Читать книгу "Неопределенный электрический объект. Ампер. Классическая электродинамика. - Эугенио Мануэль Фернандес Агиляр"

ГЛАВА 6

Ньютон электричества

Помимо работ в области электродинамики и многочисленных трудов по математике и химии, Ампер интересовался оптикой, а в конце жизни написал эссе по философии науки. Последние годы жизни измученный болезнями ученый провел рядом со своими детьми. Андре-Мари Ампер сыграл огромную роль в истории науки.

Максвелл в своем главном труде назвал его Ньютоном электричества.

В 1820 году, когда Ампер заинтересовался электродинамикой, его сын Жан-Жак познакомился со знаменитой мадам Рекамье. Жанна Франсуаза Жюли Аделаида Рекамье (1777-1849), хозяйка известного в Париже салона, была в два раза старше его, но это не помешало молодому человеку попасть под ее легендарное обаяние. Жан-Жака давно влекло к литературе, а новое окружение лишь укрепило его решение связать с этим искусством свою жизнь. Его отец, тоже страстный любитель поэзии и литературы, поддержал сына и помог ему опубликовать в сентябре 1823 года первую пьесу — «Роземунда». Вскоре мадам Рекамье решила уехать на год в Италию, и Жан-Жак сопровождал ее в путешествии от Рима до Неаполя. Когда он в декабре 1824 года вернулся во Францию, отец умолял его жениться на Клементине, дочери французского натуралиста Жоржа Кювье (1769-1832). Ситуация стала невыносимой для Жан-Жака, и в начале 1826 года он решил уехать в Германию. Молодой человек перестал писать пьесы в стихах и нашел свое призвание как историк литературы. Сегодня он считается одним из предшественников сравнительного литературоведения. В его подходе большую роль сыграли многочисленные путешествия. Жан-Жак так и не женился и продолжал встречаться с мадам Рекамье до самой ее смерти. В 1848 году он был избран в члены Академии наук, умер 27 марта 1864 года в По.

В последние десять лет жизни интерес Ампера к электродинамике потихоньку сошел на нет, и он сконцентрировал свои усилия на энциклопедической классификации академических дисциплин. Между тем новым источником его страданий стала дочь Альбин. В 1827 году она вышла замуж за Габриэля Рида, солдата наполеоновской армии, который имел склонность к алкоголю, играм и часто проявлял жестокость. Несмотря на возражения матери, Женни Пото, свадьба была сыграна в ноябре 1827 года. Союз быстро распался из-за вспышек гнева Рида, во время которых он в числе прочего приставлял оружие к виску или сердцу своей жены. Рид лечился от алкоголизма, но так и не смог справиться с этим пристрастием. В 1832 году Альбина, наконец, получила развод. Однако на этом история не закончилась. В том же году Рид уехал в Гваделупу к родным, но летом 1834 года объявил о своем возвращении. Ампер пережил несколько беспокойных месяцев. О конце истории мы узнаем из его письма к сыну. Вооруженный шпагой Рид явился к бывшему тестю и выгнал Ампера, одетого лишь в пижаму, на улицу. С помощью консьержа ученому удалось задержать обезумевшего Рида, который вместе с двумя братьями был сослан в Новый Орлеан. Последние месяцы жизни Ампер наконец смог прожить спокойно. После его смерти в 1836 году Рид вернулся из Соединенных Штатов, вновь сошелся с Альбин, и у них родилась дочь Мари. К несчастью, через десять месяцев она умерла, и род Андре-Мари Ампера прервался. По иронии судьбы, когда поведение Рида улучшилось, разума лишилась Альбина, она даже утверждала, что разговаривает с дьяволом. Умерла она в 1842 году, а в следующем году умер и ее супруг.

