамены в Шотландии, оба они потом стали профессорами Московского университета и принесли в Россию идеи своего учителя.

Последние годы были окрашены в мрачные, меланхолические тона. С кончиной матери Смит будто потерял желание жить, лучшее осталось позади. Почет не заменил ушедших друзей. Накануне своей смерти Смит приказал сжечь все неоконченные рукописи, словно еще раз напоминая о презрении к тщеславию и мирской суете.

Он скончался в Эдинбурге в 1790 году.

 

Антуан Лавуазье

(1743–1794)

Французский ученый Лавуазье – один из основоположников современной химии. По словам Ф. Энгельса, Лавуазье «впервые поставил на ноги всю химию, которая в своей флогистонной форме стояла на голове».

Он развенчал концепцию флогистона и сформулировал кислородную теорию горения и дыхания. Вместе с крупными достижениями химического анализа это событие положило начало первой химической революции.

Антуан Лоран Лавуазье родился 28 августа 1743 года в семье адвоката. Первоначальное образование он получил в коллеже Мазарини. Антуан учился отлично. По выходе из коллежа он поступил на факультет права. В 1763 году Антуан получил степень бакалавра, в следующем году – лиценциата права.

Но юридические науки не могли удовлетворить его безграничной и ненасытной любознательности. Не оставляя своих занятий правом, он изучал математику и астрономию у Лакайля, очень известного в то время астронома, имевшего небольшую обсерваторию в коллеже Мазарини; ботанику – у великого Бернара Жюсье, с которым вместе составлял гербарии; минералогию – у Гэтара, составившего первую минералогическую карту Франции; химию – у Руэля.

Первые работы Лавуазье были сделаны под влиянием его учителя и друга Гэтара. Лавуазье был его сотрудником в течение трех лет, начиная с 1763 года. Плодом этого сотрудничества явилась его первая работа – «Исследование различных родов гипса». В 1768 году Лавуазье был избран членом Академии наук.

Устроившись в материальном отношении, Лавуазье вскоре женился на дочери генерального откупщика. В 1771 году ему было двадцать восемь лет, а его невесте – четырнадцать.

В жизни ученый придерживался строгого порядка. Он положил себе за правило заниматься наукой шесть часов в день: от шести до девяти утра и от семи до десяти вечера. Один день в неделю посвящался исключительно науке. С утра Лавуазье запирался в лаборатории со своими сотрудниками; тут они повторяли опыты, обсуждали химические вопросы, спорили о новой системе. Лаборатория Лавуазье сделалась центром тогдашней науки. Он тратил огромные суммы на приобретение и монтирование приборов, представляя собой в этом отношении совершенную противоположность некоторым из своих современников.

В научной деятельности Лавуазье поражает ее строгая логика. Сначала вырабатывается метод исследований. Потом ученый ставит опыт. Овладев в совершенстве методом, Лавуазье приступает к своей главной задаче. Работы его, создавшие основы современной химии, охватывают период с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показавших, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.

Этот факт – основное, капитальное открытие, послужившее ключом к объяснению всех остальных явлений.

Около шестидесяти научных статей он посвятил уяснению различных вопросов, связанных с этим исходным пунктом. В них новая наука разматывается как клубок. Явления горения естественно приводят Лавуазье, с одной стороны, к исследованию состава воздуха, с другой – к изучению остальных форм окисления; к образованию различных окисей и кислот и уяснению их состава; к процессу дыхания, а отсюда – к исследованию органических тел и открытию органического анализа и т. д.

Ближайшей задачей Лавуазье являлась теория горения и связанный с ней вопрос о составе воздуха. В 1774 году он представил академии научную статью о прокаливании олова, в которой он сформулировал и доказал свои взгляды на горение.

В трактате «О горении вообще» (1777) он подробно развивает свою теорию. Всякое горение есть соединение тела с кислородом; результат его – сложное тело, а именно «металлическая земля» (окисел) или кислота (ангидрид по современной терминологии).

Теория горения привела к объяснению состава различных химических соединений. Уже давно различались окислы, кислоты и соли, но строение их оставалось загадочным. Их общий результат можно сформулировать так: Лавуазье дал первую научную систему химических соединений, установив три главные группы – окислы (соединения металлов с кислородом), кислоты (соединения неметаллических тел с кислородом) и соли (соединения окислов и кислот).

В 1783 году Лавуазье напечатал «Размышления о флогистоне». Опираясь на свои открытия, он доказывает полнейшую ненужность теории флогистона. Без нее факты объясняются ясно и просто; с нею начинается бесконечная путаница.

Наконец, знание водорода и продукта его окисления дало Лавуазье возможность положить главный камень в основание органической химии. Он определил состав органических тел и создал органический анализ путем сжигания углерода и водорода в определенном количестве кислорода.

Во время Французской революции ученый попал в тюрьму. 8 мая 1794 года состоялся суд. По сфабрикованному обвинению Лавуазье был приговорен к смертной казни.

«Палачу довольно было мгновения, чтобы отрубить эту голову, – сказал на другой день Лагранж, – но, может быть, столетия будет мало, чтобы произвести другую такую же».

 

Карл Гаусс

(1777–1855)

Гаусс – великий немецкий математик, астроном, геодезист и физик. Научное творчество ученого наглядно показывает неосновательность деления наук на «чистые» и «прикладные»: «принц математиков» находил практические применения результатам своих фундаментальных исследований и из конкретных задач прикладных областей умел извлекать проблемы, представляющие интерес для фундаментальной науки.

Карл Фридрих Гаусс родился 30 апреля 1777 года в Брауншвейге. Он был единственным сыном бедных родителей. Мальчик унаследовал по линии отца крепкое здоровье, а по линии матери яркий интеллект. Рассказывают, что в возрасте трех лет он решал числовые задачи и любил чертить геометрические фигуры.

В семь лет Карл поступил в Екатерининскую народную школу.

В 1788 году Гаусс переходит в гимназию. Впрочем, в ней не учат математике. Здесь изучают классические языки. Гаусс с удовольствием занимается языками и делает такие успехи, что даже не знает, кем он хочет стать – математиком или филологом.

О Гауссе узнают при дворе. В 1791 году его представляют Карлу Вильгельму Фердинанду – герцогу Брауншвейгскому. Мальчик бывает во дворце и развлекает придворных искусством счета. Благодаря покровительству герцога Гаусс смог в октябре 1795 года поступить в Геттингенский университет.

В 1795 году Гаусса охватывает страстный интерес к целым числам. Незнакомый с какой бы то ни было литературой, он должен был все создавать себе сам. И здесь он вновь проявляет себя как незаурядный вычислитель, про латающий пути в неизвестное. В Геттингене Гаусс буквально проглатывает впервые попавшуюся в его руки литературу: Эйлера и Лагранжа.

«30 марта 1796 года для него наступает день творческого крещения, – писал немецкий математик Ф. Клейн. – Некоторое время Гаусс уже занимался группировкой корней из единицы на основании своей теории «первообразных» корней. И вот однажды утром, проснувшись, он внезапно ясно и отчетливо осознал, что из его теории вытекает построение семнадцатиугольника… Это событие явилось поворотным пунктом жизни Гаусса. Он принимает решение посвятить себя не филологии, а исключительно математике».

Сам Гаусс сохранил трогательную любовь к своему первому открытию на всю жизнь. Подобно Архимеду Гаусс выразил желание, чтобы в памятнике на его могиле был увековечен семнадцатиугольник.

30 марта 1796 года, в день, когда был построен правильный семнадцатиугольник, начинается дневник Гаусса – летопись его замечательных открытий. Следующая запись датирована 8 апреля. В ней сообщалось о доказательстве теоремы квадратичного закона взаимности, которую он назвал «золотой».

Два великих открытия Гаусс сделал на протяжении всего 10 дней, за месяц до того, как ему исполнилось 19 лет! Одна из самых удивительных сторон «феномена Гаусса» заключается в том, что он в своих первых работах практически не опирался на достижения предшественников, переоткрыв за короткий срок то, что было сделано в теории чисел за полтора века трудами крупнейших математиков.

В 1801 году вышли знаменитые «Арифметические исследования» Гаусса. Этот труд посвящен вопросам теории чисел и высшей алгебры, постановка и разработка которых во многом предопределили дальнейшее развитие этих дисциплин. Гаусс дает здесь обстоятельную теорию квадратичных вычетов, первое доказательство квадратичного закона взаимности одной из центральных теорем теории чисел. Конец книги содержит замечательную теорию уравнений деления круга, которая во многом была прообразом теории Галуа.

В 1798 году Гаусс подготовил диссертацию, посвященную доказательству Основной теоремы алгебры, в которой говорится, что всякое алгебраическое уравнение имеет корень, который может быть числом действительным или мнимым, одним словом – комплексным.

«Математический век» Гаусса – менее десяти лет. При этом большую часть времени заняли работы, оставшиеся неизвестными современникам (эллиптические функции).

Новым увлечением Гаусса стала астрономия. В 1801 году Гаусс разработал метод вычисления эллиптической орбиты и установил ее для недавно открытой малой планеты Цереры. С помощью вычислений Гаусса было установлено с большой точностью местонахождение планеты, и она была вновь обнаружена в указанном месте, после того как надолго затерялась в лучах яркого солнца.

В 1802 году друг Гаусса Г. В. Ольберс, опираясь на его теорию, открыл вторую малую планету – Палладу. Действенность вычислительных методов Гаусса стала для астрономов несомненной.

В конце 1807 года Гаусс принимает предложение Геттингенского университета занять пост директора вновь организованной обсерватории. К тому времени Гаусс уже женился. Но в 1809 году жена умерла после рождения сына, а затем умер и ребенок.

В 1809 году выходит знаменитая «Теория движения небесных тел, обращающихся вокруг Солнца по коническим сечениям», где Гаусс, наконец, публично излагает свои методы вычисления орбит. В книге был изложен метод наименьших квадратов, остающийся по сей день одним из самых распространенных методов обработки результатов наблюдений.

На 1810 год пришлось большое число почестей: Гаусс получил премию Парижской академии наук и Золотую медаль Лондонского королевского общества, был избран в несколько академий.

К 1820 году центр практических интересов Гаусса переместился в геодезию. Это было связано с поручением произвести геодезическую съемку Ганноверского королевства и составить детальную его карту. В основе этой работы лежало измерение дуги меридиана, приблизительно идущего из Геттингена в Альтону. Выполнение этого задания заняло у Гаусса следующие десять лет жизни.

