КУЛОН ШАРЛЬ ОГЮСТЕН (1736 г. – 1806 г.)

КУЛОН ШАРЛЬ ОГЮСТЕН

(1736 г. – 1806 г.)

Шарль Огюстен Кулон родился в Ангулеме – небольшом городе на западе Франции. Родители его были весьма обеспеченными людьми: отец, Анри Кулон, был правительственным чиновником, а мать, Катрин Баже, происходила из знатной и богатой семьи. Вскоре после рождения мальчика его родители перебрались в Париж. В столице Анри Кулон занял довольно прибыльную должность сборщика налогов. Но вскоре попытки вести собственные финансовые дела разорили его. Анри был вынужден покинуть Париж и отправился в Монпелье, откуда он был родом. Катрин с сыном осталась в Париже. В конце 1740-х годов Шарля отдали в «Коллеж четырех наций» (коллеж Мазарини). Коллеж Мазарини по праву считался одним из самых лучших учебных заведений Парижа. Это обстоятельство и привело к тому, что планам матери Шарля не суждено было сбыться. Она прочила сыну карьеру врача или юриста, но юноша так заинтересовался математикой, астрономией и физикой, что решил стать ученым. На этой почве между ним и матерью произошел конфликт, после чего Шарль оставил Париж и отправился к отцу в Монпелье.

Еще в 1706 году в Монпелье было основано серьезное научное общество. Кулон вступил в него и в феврале-марте 1757 года представил на рассмотрение несколько работ, первой из которых стал «Геометрический очерк среднепропорциональных кривых». Вскоре члены общества избрали Кулона адъюнктом математики. Но Шарль не имел средств для того, чтобы продолжать самостоятельно заниматься наукой, ему необходимо было получить профессию, позволяющую продолжать научные изыскания. Посоветовавшись с отцом, он решил поступить в Военно-инженерную школу в Мезьере. Для поступления нужно было сдать довольно сложные экзамены. Кулон вновь отправился в Париж, где почти год обучался частным образом. В феврале 1760 года он прибыл в Мезьер и благополучно сдал экзамены.

Обучение в Военно-инженерной школе длилось недолго. В ноябре 1761 года Шарль Кулон получил диплом и звание лейтенанта. О том, насколько успешно он учился, судить трудно. С одной стороны известно, что после завершения обучения он получил денежную премию, которой награждались лучшие выпускники. С другой же – руководитель Школы дал весьма негативный отзыв об одной из его работ: «Его работа об осаде хуже средней, рисунки сделаны очень плохо, с подчистками и пометками… Он полагает, как и другие со сходным образом мыслей, что древесину для лафетов и повозок можно просто найти в лесу…»

Первым местом службы Кулона стал Брест, портовый город на северо-западе Франции. Здесь он занимался картографическими работами, необходимыми для строительства береговых укреплений. Но пребывание в Бресте было недолгим. В 1764 году Шарль Кулон отправился в далекое путешествие. Местом его нового назначения стал остров Мартиника в Вест-Индии. Этот остров был открыт в 1502 году экспедицией Колумба, ас 1635 года попал под влияние Франции и со временем был колонизирован. Впоследствии между Францией и Англией разгорелась борьба за Мартинику, в 1762 году англичанам удалось захватить остров, но через год он был возвращен Франции. После этого французские власти решили защитить остров от дальнейших покушений, построив на нем новый форт.

Конкурс на лучший проект форта выиграл инженер де Рошмор. Однако его проект вызвал бурное обсуждение, в котором участвовали и многие военные инженеры, в том числе и Кулон. В конце концов, проект, с целым рядом изменений утвердили, а Кулон был назначен руководителем строительства. Восемь лет он провел на Мартинике, где ему пришлось столкнуться с целым рядом трудностей, причем не только технических. Не хватало людей, средств, работы велись в очень неблагоприятных климатических условиях. Во время строительства Шарль показал себя не только замечательным механиком, но и прекрасным организатором. Начальство заметило старания и успехи инженера, и весной 1770 года он получил звание капитана. Технические навыки, которые он приобрел во время строительства, без сомнений, пригодились в его дальнейшей научной работе в области механики. Однако пребывание на Мартинике плохо сказалось на здоровье молодого человека, он очень тяжело переносил непривычный климат. Практически все восемь лет Шарля не оставляли болезни.

В 1772 году Кулон вернулся во Францию. Его направили в город Бушен, где он в основном занимался строительной механикой и работами с различными материалами. Теперь у Шарля было больше свободного времени, и он вновь занялся наукой. Вскоре он отправил несколько работ по прикладной механике в Парижскую академию наук, а весной 1773 года дважды выступал на ее заседаниях с докладами. Одна из этих работ получила очень благоприятные отзывы. Академик Боссю писал, что в ней Кулон «…охватил, так сказать, всю архитектурную статику… Повсюду в его исследовании мы отмечаем глубокое знание анализа бесконечно малых и мудрость в выборе физических гипотез, а также в их применении. Поэтому мы полагаем, что эта работа вполне заслуживает одобрения Академии и достойна публикации в Собрании [работ] иностранных ученых». Так Кулон впервые обратил на себя внимание французских ученых.