ОПТИКА

В это беспокойное время Ампер меньше занимался наукой, нежели в предыдущие годы. Однако страсть к исследованиям не оставляла его, и вместе со своим другом Огюстом Жаном Френелем ученый заинтересовался оптикой. Френель снимал квартиру у Ампера, в которой обитал несколько лет, пока не умер от туберкулеза в 39-летнем возрасте. Его исследования, основанные на работах Христиана Гюйгенса (1629-1695), подкреплялись открытиями английского врача Томаса Юнга (1773-1829), однако остались в Англии без внимания.

В XVIII веке в оптических исследованиях главенствовала корпускулярная теория Ньютона. Согласно этой теории свет состоял из крошечных частиц, которые распространялись по прямой линии. С помощью этой теории Ньютон и его сторонники смогли объяснить множество явлений, например отражение: свет отражается, поскольку составляющие его частицы отскакивают от отражающей поверхности. Эта теория существовала одновременно с волновой теорией Гюйгенса, согласно которой свет распространяется волнами, исходящими из его источника. Однако в подходе Гюйгенса было слабое место: для распространения волн требовался эфир — среда, которая заполняла все пространство и была при этом неосязаемой. Для объяснения оптических явлений выдвигались и другие теории, но в конце XVIII века главный спор шел между приверженцами корпускулярной и волновой теорий.

В 1803 году в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society of London были опубликованы результаты знаменитого опыта Юнга с щелями. Этот опыт вошел в список десяти лучших опытов в истории, поскольку доказал волновую природу света и ввел понятие интерференции. Юнг не отличался красноречием, но был невероятно образованным полиглотом (он участвовал в переводе надписей на Розеттском камне). Его опыт противоречил ньютоновской традиции, поэтому поначалу публикация осталась незамеченной. Во Франции ситуация складывалась не лучше: лапласовская школа объясняла все явления с помощью основных сил Ньютона. Среди приверженцев корпускулярной теории были такие ученые, как Жан Батист Био, вечный противник Ампера. Несмотря на давление сторонников корпускулярной теории, Френелю удалось внедрить в научное сообщество идею волновой интерференции. В 1818 году он получил награду Академии наук за работы по дифракции и в 1823 году стал академиком. Его работы получили признание в Англии, в 1827 году Лондонское Королевское общество наградило его медалью Румфорда «за развитие волновой теории в приложении к явлениям поляризации света и за ключевые открытия в оптической физике». Любопытно, что эта же награда была вручена в 1840 году Био и в 1850 году — Араго за их работы в области поляризации света.

В предыдущих главах мы писали о том, что Ампер до 1820 года интересовался математической физикой и химией, а потом обратился к электродинамике. Однако он также принял участие в спорах о природе света. Его исследования в области электродинамики соответствовали идеям Ньютона, однако, как это ни странно, в итоге ученый поддержал волновую теорию. Его позицию можно оправдать двумя факторами: дружбой с Френелем и соперничеством с Био. Особенно Ампера интересовала идея эфира — тонкой и эластичной среды, на которую опиралась вся волновая теория передачи волн. Какое-то время ученый полагал, что может использовать эту идею и при объяснении электродинамических явлений. Эта была первая попытка установить связь между оптикой и электричеством — еще один пример склонности Ампера к обобщению.

Френель учился в Политехнической школе, его дядя Леонор Мериме познакомил его с Араго и Ампером. Френель и Ампер имели одинаковую склонность к научным и духовным проблемам — именно так началась их дружба. В 1814 году Френель заинтересовался оптикой и поделился своими соображениями с Ампером, который в тот момент был увлечен химией и математикой. Между 1805 и 1815 годами Био и Лаплас возглавили мощную программу в области корпускулярной оптики, которая, кстати, была поддержана и Ампером. В 1814 году Френель представил исследование по оптике Лапласа, опубликованное позднее, в 1816 году. Речь шла о «Доказательстве теоремы, которая позволит вывести все законы преломления обыкновенного и чрезвычайного». Этот труд был посвящен двойному преломлению исландского шпата. Тогда Френель предпринял тщательное исследование дифракции, вследствие чего заинтересовался интерференцией. При поддержке Араго он в октябре 1815 года представил сообщение в Академию наук.