Он не только выполнил поставленную задачу, но для ее осуществления фактически создал науку, которая носит название «высшей геодезии» и имеет своей задачей установление формы земной поверхности не в упрощенном, а в действительном ее виде. Основы этой дисциплины изложены Гауссом в сочинении «Исследования о предметах высшей геодезии» (1842–1847). Это сочинение и в настоящее время имеет большое значение для высшей геодезии. Выполнение геодезической съемки требовало усовершенствованной оптической сигнализации, для которой ученый изобрел специальный прибор – гелиотроп.

В 1831 году он пытается заниматься кристаллографией. В этом же году в Геттинген приезжает приглашенный по инициативе Гаусса 27-летний физик Вильгельм Вебер, в котором он нашел сотоварища по занятиям наукой.

В 1832 году они совместно создают так называемую абсолютную систему единиц, приняв за основные три единицы: единицу времени, единицу длины и единицу массы. В 1833 году в тесном сотрудничестве с Вебером Гаусс строит первый в Германии электромагнитный телеграф, который связывал магнитную обсерваторию с городом Нейбургом.

Совместные занятия Гаусса и Вебера были прерваны в 1843 году, когда Вебера вместе с шестью другими профессорами изгнали из Геттингена за подписание письма королю, в котором указывалось на нарушения последним конституции (Гаусс не подписал письма).

Умер Гаусс 23 февраля 1855 года.

 

Майкл Фарадей

(1791–1867)

Английский физик Майкл Фарадей стал основоположником современной концепции поля в электродинамике. Его труды ознаменовали наступление новой эры в физике.

Его великий последователь Джеймс Клерк Максвелл писал: «Фарадей является и навсегда останется творцом того общего учения об электромагнетизме, которое рассматривает с единой точки зрения все явления, изучавшиеся прежде в отдельности, не говоря уже о тех явлениях, которые открыл сам Фарадей, следуя своему убеждению о единстве всей науки».

Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в Лондоне, в одной из беднейших его частей. Его отец был кузнецом, а мать – дочерью земледельца-арендатора.

Скромные доходы семьи не позволили Майклу окончить даже среднюю школу. В нескольких шагах от дома, в котором жила семья Майкла, находилась книжная лавка, бывшая вместе с тем и переплетным заведением. Сюда-то и попал Фарадей, окончив курс начальной школы, когда возник вопрос о выборе профессии. Майклу в это время минуло только тринадцать лет.

Все это время Фарадей занимался самообразованием – прочитал всю доступную ему литературу по физике и химии, повторял в устроенной им домашней лаборатории опыты, описанные в книгах, посещал по вечерам и воскресеньям частные лекции по физике и астрономии.

Физические и химические опыты Фарадей стал проделывать еще мальчиком при первом же знакомстве с физикой и химией. Однажды Майкл посетил одну из лекций Хэмфри Дэви, великого английского физика. Фарадей сделал подробную запись лекции, красиво переплел ее и отослал Дэви. Тот был настолько поражен, что предложил Фарадею работать с ним в качестве секретаря. Вскоре Дэви отправился в путешествие по Европе и взял с собой Фарадея.

Вернувшись в Лондон в 1815 году, Фарадей начал работать ассистентом в одной из лабораторий Королевского института в Лондоне.

Опираясь на опыты своих предшественников и скомбинировав результаты нескольких собственных опытов, к сентябрю 1821 года Майкл напечатал «Историю успехов электромагнетизма».

В 1821 году в жизни Фарадея произошло еще два важных события: он получил место надзирателя за зданием и лабораториями Королевского института и женился. Брак оказался счастливым, хотя детей не было.

В 1823 году Фарадеем было произведено одно из важнейших открытий в области физики – он впервые добился сжижения газа, и вместе с тем установил простой, но действительный метод обращения газов в жидкость.

В 1824 году Фарадей сделал несколько открытий в области физики. Среди прочего он установил, что свет влияет на цвет стекла, изменяя его.

В следующем году Фарадей снова обращается от физики к химии, и результатом его работ в этой области является открытие бензина и серно-нафталиновой кислоты.

В 1831 году Фарадей опубликовал трактат «Об особого рода оптическом обмане», послуживший основанием прекрасного и любопытного оптического снаряда, именуемого «хромотропом». В том же году вышел еще один трактат ученого «О вибрирующих пластинках».

Многие из этих работ могли бы сами по себе обессмертить имя их автора. Но наиболее важными из научных работ Фарадея являются его исследования в области электромагнетизма и электрической индукции. Важный раздел физики, трактующий явления электромагнетизма и индукционного электричества и имеющий в настоящее время такое громадное значение для техники, был создан Фарадеем из ничего.

Ряд исследований в области электрической индукции Фарадей завершил открытием, сделанным в 1835 году, «индуктирующего влияния тока на самого себя». Он выяснил, что при замыкании или размыкании гальванического тока в самой проволоке, служащей проводником для этого тока, возбуждаются моментальные индуктивные токи.

Изыскания в области индукции, производимой земным магнетизмом, дали Фарадею возможность высказать еще в 1832 году идею телеграфа, которая затем и легла в основу этого изобретения.

В 1833–1834 годах ученый изучал прохождение электрических токов через растворы кислот, солей и щелочей, что привело его к открытию законов электролиза. Эти законы (законы Фарадея) впоследствии сыграли важную роль в становлении представлений о дискретных носителях электрического заряда. До конца тридцатых годов Фарадей провел исследования электрических явлений в диэлектриках.

Открытие электромагнитной индукции принесло Фарадею известность. Но он по-прежнему был очень стеснен в средствах, так что его друзья были вынуждены хлопотать о предоставлении ему пенсии. Эти хлопоты увенчались успехом лишь в 1835 году.

Обширные и разносторонние работы не могли не отразиться на здоровье Фарадея. В последние годы этого периода он работал уже с большим трудом. В 1839 и 1840 годах состояние ученого было таково, что он нередко вынужден был прерывать свои занятия и уезжать куда-нибудь в приморские местечки Англии. В 1841 году друзья убедили Фарадея поехать в Швейцарию. Пребывание в Швейцарии весьма благотворно отразилось на здоровье Фарадея.

К сентябрю 1845 года Фарадей открыл явления вращения плоскости поляризации в магнитном поле, а в декабре того же года – диамагнетизм. Помимо конкретных экспериментальных исследований, огромное значение для будущего развития физики, в частности электромагнитной теории Максвелла, имели рассуждения и гипотезы Фарадея. Введенные им магнитные и силовые линии, а затем так называемые физические силовые линии для рассмотрения электромагнитных взаимодействий означали смену ньютоновской концепции дальнодействия концепцией близкодействия, то есть введения в науку понятия поля.

Все творчество Фарадея пронизывала идея о взаимосвязи, взаимообусловленности и единстве явлений природы, ставшая методологическим принципом ученого, толкавшим его на конкретные экспериментальные исследования. Так было, когда он поставил и решил задачу «превратить магнетизм в электричество», так было при открытии вращения плоскости поляризации.

Многолетняя успешная преподавательская просветительская деятельность была, пожалуй, единственным дополнением к исследовательской работе ученого. В своих публичных выступлениях, статьях, письмах он неоднократно обращался к вопросам обучения физике и естественно-научного образования, как в университетах, так и в средних школах.

В 1855 году болезнь вновь заставила Фарадея прервать работу. Он значительно ослабел, стал катастрофически терять память. Несмотря на это, ученый не прекращал научной деятельности до самой кончины. Фарадей умер 25 августа 1867 года.

 

Чарлз Дарвин

(1809–1882)

В наше время очень немногие станут оспаривать значение основного открытия, сделанного Дарвином, – теории эволюции. Однако в его время все обстояло совершенно иначе. После публикации основной книги Дарвина – «Происхождение видов» – церковь восприняла его идеи как прямой вызов теории божественного создания мира, изложенной в Библии.

Историческая заслуга ученого состоит в том, что он вскрыл движущий фактор эволюции – естественный отбор и тем самым выявил причины протекания биологической эволюции. И сегодня, спустя много лет, биологическая наука во многом следует по направлению, намеченному Чарлзом Дарвином.

Чарлз Роберт Дарвин родился 12 февраля 1809 года в городе Шрюсбери, где его отец занимался врачебной практикой. Он был младшим из двух сыновей в семье, где были еще три дочери. Мать его умерла, когда ему было 8 лет.

В 1825 году отец отправил Чарлза в Эдинбургский университет для подготовки к медицинской карьере. Два года Дарвин оставался в Эдинбурге. Наконец, убедившись, что сын не имеет никакой склонности к медицине, отец предложил ему избрать духовное поприще. Дарвин согласился и в 1828 году поступил на богословский факультет Кембриджского университета, намереваясь принять сан священника.

Помог Дарвину сделать окончательный выбор профессор ботаники Джон Хенслоу. Он заметил способности Дарвина и предложил ему место натуралиста в экспедиции в Южную Америку на военном парусном корвете «Бигл», продлившейся пять лет.

С самого начала путешествия он заинтересовался вопросом о способах переселения растений и животных. Фауна океанических островов, заселение новых земель занимали его в течение всего путешествия, и Галапагосские острова, особенно тщательно исследованные им в этом отношении, сделались классической землей в глазах натуралистов.

В этой экспедиции Дарвин собрал огромную коллекцию горных пород и окаменелостей, составил гербарии и коллекцию чучел животных. Он вел подробный дневник экспедиции и впоследствии воспользовался многими материалами и наблюдениями, сделанными в то время.

2 октября 1836 года Дарвин вернулся на родину. Изданный им дневник путешествия имел большой успех.

В 1839 году он женился на своей кузине, мисс Эмме Вэджвуд. Между тем здоровье его становилось все слабее и слабее. Шумная городская жизнь становилась для него невыносимой, и в 1842 году он переселился в расположенное недалеко от Лондона имение Доун. Там Дарвин провел сорок лет спокойной, однообразной, но деятельной жизни.

В июле 1837 года Дарвин начал собирать факты для решения вопроса о происхождении видов. Его основные идеи намечены уже в записной книжке, относящейся к 1837–1838 годам. Первый набросок теории был составлен в 1842 году; второй, более подробный и уже содержавший в сжатом виде все существенные аргументы «Происхождения видов», – в 1844 году. Этот последний набросок Дарвин дал прочитать своему другу, Джозефу Гукеру.

За 12 лет накопилась масса материала, а Дарвин все не решался приступить к составлению книги. В этом случае его научная строгость переходила в излишнюю щепетильность.

Наконец Лайель, знавший о его планах, убедил его составить извлечение из своего труда для печати. Это «извлечение», начатое Дарвином в 1856 году, должно было иметь объем втрое или вчетверо больший, чем «Происхождение видов». Бог знает, когда бы оно было окончено, если бы неожиданный случай не ускорил дело. Известие о работах английского натуралиста Алфреда Рассела Уоллеса, который независимо пришел к сходным эволюционным выводам, «подстегнуло» публикацию результатов.

В ноябре 1859 года вышла в свет книга под заглавием «Происхождение видов путем естественного отбора».

Одну из причин успеха теории нужно искать в достоинствах самой книги Дарвина. Недостаточно высказать идею – необходимо еще и связать ее с фактами, и эта часть задачи – едва ли не самая трудная. Он не только открыл закон, но и показал, как этот закон проявляется в разнообразных сферах явлений.

Естественный отбор, по Дарвину, – это неизбежный результат борьбы за существование и наследственной изменчивости организмов. В процессе естественного отбора организмы адаптируются к условиям существования. В результате конкуренции разных видов, имеющих сходные жизненные потребности, хуже приспособленные виды вымирают. Совершенствование приспособленности у организмов приводит, по Дарвину, к тому, что постепенно усложняется уровень их организации – происходит эволюционный прогресс. Однако естественный отбор не несет в себе никаких предпосылок, которые направляли бы эволюцию обязательно по пути общего совершенствования организации: если для данного вида по каким-то причинам такое совершенствование невыгодно, отбор не будет ему способствовать. Дарвин полагал, что в простых жизненных условиях высокий уровень организации скорее вреден. Поэтому на Земле всегда одновременно существуют и сложные, высокоорганизованные виды, и формы, сохраняющие простое строение.

В 1862 году он опубликовал работу «Опыление орхидей», доказав, что растения приспосабливаются к окружающей среде не менее удивительным образом, чем животные.

Свой вклад Дарвин внес и в будущую науку генетику, начав опыты по скрещиванию видов. Он доказал, что растения, которые получаются в результате скрещивания, оказываются более жизнеспособными и плодоносными, чем при простом самоопылении.

Практически каждая новая работа Дарвина становилась сенсацией в научном мире. Ум ученого не ослаб, не помрачился с возрастом, и лишь смерть прервала его могучую работу. Умер Дарвин 19 апреля 1882 года.

 

Грегор Мендель

(1822–1884)

Основоположником науки о наследственности – генетики по праву считается австро-венгерский ученый Грегор Мендель. Работа исследователя, «переоткрытая» только в 1900 году, сразу же была признана основополагающей. Она принесла посмертную славу Менделю и дала начало новой науке, которую несколько позже назвали генетикой. До конца семидесятых годов XX века генетика в основном двигалась по пути, проложенному Менделем, и только когда ученые научились читать последовательность нуклеиновых оснований в молекулах ДНК, наследственность стали изучать не с помощью анализа результатов гибридизации, а опираясь на физико-химические методы.

Грегор Иоганн Мендель родился в Гейзендорфе, что в Силезии, 22 июля 1822 года. Он был вторым ребенком Антона и Розины Мендель, крестьян среднего достатка.

С юности он интересовался естествознанием. Будучи скорее любителем, чем профессиональным ученым-биологом, Мендель постоянно экспериментировал с различными растениями и пчелами. В 1856 году он начал классическую работу по гибридизации и анализу наследования признаков у гороха.

Изучая форму семян у растений, полученных в результате скрещиваний, он ради уяснения закономерностей передачи лишь одного признака («гладкие – морщинистые») подверг анализу 7324 горошины. Каждое семя он рассматривал в лупу, сравнивая их форму и делая записи.

Мендель так сформулировал цель этой серии опытов: «Задачей опыта было наблюдать эти изменения для каждой пары различающихся признаков и установить закон, по которому они переходят в следующих друг за другом поколениях. Поэтому опыт распадается на ряд отдельных экспериментов по числу наблюдаемых у опытных растений константно-различающихся признаков».

С опытов Менделя начался другой отсчет времени, главной отличительной чертой которого стал опять же введенный Менделем гибридологический анализ наследственности отдельных признаков родителей в потомстве.

В результате Мендель приходит к следующим выводам: «Потомки гибридов, соединяющих в себе несколько существенно различных признаков, представляют собой членов комбинационного ряда, в котором соединены ряды развития каждой пары различающихся признаков. Этим одновременно доказывается, что поведение в гибридном соединении каждой пары различающихся признаков независимо от других различий у обоих исходных растений», и поэтому «константные признаки, которые встречаются у различных форм родственной растительной группы, могут вступить во все соединения, которые возможны по правилам комбинаций». Обобщенно результаты работы ученого выглядят так:

– все гибридные растения первого поколения одинаковы и проявляют признак одного из родителей;

– среди гибридов второго поколения появляются растения как с доминантными, так и с рецессивными признаками в соотношении 3:1;

– два признака в потомстве ведут себя независимо и во втором поколении встречаются во всех возможных сочетаниях;

– необходимо различать признаки и их наследственные задатки (растения, проявляющие доминантные признаки, могут в скрытом виде нести задатки рецессивных);

– объединение мужских и женских гамет случайно в отношении того, задатки каких признаков несут эти гаметы.

Современники не поняли Менделя и не оценили его труд. Слава и почет придут к Менделю после смерти. Лишь в 1900 году, переоткрыв законы Менделя, мир поразился красоте логики эксперимента исследователя и изящной точности его расчетов. И хотя ген продолжал оставаться гипотетической единицей наследственности, сомнения в его материальности окончательно отпали.

Умер Мендель 6 января 1884 года, настоятелем того монастыря, где вел свои опыты с горохом. Не замеченный современниками, Мендель тем не менее нисколько не поколебался в своей правоте. Он говорил: «Мое время еще придет». Эти слова начертаны на его памятнике.

 

Луи Пастер

(1822–1896)

«Благодетель человечества» – так говорили о французском ученом Луи Пастере. «Если бы Пастер жил во времена отдаленной древности, он превратился бы в мифического героя и память о нем была бы окутана ореолом легенд», – писал его ученик, русский микробиолог Н. Ф. Гамалея.

Именно Пастер открыл, что микробы являются причиной всех инфекционных болезней человека. С его именем связано возникновение науки микробиологии. Он внес большой вклад и в основание иммунологии. В пастеровской лаборатории создавались вакцины – препараты, которые могут уберечь людей от заразных болезней. Ученый разработал метод профилактической вакцинации против куриной холеры (1879), сибирской язвы (1881), бешенства (1885). Ввел методы асептики и антисептики. Работы Пастера по оптической асимметрии молекул легли в основу стереохимии. Он открыл природу брожения.

Луи Пастер родился 27 декабря 1822 года. Он был сыном отставного французского солдата, заимевшего небольшой кожевенный завод в местечке Доль. Луи вырос в большой дружной семье.

Окончив школу в 1847 году, Пастер сдал экзамены на звание доцента физических наук. А спустя год защитил докторскую диссертацию. Тогда Пастеру еще не было и 26 лет, но он уже приобрел известность своими исследованиями в области строения кристаллов. Молодой ученый дал ответ на вопрос, который до него оставался нерешенным, несмотря на усилия многих крупнейших ученых. Он открыл причину неодинакового влияния луча поляризованного света на кристаллы органических веществ. Это выдающееся открытие привело в дальнейшем к возникновению стереохимии – науки о пространственном расположении атомов в молекулах.

В 1849 году Пастер женился на Мари Лаурен. У них родилось четверо детей. Но двое из них, к сожалению, умерли совсем маленькими. Их семейные отношения были образцом для подражания.

В 1854 году его назначают деканом факультета естественных наук в Лилле.

В маленькой скромной лаборатории в Лилле в 1857 году Пастер сделал замечательное открытие. Он доказал, что брожение – не химический процесс, как принято было тогда думать, а биологическое явление. Оказалось, что всякое брожение (спиртовое, уксуснокислое и др.) есть результат жизнедеятельности особых микроскопических организмов – дрожжевых грибков.

В это же время Пастер сделал еще одно важное открытие. Он нашел, что существуют организмы, которые могут жить без кислорода. Для них кислород не только не нужен, но и вреден. Такие организмы называются анаэробными. Представители их – микробы, вызывающие масляно-кислое брожение. Размножение таких микробов ведет к прогорклости вина и пива.

Позднее Пастер предложил для уничтожения вредных «организованных ферментов» прогревать вино при температуре 50–60 градусов. Этот метод, получивший название пастеризации, нашел широкое применение и в лабораториях, и в пищевой промышленности.

В 1857 году Пастер вернулся в Париж в качестве вице-директора Высшей нормальной школы.

В 1867–1876 годах он занимал кафедру химии в парижском факультете.

В середине XIX века эпидемия, поразившая шелковичных червей в южных районах Франции, приняла огромные размеры и угрожала подорвать шелководство. Пастер после некоторых колебаний принял предложение изучить болезни шелковичных червей.

Исследования Пастера позволили установить, что эпидемия была вызвана двумя различными болезнями. Ученый разработал очень эффективный способ борьбы с этими заболеваниями. Благодаря работам ученого шелководство на юге Франции и в Италии было спасено.

Пастер изучал также болезни пива и установил, что порча пива также происходит вследствие попадания микроорганизмов, уничтожить которые можно нагреванием до температуры 50–55 градусов.

Начав с разгадки «болезней» вина и пива, гениальный ученый всю свою дальнейшую жизнь посвятил изучению микроорганизмов и поискам средств борьбы с возбудителями опасных заразных болезней животных и человека.

Все существующие достижения в борьбе с заразными болезнями человека, животных и растений были бы невозможны, если бы Пастер не доказал, что эти болезни вызываются микроорганизмами. Но, чтобы доказать это, надо было сначала опровергнуть гипотезу самозарождения, господствовавшую в науке до работ Пастера. Французский ученый сделал это блестяще.

В 1882 году Пастер со своими сотрудниками начал изучение краснухи свиней. Выделив возбудителя, ученый получил ослабленные культуры этого микроба, с успехом использованные им в качестве вакцины.

Но, прежде чем метод прививок получил полное признание, Пастеру пришлось выдержать нелегкую борьбу. Чтобы доказать правильность своего открытия, Пастер решил произвести массовый публичный опыт. Он ввел нескольким десяткам овец и коров микробы сибирской язвы – смертельного для этих животных заболевания. Половине подопытных животных Пастер предварительно ввел свою вакцину. На второй день все невакцинированные животные погибли от сибирской язвы, а все вакцинированные остались живы и не заболели этой болезнью. Этот опыт, протекавший на глазах у многочисленных свидетелей, был триумфом ученого. С тех пор прививки, предложенные Пастером, спасают тысячи сельскохозяйственных животных от сибирской язвы.

Все дальше и дальше проникая в неизученный мир болезнетворных микробов, Пастер поставил перед собой труднейшую задачу – найти способ борьбы с бешенством. Пастер разработал способ прививок против бешенства, употребляя для этого особым образом высушенный мозг зараженных бешенством кроликов.

Вскоре после опубликования первых сообщений Пастера о предохранительных прививках против бешенства к нему начали стекаться из всех стран люди, пострадавшие от укусов бешеных животных. Уже к 1 марта 1886 года в Париже было с успехом вакцинировано 350 человек.

О значении метода прививок Пастера говорит тот факт, что после его работ усилиями ученых всех стран были разработаны предохранительные прививки против почти всех известных инфекционных заболеваний как бактериального, так и вирусного происхождения. Они резко снизили заболеваемость населения этими болезнями и позволили почти полностью ликвидировать отдельные инфекции. Исключительно большие успехи в этой области достигнуты также в ветеринарии, так как предохранение сельскохозяйственных животных от ряда эпидемических болезней зависит от своевременности прививок.

Пастер создал мировую научную школу микробиологов, многие из его учеников впоследствии стали крупнейшими учеными. Пастер был убежденным другом России и находился в близких отношениях со многими русскими учеными. Почти все русские микробиологи того времени ездили работать к Пастеру, а позже – в его институт в Париже.

В 1892 году торжественно праздновалось семидесятилетие ученого. 28 сентября 1896 года Пастер скончался в Вилденеф-Летан, около Парижа.

 

Джеймс Максвелл

(1831–1879)

В истории науки немногим удавалось стать создателем нового научного мировоззрения, создателем целостной физической картины мира. Джеймс Максвелл – творец фундаментальной теории электромагнитных явлений, ставшей, наряду с механикой, термодинамикой и статистической физикой одним из устоев классической теоретической физики.

Джеймс Клерк Максвелл родился в Эдинбурге 13 июня 1831 года в аристократической семье шотландского лендлорда Джона Клерка. Отец, получив в наследство поместье родственника жены, урожденной Максвелл, прибавил это имя к своей фамилии.

Джеймс рос задумчивым и необщительным мальчиком. В нем рано проснулась любовь к технике и стремление постичь окружающий его мир. Однако пришло время, когда мальчику надо было начинать учиться. Сначала приглашали учителей на дом, а затем Джеймса отдали в новую школу, носившую громкое название Эдинбургской академии.

Окончив академию одним из первых, Максвелл поступает в Эдинбургский университет. Будучи студентом, Максвелл выполнил серьезное исследование по теории упругости, получившее высокую оценку специалистов. И теперь перед ним встал вопрос о перспективе его дальнейшей учебы – учебы в Кембридже.

Объем знаний Максвелла и мощь его интеллекта и самостоятельность мышления позволили ему добиться высокого места в своем выпуске. Он занял второе место.

Молодой бакалавр был оставлен в Кембридже – в Тринити-колледже в качестве преподавателя. Однако его волновали научные проблемы. Помимо его старого увлечения – геометрии и проблемы цвета, которой он начал заниматься еще в 1852 году, Максвелл заинтересовался электричеством.

Осенью 1856 года Максвелл вступил в должность профессора натуральной философии Маришаль-Колледжа в Абердине. Кафедра натуральной философии, то есть кафедра физики, в Абердине до Максвелла, по сути дела, не существовала, и молодому профессору пришлось организовывать учебную и научную работу по физике.

В 1857–1859 годах ученый провел свои расчеты движения колец Сатурна. Он показал, что жидкое кольцо при вращении разрушится возникающими в нем волнами и разобьется на отдельные спутники. Максвелл рассматривал движение конечного ряда таких спутников. Его труднейшее математическое исследование принесло ему премию Адамса и славу первоклассного математика. Премированное сочинение было издано в 1859 году Кембриджским университетом.

В 1860 году Максвелла избирают профессором натуральной философии Кинг-Колледжа в Лондоне.

Лондонский период – ознаменовался публикацией большой статьи «Пояснения к динамической теории газов», которая была опубликована в ведущем английском физическом журнале «Философский журнал» в 1860 году.

Этой статьей Максвелл внес огромный вклад в новую отрасль теоретической физики – статистическую физику. Не зря основателями статистической физики в ее классической форме считаются Максвелл, Больцман и Гиббс.

Он публикует две основные работы по созданной им теории электромагнитного поля: «О физических силовых линиях» (1861–1862) и «Динамическая теория электромагнитного поля» (1864–1865).

Он увлеченно работал над двухтомным «Трактатом по электричеству и магнетизму», ставшим фактически библией нового учения. В нем изложена стройная система электродинамики, охватившая развитие этой области физики за двести лет.

В 1871 году Максвелл издал в Лондоне книгу «Теория тепла», которая пользовалась большой популярностью.

В 1873 году выходит в свет «Трактат по электричеству и магнетизму» – главный труд Максвелла и вершина его научного творчества. В нем он подвел итоги многолетней работы по электромагнетизму, начавшейся в начале 1854 года. Предисловие к «Трактату» датировано 1 февраля 1873 года. Девятнадцать лет работал Максвелл над своим основополагающим трудом!

Исследования, произведенные Максвеллом, привели его к выводу, что в природе должны существовать электромагнитные волны, скорость распространения которых в безвоздушном пространстве равна скорости света – 300 000 километров в секунду.

При жизни Максвелла его теория не получила всеобщего признания: она считалась непонятной, математически нестрогой, логически необоснованной. Лишь после опыта Генриха Герца, открывшего электромагнитные волны, предсказанные Джеймсом Максвеллом, его теория завоевала признание среди ученых как выдающееся творение XIX века.

Последняя книга Максвелла под названием «Статьи по электричеству достопочтенного Генри Кавендиша» вышла в 1879 году незадолго до его смерти 5 ноября.

 

Дмитрий Иванович Менделеев

(1834–1907)

В истории развития науки известно много крупных открытий. Но немногие из них можно сопоставить с тем, что сделал Менделеев – один из крупнейших химиков мира. Хотя со времени открытия его периодического закона прошло много лет, никто не может сказать, когда будет до конца понято все содержание знаменитой «таблицы Менделеева».

Менделеев привел в систему разрозненные сведения об изоморфизме, и это сыграло свою роль в развитии геохимии. Он открыл критическую температуру кипения, выше которой вещество не может находиться в жидком состоянии, разработал гидратную теорию растворов и поэтому по праву считается выдающимся физико-химиком. Он провел глубокие исследования свойств разреженных газов, показав себя прекрасным физиком-экспериментатором. Менделеев предложил теорию неорганического происхождения нефти, до сих пор имеющую приверженцев; разработал процесс приготовления бездымного пороха; изучал воздухоплавание, метеорологию, совершенствовал технику измерений. Будучи управляющим Главной палаты мер и весов, он много сделал для развития науки об измерениях – метрологии. За свои научные заслуги Менделеев был избран членом более 70 академий и научных обществ разных стран мира.

Дмитрий Менделеев родился 8 февраля 1834 года в Тобольске. Он был семнадцатым и последним ребенком в семье директора гимназии и попечителя народных училищ Тобольской губернии Ивана Павловича Менделеева и Марии Дмитриевны Менделеевой. Воспитывала его мать, поскольку отец будущего химика ослеп вскоре после рождения своего сына.

Осенью 1841 года Митя поступил в Тобольскую гимназию. Учился Менделеев неважно. Охотно он занимался только математикой и физикой.

Весной 1849 года Митя окончил гимназию. Лишь по ходатайству матери 9 августа 1850 года Дмитрий был зачислен студентом в Главный педагогический институт в Петербурге на физико-математический факультет. В Педагогическом институте преподавали в то время выдающиеся русские ученые – математик Остроградский, физик Ленц, химик Воскресенский и другие. Воскресенский и профессор минералогии Куторга предложили Менделееву разработать метод анализа минералов ортита и пироксена, доставляемых из Финляндии. Результаты своей работы он изложил в статье «Химический анализ ортита из Финляндии», опубликованной в 1854 году. Это был первый научный труд Менделеева.

В мае 1855 года Ученый совет присудил Менделееву титул «Старший учитель» и наградил золотой медалью. Врачи рекомендовали ему сменить нездоровый петербургский климат и уехать на юг.

В Одессе Менделеева назначили преподавателем математики, физики и естественных наук в гимназию при Ришельевском лицее.

Осенью Менделеев блестяще защитил диссертацию, с успехом прочел вступительную лекцию «Строение силикатных соединений» и в начале 1857 года стал приват-доцентом при Петербургском университете.

В 1859 году он был командирован за границу. Два года Менделеев провел в Германии, где организовал собственную лабораторию. Там ему удалось доказать существование максимальной температуры кипения жидкости, выше которой вещества могут существовать лишь в газообразном состоянии. Это имело практическое значение для сжижения газов.

В конце февраля 1861 года Менделеев приехал в Петербург. Найти преподавательскую работу в середине учебного года было невозможно. Он решается написать учебник органической химии. Вышедший вскоре в свет учебник, а также перевод «Химической технологии» Вагнера принесли Менделееву большую известность.

Весной 1863 года Дмитрий Иванович женился на Феозве Никитичне Лещевой и молодожены отправились в свадебное путешествие по Европе.

1 января 1864 года Менделеев получил назначение на должность штатного доцента органической химии Петербургского университета. Одновременно с этой должностью Менделеев получил место профессора в Петербургском технологическом институте. Теперь забот о материальном обеспечении семьи стало меньше, и Менделеев приступил к работе над докторской диссертацией.

Исследования продолжались почти год.

Защита диссертации состоялась 31 января 1865 года. Через два месяца Менделеев был назначен экстраординарным профессором по кафедре технической химии Петербургского университета, а в декабре – ординарным профессором.

В то время возникла острая необходимость создать новый учебник по неорганической химии, который бы отражал современный уровень развития химической науки. Эта идея захватила Менделеева. Одновременно он начал собирать материал для второго выпуска учебника, куда должно было войти описание химических элементов.

Менделеев тщательно изучил описание свойств элементов и их соединений. Но в каком порядке их проводить? Никакой системы расположения элементов не существовало. Тогда ученый сделал картонные карточки. На каждую карточку он заносил название элемента, его атомный вес, формулы соединений и основные свойства. Постепенно картотека наполнялась карточками, содержащими сведения обо всех известных к этому времени элементах. И все равно долгое время ничего не получалось. Говорят, что периодическую таблицу элементов ученый увидел во сне, оставалось лишь записать ее и обосновать.

Но, конечно же, открытие было совершено им не случайно, так как в его деятельности органически сочетались теория и практика, знание физической стороны явления, математическая интуиция и философское осмысление.

Постепенно Менделеев понял, что с изменением атомного веса меняются и свойства элементов. Приближался к концу февраль 1869 года. Через несколько дней рукопись статьи, содержащей таблицу элементов, была закончена и сдана в печать.

1 марта 1869 года Д. И. Менделеев отправил в типографию листок, на котором был записан его «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Через две недели он представил в Русское химическое общество статью «Соотношение свойств с атомным весом элементов».

С того дня, когда за простыми рядами символов химических элементов Менделеев увидел проявление закона природы, другие проблемы отошли на задний план. Взяв за основу периодический закон, Менделеев изменил атомные веса этих элементов и поставил их в один ряд со сходными по свойствам элементами.

В статье, вышедшей на немецком языке в «Анналах», издаваемых Либихом, Менделеев отвел большое место разделу «Применение периодического Закона для определения свойств еще не открытых элементов». Он предсказал и подробно описал свойства трех неизвестных еще науке элементов – эка-бора, эка-алюминия и эка-кремния.

Казалось, для Менделеева вопрос о периодическом законе был исчерпан. Но однажды осенью 1875 года, когда Менделеев просматривал доклады Парижской Академии наук, взгляд его упал на сообщение Лекока де Буабодрана об открытии нового элемента, названного им галлием. Однако французский исследователь указал удельный вес галлия – 4,7, а по вычислениям Менделеева у эка-алюминия получалось 5,9. Менделеев решил написать ученому, указав, что, судя по свойствам открытого им галлия, это не что иное, как предсказанный в 1869 году эка-алюминий.

И, действительно, более точные определения удельного веса галлия дали значение 5,94. Открытие галлия вызвало настоящую сенсацию среди ученых. Имена Менделеева и Лекока де Буабодрана сразу стали известны всему миру. Ученые, воодушевленные первым успехом, начали искать остальные, еще не открытые элементы, которые были предсказаны Менделеевым. В десятках лабораторий Европы закипела работа, сотни ученых мечтали о необыкновенных открытиях.

И успехи не заставили себя долго ждать. В 1879 году профессор Ларс Фредерик Нильсон, работавший в Упсальском университете (Швеция), открыл новый элемент, полностью соответствующий описанному Менделеевым эка-бору. Он назвал его скандием. Повторное доказательство предсказаний Менделеева вызвало настоящий триумф. Вскоре стали поступать сообщения об избрании Менделеева почетным членом различных европейских университетов и академий.

Прекрасным подтверждением менделеевского закона явилась и открытая Рамзаем группа инертных газов, давшая возможность включить в систему «нулевую» группу – пограничную между щелочными металлами и металлоидами.

Сегодня ясно, что в менделеевском открытии слились воедино три линии развития химии: поиски систематики различных объектов химии (от атомов до кристаллов) в их взаимосвязи – понятие «химический элемент» их объединило; изучение индивидуальности элементов, особенно мало применявшихся тогда редких элементов, что позволило раскрыть понятие элемент-аналогии; изучение взаимосвязи свойств с составом и строением соединений, что привело к формированию целостного учения о периодичности.

Окруженный всеобщим вниманием и славой, Менделеев все чаще чувствовал себя одиноким и несчастным в своей семье. Именно в это время возник его интерес к Анне Ивановне Поповой, бывавшей в их доме вместе со своей подругой, учительницей музыки дочери Менделеева Ольги. Интерес к девушке перерос в глубокую симпатию, а потом пришла и любовь.

Не желая быть причиной разрыва Менделеева с семьей, Анна Ивановна решила покинуть Петербург и уехала в Италию. Однако Дмитрий Иванович, узнав о ее отъезде, бросил все и поехал вслед за ней. Спустя месяц они вернулись вместе. Жизнь Менделеева коренным образом изменилась. Анна Ивановна была внимательной и заботливой женой. Вскоре новая семья Дмитрия Ивановича стала расти – родилась дочь Люба, а через год – сын Иван.

Но все же радости и горести личной жизни не отвлекли его от главного – науки. Круг интересов Менделеева был очень широк. Классическими являются и его работы по химии растворов. Кроме того, он много занимался исследованиями нефти и вплотную подошел к открытию ее сложного состава.

В 1892 году министр финансов Витте предложил Дмитрию Ивановичу должность ученого хранителя Палаты мер и весов, и Менделеев согласился. Несмотря на преклонный возраст, он начал активную и разностороннюю работу в этой новой области. Здесь ученый также сделал несколько открытий. В частности, он разработал точнейшие эталоны веса.

В 1891 году Морское и военное министерство поручают Менделееву разработку вопроса о бездымном порохе, и он через год блестящим образом выполняет эту задачу. Предложенный им «пироколлодий» оказался превосходным типом бездымного пороха, притом универсальным и легко приспособляемым ко всякому огнестрельному оружию.

Дмитрий Иванович работал до последнего дня. Он скончался утром 20 января 1907 года.

После смерти Менделеева его имя было присвоено Русскому химическому обществу, и ежегодно 27 января в день рождения ученого в Петербурге происходит торжественное заседание, на котором представляют авторов лучших работ по химии и награждают их медалью имени Д. И. Менделеева. Эта награда считается одной из самых престижных в мировой химии.

В 1955 году американские физики во главе с Г. Сиборгом синтезировали химический элемент с порядковым номером 101. Они дали ему название «менделевий» – в знак признания заслуг выдающегося русского ученого.

 

Зигмунд Фрейд

(1856–1939)

На фоне ситуации, сложившейся в науке конца XIX века, особняком стоит одна из наиболее важных и влиятельных фигур в истории психиатрии, а, пожалуй, и вообще в истории западной цивилизации – Зигмунд Фрейд. Невозможно переоценить вклад Фрейда в науку о природе человека. Еще в начале своей карьеры он сделал вывод, что для лечения психического заболевания необходимо понять его природу, а для того, чтобы разобраться в отдельном феномене, необходимо наблюдать и исследовать его систематически. Это привело к открытию жизненно важного принципа психоанализа как действенного метода исследования.

Зигмунд Фрейд родился 6 мая 1856 года в небольшом городе Фрайберг в Моравии в семье торговца тканями Якоба Фрейда и его второй жены Амалии Натансон, которая была вдвое его моложе.

После блестящего окончания школы Зигмунд поступил в Венский университет Фрейд считал, что на его интеллектуальное развитие больше всего повлиял Эрнст Брюкке, один из ведущих физиологов второй половины XIX века.

Поработав некоторое время ассистентом известного терапевта профессора Нотнагеля, он получил назначение на такую же должность в психиатрическом институте Мейнерта, где приобрел свой первый опыт в области клинической психиатрии. В 1885 году он подал заявление о приеме на должность приват-доцента по невропатологии и получил это место. Отныне для него была открыта дорога к успешной медицинской карьере.

Работая в институте Мейнерта, Фрейд совершенствовался в невропатологии. Его книга о детском церебральном параличе и сегодня считается важным вкладом в медицинскую науку.

Работа Фрейда в области неврологии шла параллельно с его первыми опытами как психопатолога в области истерии и гипнотизма.

Интерес к психологическим аспектам медицины проявился у него в 1886 году, когда он получил стипендию, позволившую ему поехать на стажировку в Париж к профессору Ж. М. Шарко, который находился тогда в зените славы. К моменту возвращения в Вену Фрейд уже был ревностным сторонником взглядов Шарко на гипноз и истерию.

После недолгого периода безуспешного экспериментирования с применением различных приемов в 1895 году Фрейд открыл метод свободной ассоциации. Новая техника Фрейда состояла в том, что он предлагал своим пациентам отбросить сознательный контроль над своими мыслями и говорить первое, что придет в голову. Свободная ассоциация, как выяснил Фрейд, через достаточно длительное время подводила пациента к забытым событиям, которые он не только вспоминал, но и вновь проживал эмоционально. Эмоциональное реагирование при свободной ассоциации, подобно тому состоянию, которое пациент испытывает во время гипноза, но оно не столь внезапно, и поскольку реагирование идет порциями, при полном сознании, сознательное «Я» способно справиться с эмоциями. Именно этот процесс Фрейд и назвал «психоанализом», впервые употребив этот термин в 1896 году.

Фрейд научился читать между строк и постепенно понял значение символов, которыми пациенты выражали глубоко спрятанное. Он назвал перевод этого языка подсознательных процессов на язык повседневности «искусством толкования». Однако по-настоящему все это было осознано и понято лишь после того, как Фрейд раскрыл значение сновидений.

Он заинтересовался сновидениями, заметив, что многие из его пациентов в процессе свободной ассоциации вдруг начинали рассказывать о своих снах. Тогда он стал задавать вопросы о том, какие мысли приходили им в связи с тем или иным элементом сновидения. И заметил, что часто эти ассоциации раскрывали тайный смысл сновидения. Затем он попытался, пользуясь внешним содержанием этих ассоциаций, реконструировать тайный смысл сновидения – его латентное содержание – и таким путем обнаружил особый язык подсознательных умственных процессов. Он опубликовал свои находки в работе «Толкование сновидений» в 1900 году. Эта книга по праву может считаться самым существенным его вкладом в науку.

После очередных наблюдений за пациентами в 1905 году была опубликована новая работа «Три очерка по теории сексуальности». Его теоретические выводы относительно сексуальной природы человека стали известны под названием «теория либидо».

Ученого преследовали с момента, когда он заложил и развил свою теорию и назвал ее психоанализом. Его утверждение, что невротические недуги, которым подвержены люди, есть следствие сексуальных сбоев, воспринималось респектабельными учеными мужами как непристойность. Его поразительный тезис об универсальности Эдипова комплекса (излагая упрощенно), когда маленький мальчик любит мать и ненавидит отца, казался скорее литературной выдумкой, нежели научной проблемой, достойной внимания ученого-психолога.

Более тридцати лет воздерживался Фрейд от выработки всеобъемлющей теории личности, хотя сделал за это время много важных и подробных наблюдений в своей работе с пациентами. Наконец в 1920 году он опубликовал первую из серии систематизированных теоретических работ «По ту сторону принципа удовольствия», за которой последовала замечательная серия брошюр, изданных в 1933 году под общим названием «Продолжение лекций по введению в психоанализ».

Идеи Фрейда относительно групповой психологии оказали серьезное влияние на развитие превентивной и социальной психиатрии, особенно в той ее части, которая касается роли культурного фактора в образовании неврозов.

Когда Австрию оккупировали нацисты, знаменитый ученый не покинул Вену даже после того, как ему напомнили о еврейском происхождении. Ученому грозил Освенцим, но за него вступился буквально весь мир и ученого отпустили. Сначала Фрейд перебрался в Париж, затем в Англию. 23 сентября 1939 года Фрейд умер.

 

Владимир Иванович Вернадский

(1863–1945)

Вернадский – выдающийся энциклопедист двадцатого века, основоположник целого комплекса современных наук о Земле – геохимии, биогеохимии, радиогеологии, гидрогеологии, генетической минералогии, учения о биосфере, науковедения и истории научной мысли, учения о ноосфере. Создатель многих научных школ, ученый оставил после себя более четырехсот трудов и множество учеников.

Идеи Вернадского сыграли выдающуюся роль в становлении современной научной картины мира. В центре его естественно-научных и философских интересов – разработка целостного учения о биосфере, живом веществе (организующем земную оболочку) и эволюция биосферы в ноосферу, в которой человеческий разум и деятельность, научная мысль становятся определяющим фактором развития, мощной силой, сравнимой по своему воздействию на природу с геологическими процессами.

Владимир Иванович Вернадский родился в Петербурге 12 марта 1863 года в семье профессора экономики и истории Петербургского университета Ивана Васильевича Вернадского.

Рано научившись читать, Владимир многие часы проводил за книгами, читая их без особого разбора, постоянно роясь в библиотеке отца. В 1876 году мальчика отдали в Петербургскую классическую гимназию. Здесь хорошо преподавались иностранные языки, история, философия. В дальнейшем Вернадский самостоятельно изучил еще несколько европейских языков.

В 1881 году Вернадский поступил на физико-математический факультет Петербургского университета. Уже через несколько лет появились первые работы Вернадского о грязевых вулканах, о нефти, а затем философские статьи.

В 1885 году Владимир окончил университет и был оставлен в нем для ведения научной работы. Тогда же он женился на Наталье Егоровне Старицкой. В 1887 году у них родился сын Георгий. Вскоре Владимир Иванович уезжает на два года в заграничную командировку (Италия, Германия, Франция, Англия, Швейцария). Он работает в химических и кристаллографических лабораториях, совершает геологические экспедиции, знакомится с новейшей научной и философской литературой.

Вернувшись в Россию, Вернадский становится приват-доцентом кафедры минералогии Московского университета. Отлично защитив магистерскую диссертацию, он начинает чтение лекций. В 1897 году приходит черед защиты докторской диссертации («Явления скольжения кристаллического вещества»). Вскоре Владимира Ивановича пригласили в Московский университет заведовать кафедрой минералогии и кристаллографии.

С 1906 по 1918 год выходят в свет отдельные части его фундаментального труда «Опыт описательной минералогии». С этой поры начинается расцвет его творчества.

Вернадский подошел к минералогии с совершенно новой точки зрения: он выдвинул идею эволюции всех минералов и тем самым поставил перед минералогией новые задачи, значительно шире и глубже прежних. Главная цель минералогии, по Вернадскому, – изучение истории минералов в земной коре. По определению Вернадского, минералогия является химией земной коры и историей слагающих ее минералов. Жизнь полностью подтвердила правильность намеченного им пути развития этой важной науки.

В 1917 году здоровье Вернадского ухудшилось. У него обнаружили туберкулез. Летом он уехал на Украину. Бурные события Гражданской войны застали его в Киеве. Здесь он активно участвует в создании Украинской академии наук и избирается ее президентом.

Но главной для Вернадского оставалась научно-теоретическая работа. В годы пребывания в Киеве, Полтаве, Староселье, Харькове, затем в Ростове, Новороссийске, Ялте, Симферополе он разрабатывал основы учения о геохимической деятельности живого вещества. Ему предлагали эмигрировать в Англию, но он остался на родине.

В конце 1921 года Вернадский основал в Москве Радиевый институт и был назначен его директором. Особое внимание Вернадский уделял исследованию явлений радиоактивности.

Вернадский разработал основы новой науки – геохимии, которая сразу же приобрела важное значение как в чисто научном, так и в практическом отношении. В строении земного шара Вернадский различал оболочки или геосферы, отличающиеся друг от друга физико-химическими свойствами и термодинамическими условиями. Геосферы он рассматривал как области подвижных физико-химических равновесий.

Ученого пригласили прочитать курс лекций в Сорбоннском университете (Париж). 1923–1926 годы он проводит за границей, преимущественно во Франции, ведя большую научно-исследовательскую и преподавательскую работу.

Вернувшись в 1926 году на родину, ученый публикует свою знаменитую монографию «Биосфера». Он определял биосферу таким образом: это оболочка Земного шара, включающая нижнюю часть атмосферы, практически всю гидросферу, то есть мировой океан и всю водную оболочку Земли, а также верхнюю часть литосферы в разных местах планеты разной толщины, в создании и изменениях которой основную роль играют живые организмы…

Вернадский разделял биосферу Земли на две биосферы: живую современную биосферу, то есть ту часть поверхности нашей планеты, где сейчас живут и действуют различные живые организмы, начиная с мельчайших микробов и кончая человеком, и область былых биосфер, включающую большинство вторичных измельченных горных пород, которые в свое время получились из твердых горных пород.

В последние годы жизни Владимир Иванович пришел к выдающемуся, скорее философскому, чем естественно-научному открытию: к идее перехода биосферы в ноосферу. При этом Вернадский опирается на данные многих естественных наук, таких как минералогия, геология, космохимия, биогеохимия и др.

Им была подчеркнута неизбежность этого процесса как особого естественно-природного явления, которое коренным образом меняет строение биосферы нашей планеты. Вернадский отмечает: «Человек действует здесь не как Homo Sapiens (человек разумный), а как Homo Faber (человек творящий).

И он распространяет свое влияние на все химические элементы. Он изменяет геохимическую историю всех металлов, он образует новые соединения, воспроизводит их в количествах того же порядка, какой создался для минералов, продуктов природных реакций».

В своей работе «Размышления натуралиста», оценивая новую форму энергии – жизнедеятельность человеческого общества, он пишет: «Эта новая форма биогеохимической энергии, которую можно назвать энергией человеческой культуры или культурной биогеохимической энергией, является той формой биогеохимической энергии, которая создает в настоящее время ноосферу».

Трудоспособность ученого была поразительна. Он работал до поздней старости по десять – двенадцать часов в сутки и даже больше.

С 1923 по 1936 год выходят в свет отдельные тома его замечательной «Истории минералов земной коры». Кроме статей на прежние темы, он пишет исследования о природных водах, круговороте веществ и газах Земли, о космической пыли, геотермии, проблеме времени в современной науке…

После выхода в свет его работы «История природных вод» гидрогеология уже не могла ограничиваться изучением только условий залегания подземных вод, но стала изучать также их происхождение, состав и т. д.

Трудно найти второго такого ученого, который мог бы столь долгие годы продолжать так глубоко разрабатывать многочисленные научные проблемы, относящиеся к различным наукам.

Главной для него остается тема биосферы – области жизни – и геохимической деятельности живого вещества. Для расширения научных работ в этой области он организовал в 1928 году биогеохимическую лабораторию.

Начавшуюся Вторую мировую войну и затем нападение фашистской Германии на нашу страну он переживал очень сильно. В 1943 году в эвакуации умирает его жена, друг и помощница Наталья Егоровна, с которой он прожил пятьдесят шесть лет. В конце 1944 года у Владимира Ивановича произошло кровоизлияние в мозг, а 6 января 1945 года, на восемьдесят втором году жизни, он скончался.

 

Мария Кюри-Склодовская

(1867–1934)

Вся жизнь Марии Кюри – подвиг, беззаветный труд во имя науки. Она была среди пионеров исследования радиоактивности. За эту работу она (вместе с П. Кюри и А. Беккерелем) была удостоена Нобелевской премии по физике. Спустя восемь лет последовала вторая Нобелевская премия, на сей раз по химии – «за открытие элементов радия и полония, за выявление природы радия и выделение его в металлическом виде». Так Кюри стала первой женщиной, удостоенной высокой научной награды, и первым ученым, удостоенным ее дважды. Многие академии и научные общества разных стран мира избрали ее почетным членом. Кюри стала первой женщиной-профессором.

Мария Склодовская родилась 7 ноября 1867 года в Варшаве. Она была младшей дочерью в семье Владислава и Брониславы Склодовских. Ее мать была директором гимназии, а отец преподавал там физику. Мать умерла от туберкулеза, когда Марии было одиннадцать лет.

Девочка блестяще училась и в начальной, и в средней школе. Покинув Польшу в 1891 году, Мария поступила на факультет естественных наук Парижского университета (Сорбонны). Именно тогда она стала называть себя Мари Склодовской. В 1893 году, окончив курс первой, Кюри получила степень лиценциата по физике Сорбонны (эквивалентную степени магистра). Через год она стала лиценциатом по математике.

В 1894 году Мари занималась исследованием намагниченности стали. Тогда же состоялась ее встреча с Пьером Кюри. Он к тому времени уже был известным ученым.

Сблизившись сначала на почве увлечения физикой, Мари и Пьер через год стали супругами. Это произошло вскоре после того, как Пьер защитил докторскую диссертацию – 25 июля 1895 года.

В 1897 году Мари завершила свое исследование по магнетизму и с начала 1898 года перешла к экспериментам над веществами, которые, подобно соединениям урана, испускают открытые недавно Беккерелем лучи. 12 апреля 1898 года в «Докладах Академии наук» появляется сообщение: «Мари Склодовская-Кюри заявляет о том, что в минералах с окисью урана, вероятно, содержится новый химический элемент, обладающий высокой радиоактивностью»…

Пьер Кюри с горячим участием следил за успешными опытами своей жены. Учитывая поразительный характер уже достигнутого, Пьер Кюри решил оставить временно свою работу над кристаллами и принять участие исследованиях Мари.

В июле 1898 году ученые объявили об открытии элемента, который назвали полонием – в честь Польши – родины Мари. А в декабре того же года они отправили в Академию наук сообщение, где сообщают о существовании в составе уранинита второго радиоактивного химического элемента.

Но Кюри пока не выделили ни один из этих элементов и не могли представить химикам решающего доказательства их существования. Они приступили к весьма нелегкой задаче – получению двух новых элементов из урановой смоляной обманки. Исследователям необходимо было переработать огромные количества руды. В течение последующих четырех лет супруги работали в примитивных и вредных для здоровья условиях.

В сентябре 1902 года Кюри объявили о том, что им удалось выделить одну десятую грамма хлорида радия из нескольких тонн урановой смоляной обманки. Выделить полоний им не удалось, так как тот оказался продуктом распада радия. Анализируя соединение, Мари установила, что атомная масса радия равна 225. Соль радия испускала голубоватое свечение и тепло. Это фантастическое вещество привлекло внимание всего мира.

Завершив исследования, Мари, наконец, написала свою докторскую диссертацию. Работа называлась «Исследования радиоактивных веществ» и была представлена Сорбонне в июне 1903 года.

В декабре 1903 года Шведская королевская академия наук присудила Нобелевскую премию по физике Беккерелю и супругам Кюри. Мари и Пьер Кюри получили половину награды «в знак признания… их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем». Кюри стала первой женщиной, удостоенной Нобелевской премии.

Кроме всего прочего, супруги Кюри отметили действие радия на человеческий организм и высказали предположение, что радий может быть использован для лечения опухолей. Терапевтическое значение радия было признано почти сразу, и цены на радиевые источники резко поднялись. Однако Кюри отказались использовать результаты своих исследований в коммерческих целях. По их мнению, извлечение коммерческих выгод не соответствовало духу науки, идее свободного доступа к знанию.

В октябре 1904 года Пьер был назначен профессором физики в Сорбонне, а месяц спустя Мари стала официально именоваться заведующей его лабораторией.

В апреле 1906 года Пьер погиб в уличной катастрофе. Лишившись ближайшего друга и товарища по работе, Мари ушла в себя. Однако она нашла в себе силы продолжать работу. В мае 1906 года, после того как Мари отказалась от пенсии, назначенной министерством общественного образования, факультетский совет Сорбонны назначил ее на кафедру физики, которую прежде возглавлял ее муж. Когда через шесть месяцев Кюри прочитала свою первую лекцию, она стала первой женщиной-преподавателем Сорбонны.

В 1911 году Шведская королевская академия наук присудила Кюри Нобелевскую премию по химии «за выдающиеся заслуги в развитии химии: открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого замечательного элемента». Кюри стала первым дважды лауреатом Нобелевской премии.

Кюри затратила немало труда, чтобы добиться достойной лаборатории для развития новой науки о радиоактивности. Незадолго до начала Первой мировой войны Парижский университет и Пастеровский институт учредили Радиевый институт для исследований радиоактивности. Кюри была назначена директором отделения фундаментальных исследований и медицинского применения радиоактивности.

В 1923 году Мари опубликовала биографию Пьера Кюри. Периодически она совершала поездки в Польшу, которая в конце войны обрела независимость. Там она консультировала польских исследователей. В 1921 году вместе с дочерьми Кюри посетила Соединенные Штаты, чтобы принять в дар один грамм радия для продолжения опытов. Во время своего второго визита в США (1929 год) она получила пожертвование, на которое приобрела еще грамм радия для терапевтического использования в одном из варшавских госпиталей. Но вследствие многолетней работы с радием ее здоровье стало заметно ухудшаться.

Мари Кюри скончалась 4 июля 1934 года от лейкемии в небольшой больнице местечка Санселлемоз во Французских Альпах.

 

Эрнест Резерфорд

(1871–1937)

Английский физик Резерфорд своими фундаментальными открытиями заложил основы современного учения о радиоактивности и строении атома.

Эрнест Резерфорд родился 30 августа 1871 года вблизи города Нелсон (Новая Зеландия) в семье переселенца из Шотландии колесного мастера Джеймса Резерфорда. Эрнест был четвертым ребенком в семье, кроме него было еще 6 сыновей и 5 дочерей. Мать его, Марта Томпсон, работала сельской учительницей. Когда отец организовал деревообрабатывающее предприятие, то мальчик часто работал под его руководством. Полученные навыки впоследствии помогли Эрнесту при конструировании и постройке научной аппаратуры.

Окончив школу в Хавелоке, где в это время жила семья, он получил стипендию для продолжения образования в колледже провинции Нельсон, куда поступил в 1887 году. Через два года Эрнест сдал экзамен в Кентерберийский колледж – филиал Новозеландского университета в Крайчестере.

Эрнест обнаружил блестящие способности. После окончания четвертого курса он удостаивается награды за лучшую работу по математике и занимает первое место на магистерских экзаменах, причем не только по математике, но и по физике.

Наиболее одаренным молодым заморским подданным британской короны один раз в два года предоставлялась особая стипендия, дававшая возможность поехать для усовершенствования в науках в Англию. Приехав в Англию, Резерфорд получил приглашение Дж. Дж. Томсона работать в Кембридже в лаборатории Кавендиша. Так начался научный путь Резерфорда.

Сотрудничество с Томсоном увенчалось весомыми результатами, включая открытие последним электрона – атомной частицы, несущей отрицательный электрический заряд. Опираясь на свои исследования, Томсон и Резерфорд выдвинули предположение, что, когда рентгеновские лучи проходят через газ, они разрушают атомы этого газа, высвобождая одинаковое число положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти частицы они назвали ионами. После этой работы Резерфорд занялся изучением атомной структуры.

Осенью 1898 года Резерфорд занял место профессора Макгилльского университета в Монреале.

В 1900 году, во время краткой поездки в Новую Зеландию, Резерфорд женился. Его избранницей стала Мэри Джорджии Ньютон дочь хозяйки пансиона в Крайстчерче. 30 марта 1901 родилась единственная дочь четы Резерфордов. По времени это почти совпало с рождением новой главы в физической науке– физики ядра.

В 1899 году Резерфорд открывает эманацию тория, а в 1902–1903 годах он совместно с Ф. Содди уже приходит к общему закону радиоактивных превращений. Ученые утверждают, что при радиоактивных распадах не только происходят превращения элементов, но и что ни прекратить, ни замедлить их невозможно. Более того, они формулируют законы таких превращений. Положение элемента в периодической системе Менделеева, а, значит, и его химические свойства, определяются зарядом ядра. При альфа-распаде, когда заряд ядра уменьшается на две единицы (за единицу принимается «элементарный» заряд – модуль заряда электрона), элемент «перемещается» на две клеточки вверх в таблице Менделеева, при электронном бета-распаде – на одну клеточку вниз, при позитронном – на клеточку вверх.

Нельзя не поразиться прозорливости авторов, увидевших еще в 1903 году космическую роль ядерной энергии. Этот год стал годом открытия этой новой формы энергии, о которой с такой определенностью высказывались Резерфорд и Содди, назвав ее внутриатомной энергией.

24 мая 1907 года Резерфорд вернулся в Европу. Здесь Резерфорд развернул кипучую деятельность, привлекая молодых ученых из разных стран мира. Одним из его деятельных сотрудников был немецкий физик Ганс Гейгер, создатель первого счетчика элементарных частиц. В Манчестере с Резерфордом работали Э. Марсден, К. Фаянс, Г. Мозли, Г. Хевеши и другие физики и химики.

В 1908 году Резерфорду была присуждена Нобелевская премия по химии «за проведенные им исследования в области распада элементов в химии радиоактивных веществ».

После получения премии Резерфорд проводил эксперименты по бомбардировке пластинки тонкой золотой фольги альфа-частицами. Полученные данные приводят его в 1911 году к новой модели атома. Эта модель, подобно крошечной модели Солнечной системы, подразумевает, что атомы состоят главным образом из пустого пространства.

Широкое признание теории Резерфорда началось, когда к работе ученого в Манчестерском университете подключился датский физик Нильс Бор. Бор показал, что в терминах предлагаемой Резерфордом структуры могут быть объяснены общеизвестные физические свойства атома водорода, а также атомов нескольких более тяжелых элементов.

После войны Резерфорд вернулся в манчестерскую лабораторию и в 1919 году сделал еще одно фундаментальное открытие. Ему удалось провести искусственным путем первую реакцию превращения атомов. Бомбардируя атомы азота альфа-частицами, Резерфорд открыл, что при этом образуются атомы кислорода. В результате проведенных Резерфордом исследований резко возрос интерес специалистов по атомной физике к природе атомного ядра.

В том же 1919 году Резерфорд перешел в Кембриджский университет, став преемником Томсона в качестве профессора экспериментальной физики и директора Кавендишской лаборатории, а в 1921-м занял должность профессора естественных наук в Королевском институте в Лондоне.

Ученики и коллеги вспоминали об ученом как о милом, добром человеке. Они восхищались его необычайным творческим способом мышления, вспоминали, как он с удовольствием говорил перед началом каждого нового исследования: «Надеюсь, что это важная тема, поскольку существует еще так много вещей, которых мы не знаем».

Почти до конца жизни он отличался крепким здоровьем и умер в Кембридже 20 октября 1937 года после непродолжительной болезни. В признание выдающихся заслуг в развитии науки ученый был похоронен в Вестминстерском аббатстве.

 

Альберт Эйнштейн

(1879–1955)

Эйнштейн создал частную и общую теории относительности. Он – автор основополагающих трудов по квантовой теории света: ввел понятие фотона, установил законы фотоэффекта, основной закон фотохимии, предсказал индуцированное излучение. Развил статистическую теорию броуновского движения, заложив основы теории флуктуации, создал квантовую статистику Бозе-Эйнштейна.

То, что открыл и внес в физику Эйнштейн, было поистине революционно, поэтому немногие физики поняли, что специальная теория относительности – это гениальное открытие. Среди тех, кто понял, был великий физик Макс Планк, который писал: «Эйнштейновская концепция времени превосходит по смелости все, что до этого времени было создано в умозрительном естествознании и даже в философской теории познания.

Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в Германии в маленьком городке Ульмс в семье Германа и Паулины Энштейн.

По инициативе матери Альберт с шести лет начал заниматься игрой на скрипке. Увлечение музыкой сохранялось у Эйнштейна на протяжении всей жизни. В семь лет Альберта отдали католическую начальную школу, а затем в мюнхенскую классическую гимназию Луитпольда.

В 1894 году Эйнштейны переехали из Мюнхена в итальянский город Павию, близ Милана. Альберт остался с родственниками в Мюнхене, чтобы окончить все шесть классов гимназии, но так и не получил аттестата зрелости.

Осенью 1895 года он приезжает в Швейцарию, чтобы поступить в Высшее техническое училище в Цюрихе, политехникум-так называлось кратко это учебное заведение. Но прежде чем поступить сюда, ему пришлось окончить последний класс кантональной школы в Аарау.

В октябре 1896 года Эйнштейна, наконец, приняли в политехникум на учительский факультет. В первый год обучения в политехникуме Эйнштейн усердно работал в физической лаборатории, «увлеченный непосредственным соприкосновением с опытом». Кроме интереса к теоретической физике, в студенческие годы Эйнштейн интересуется геологией, историей культуры, экономикой, литературоведением.

Летом 1900 года Альберт оканчивает политехникум со средними оценками. Он получил диплом учителя физики и математики, а в 1901 году – швейцарское гражданство.

По рекомендации своего друга математика М. Гроссмана Эйнштейн был зачислен на должность эксперта третьего класса с годовым жалованьем 3500 франков в федеральное бюро патентов в Берне. Там он проработал семь с лишним лет – с июля 1902 по октябрь 1909 года. Необременительная работа и простой уклад жизни позволили Эйнштейну именно в эти годы стать крупнейшим физиком-теоретиком.

Через полгода после получения работы в патентном бюро Альберт Эйнштейн женился на Милеве Марич.

В 1904 году он закончил и послал в журнал «Анналы физики» статьи, посвященные изучению вопросов статистической механики и молекулярной теории теплоты. В 1905 году эти статьи были напечатаны. Как выразился известный физик Луи де Бройль, эти работы были словно сверкающие ракеты, осветившие мрак ночи, открывшие нам нескончаемые и неизвестные просторы Вселенной.

Эйнштейн смог объяснить броуновское движение молекул и сделал вывод о том, что можно вычислить массу и число молекул, находящихся в данном объеме. Через несколько лет это открытие повторил французский физик Ж. Перрон, получивший за него Нобелевскую премию.

Во второй работе предлагалось объяснение фотоэффекта.

Он поставил науку перед лицом знаменитого парадокса: свет обладал и волновыми, и корпускулярными свойствами. Упомянутое противоречие продолжало мучить его всю жизнь. Уже в конце жизни он написал Бессо, что так и не имеет четкого представления о том, что такое квант света.

Третья и самая замечательная работа Альберта была посвящена созданию специальной теории относительности. Ученый пришел к выводу, что ни один материальный объект не может двигаться быстрее света. На основании этого он пришел к заключению, что масса тела зависит от скорости его движения и представляет собой «замороженную энергию», с которой связана известной формулой – масса, умноженная на квадрат скорости света.

После публикации этих статей к Эйнштейну пришло академическое признание. Весной 1909 года Эйнштейн был назначен экстраординарным профессором теоретической физики Цюрихского университета.

В 1914 году Эйнштейна пригласили в Германию на должность профессора Берлинского университета и одновременно директора Физического института кайзера Вильгельма.

В 1915 году в Берлине ученый завершил свой шедевр – общую теорию относительности. В ней было не только обобщение специальной теории относительности, но излагалась и новая теория тяготения. Эйнштейн предположил, что все тела не притягивают друг друга, как считалось со времен Исаака Ньютона, а искривляют окружающее пространство и время. Это было настолько революционное представление, что многие ученые сочли вывод Эйнштейна шарлатанством.

Среди прочих явлений предсказывалось отклонение световых лучей в гравитационном поле, что и подтвердили английские ученые во время солнечного затмения 1919 года. Когда было официально объявлено о подтверждении, Эйнштейн за одну ночь стал знаменит на весь мир.

В архивах Нобелевского комитета сохранилось около 60 номинаций Эйнштейна в связи с формулировкой теории относительности. Его кандидатура выдвигалась ежегодно с 1910 по 1922 годы (кроме 1911-го и 1915-го). Однако премия была присуждена только в 1922 году – за теорию фотоэлектрического эффекта, которая представлялась членам Нобелевского комитета более бесспорным вкладом в науку. В результате Эйнштейн получил ранее отложенную премию за 1921 год одновременно с Нильсом Бором, который был удостоен премии 1922 года.

В 1918 году, через несколько недель после подписания перемирия, Эйнштейн поехал в Швейцарию. Во время своего визита он расторгнул брак с Милевой Марич. Его вторая жена Эльза приходилась ему двоюродной сестрой по материнской линии и троюродной по отцовской.

В берлинский период, кроме общей теории относительности, Эйнштейном была разработана статистика частиц целого спина, введено понятие вынужденного излучения, играющего важную роль в лазерной физике, предсказано (совместно с де Гаазом) явление возникновения вращательного импульса тел при их намагничивании.

Несмотря на то что Эйнштейн был признан одним из крупнейших физиков мира, в Германии он подвергался преследованиям из-за своих антимилитаристских взглядов и революционных физических теорий. В Германии ученый прожил до 193 3 года. После прихода к власти Гитлера Эйнштейн покинул страну и переехал в США, где начал работать в институте фундаментальных физических исследований в Принстоне. Здесь ученый продолжал заниматься вопросами космологии, а также усиленно искал пути построения единой теории поля, которая бы объединила гравитацию, электромагнетизм.

Второго августа 1939 года Эйнштейн обратился с письмом к президенту США Франклину Рузвельту с предупреждением о возможности использования атомного оружия фашистской Германией. Он писал о том, что исследования по расщеплению урана могут привести к созданию оружия огромной разрушительной силы. Позднее ученый жалел об этом письме. Эйнштейн выступал с осуждением американской «атомной дипломатии», заключавшейся в монополии США в области атомного оружия.

Незадолго до смерти Эйнштейн стал одним из инициаторов воззвания крупнейших ученых мира, обращенного к правительствам всех стран, с предупреждением об опасности применения водородной бомбы.

18 апреля 1955 года в 1 час 25 минут Эйнштейн умер. Речей не было, прах ученого был предан огню в крематории Юинг-Симтери, пепел развеяли по ветру.

 

Нильс Бор

(1885–1962)

Как метко заметил знаменитый советский ученый П. Л. Капица: «Во всей мировой науке в наши дни не было человека с таким влиянием на естествознание, как Бор. Из всех теоретических троп тропа Бора была самой значительной».

Бор создал теорию атома, в основу которой легли планетарная модель атома, квантовые представления и предложенные им постулаты. Она была подлинной революцией в физике и вообще в представлениях человека об окружающем мире. Она показала, что атомы живут по законам, совершенно не похожим на те, которые управляют макроскопическим миром.

Важное значение имели и дальнейшие работы Бора по строению атомного ядра и взаимодействию частиц с веществом. Но, наверное, не менее значительны заслуги Бора в открытии и осмыслении новых фундаментальных принципов квантовой механики и их превращений в достояние и рабочий инструмент науки.

Нильс Хенрик Давид Бор родился 7 октября 1885 года в Копенгагене. Его отец был известным профессором физиологии в Копенгагенском университете.

Сначала Нильс учился в Гаммельхольмской грамматической школе в Копенгагене. Он хорошо успевал по всем школьным предметам, особенно по физике и математике. Окончив школу в 1903 году, Нильс поступил на естественно-научный факультет Копенгагенского университета. Здесь его успехи были столь велики, что уже на втором году обучения профессор мог использовать его в качестве помощника.

За экспериментальное исследование поверхностного натяжения воды, которое он провел в 1907 году в лаборатории своего отца на основе работ Рэлея, студент Бор был награжден золотой медалью Копенгагенской Академии наук.

В 1907 году Бор стал бакалавром. Степень магистра он получил в Копенгагенском университете в 1909 году. Его докторская диссертация по теории электронов в металлах считалась мастерским теоретическим исследованием.

В 1911 году Бор получил докторскую степень, а также специальную стипендию для годичной стажировки в Кембридже у самого Джозефа Джона Томсона, наиболее признанного среди физиков того времени. Правда, к тому времени Томсон начал заниматься уже другими темами и выказал мало интереса к диссертации Бора и содержащимся там выводам.

От Томсона Нильс Бор в начале 1912 года отправился в Манчестер к Эрнсту Резерфорду. Там он занимался вначале теоретическим исследованием торможения альфа– и бета-лучей, а затем приступил к изучению структуры атомов.

В 1912 году Нильс Бор женился на Маргарет Нерлунд, дочери аптекаря.

Исходя из резерфордовской модели атома, Бор, вернувшись в Копенгаген, в начале 1913 года развил новый взгляд на строение атома водорода. При содействии Резерфорда его работа «О строении атомов и молекул» была опубликована в «Философикал мэгэзин». В этой работе Бор творчески объединил идеи Резерфорда, Планка и Эйнштейна, спектроскопию и квантовую теорию.

На примере атома водорода Бор констатировал, что излучение электрона, движущегося вокруг ядра, не представляет непрерывного спектра и, значит, не описывается законами классической электродинамики. По этим законам электроны вследствие своего ускоряющегося движения непрерывно теряли бы электромагнитную энергию и должны бы были, в конце концов, упасть на ядро.

Для устранения этого противоречия Бор предпочел опереться на данные эксперимента, а не на положения классической науки, которая не могла здесь предложить никакого объяснения. Бор ввел постулаты, основанные на квантовой теории Планка. Благодаря этому ученому удалось составить более правильный взгляд на строение атомных оболочек по сравнению с представлениями Резерфорда.

В 1922 году Бор был награжден Нобелевской премией по физике «за заслуги в исследовании строения атомов и испускаемого ими излучения».

В 1920-е годы ученый сделал решающий вклад в то, что позднее было названо копенгагенской интерпретацией квантовой механики. В основе этой интерпретации лежит положение о том, что мы вынуждены выражать закономерности в микропроцессах понятиями макрофизики, справедливыми лишь до некоторых границ, определяемых соотношениями Гейзенберга. Бор сформулировал два из фундаментальных принципов, определивших развитие квантовой механики: принцип соответствия и принцип дополнительности.

В 1930-е годы Бор обратился к ядерной физике. Энрико Ферми с сотрудниками изучали результаты бомбардировки атомных ядер нейтронами. Бор вместе с рядом других ученых предложил капельную модель ядра, соответствующую многим наблюдаемым реакциям. Эта модель, где поведение нестабильного тяжелого атомного ядра сравнивается с делящейся каплей жидкости, дала в конце 1938 года английскому физику О. Фришу и австрийскому физику Лизе Майтнер возможность разработать теоретическую основу для понимания деления ядра. Открытие деления накануне Второй мировой войны немедленно дало пищу для домыслов о том, как с его помощью можно высвобождать колоссальную энергию. Во время визита в Принстон в начале 1939 года Бор определил, что один из обычных изотопов урана, уран-235, является расщепляемым материалом, что оказало существенное влияние на разработку атомной бомбы.

В конце сентября 1943 года ученый узнал, что нацисты готовятся перевезти его в Германию. Следующей же ночью на лодке датские антифашисты переправили его в Швецию, чтобы спасти от лап гестапо. Из Швеции ученый направился на самолете в Англию, откуда затем вместе со своим сыном Ore вылетел в США.

В США Бор под вымышленной фамилией Бейкер участвовал как советник-сотрудник в Лос-Аламосе в изготовлении американской атомной бомбы.

После войны Бор вернулся в Институт теоретической физики, который расширился под его руководством. В 1950 году он послал открытое письмо в ООН, повторив свой призыв военных лет к «открытому миру» и международному контролю над вооружениями.

Бор умер 18 ноября 1962 года в своем доме в Копенгагене в результате сердечного приступа. В честь великого ученого советские ученые назвали 105-й химический элемент «нильсборием» (Ns).