В 1774 году Шарль получил назначение в портовый город Шербур, где он занимался ремонтом фортификационных сооружений. Работа оставляла свободное время, и ученый имел возможность продолжать свои исследования. В 1775 году Парижская академия наук объявила конкурс на «Изыскание лучшего способа изготовления магнитных стрелок, их подвешивания и проверки совпадения их направления с направлением магнитного меридиана и, наконец, объяснение их регулярных суточных вариаций». Надо сказать, что создание конструкции более совершенного компаса было на тот момент весьма актуальной задачей. До того большинство компасов представляло собой магнитные стрелки, подвешенные на тонкой шелковой нити. Естественно, что подобные приборы были весьма чувствительны к всевозможным внешним воздействиям, в частности электростатическим. Чтобы устранить погрешности, Кулон предложил крепить стрелку к металлической проволоке, проводящей ток. В 1777 году ученый был признан победителем конкурса.

В период с 1777 по 1781 год Шарль Кулон поменял сразу несколько мест работы. Первым из них стал городок Салэн, затем последовал портовый город Рокфор (1779 год), где он участвовал в строительстве форта. В Рокфоре Кулон на время оставил изучение магнитных сил и погрузился в новую научную проблему. В 1779 и в 1781 годах Академия дважды объявляла конкурс работ, посвященных трению. Кулон провел массу экспериментов, в которых изучал не только трение твердых тел, но и трение в жидкостях и газах. Эти исследования он проводил по большей части на судовых верфях Рокфора. Ученый изложил их результаты в работе под названием «Теория простых машин», которая не только была удостоена премии, но и на протяжении века использовалась инженерами на практике. Этот труд, как и многие предыдущие, произвели прекрасное впечатление на академиков. В конце 1781 года Шарль, к своей большой радости, был переведен в Париж, успев поработать в Лилле, а 12 декабря – избран академиком по классу механики.

Переезд в Париж не означал окончания инженерной карьеры. Кулона продолжали привлекать в качестве консультанта к целому ряду различных проектов. В 1783 году он работал над проектом усовершенствования каналов и гавани Бретани. Ученый был привлечен к этой работе против его желания: проект ему не нравился. Когда же раздалась первая критика, его отстранили от участия в проекте и даже подвергли недельному заключению в тюрьму аббатства Сен-Жермен де Пре. Кроме того, ученый выполнял целый ряд связанных с наукой административных обязанностей: всего он принял участие в работе 310 комиссий Академии. Но все-таки с переездом в Париж научные изыскания вышли на первый план. Начался самый плодотворный период в жизни французского ученого. В промежуток с 1781 по 1806 год Кулон подал на рассмотрение Академии наук 25 научных статей, самыми выдающимися из которых считаются семь работ об электричестве и магнетизме, опубликованных с 1785 по 1791 год. В них он рассматривал взаимодействия между телами одноименных и разноименных зарядов.

Количественные измерения ученый проводил по разработанной им самим методике: в 1784 году он опубликовал работу о кручении тонких металлических нитей. В ней автор описал крутильные весы (весы Кулона)[42], которые предложил использовать для определения взаимодействия точечных электрических зарядов и магнитных полюсов. Можно сказать, что Кулон был одним из первых исследователей, применивших правильный подход к изучению взаимодействия заряженных тел. Он понял, что следует рассматривать взаимодействие таких тел, размеры которых гораздо меньше расстояния между ними («точечных тел»). Хронологически в этом, как и в некоторых выводах, Кулона опередил англичанин Робайсон, но он опубликовал свои результаты только в 1801 году, так что и здесь результаты Кулона были независимыми.

Уже в одной из первых своих работ по электричеству и магнетизму (в 1785 году) Кулон сформулировал основной закон электростатики, позже названный его именем. В современной формулировке он звучит так: сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Естественно, что это фундаментальное открытие было не единственным. Например, Кулон предположил, что не существует абсолютных диэлектриков, т. е. веществ, не проводящих электрический ток; обнаружил, что заряды быстро «стекают» с тел, и объяснил это явление проводимостью воздуха; положил начало фундаментальным исследованиям магнетизма.

Несмотря на то что научная работа отнимала массу времени, Шарль по-прежнему не прекращал работать по специальности. В 1784 году он был назначен смотрителем королевских фонтанов и занимался водоснабжением Парижа, позже принимал участие в проведении реформ в области образования и медицины: в 1787 году он даже совершил поездку в Англию с целью перенять опыт организации лечебных учреждений Лондона. В связи с революционными событиями 1789 года многие французские учреждения были упразднены и реорганизованы. Кулон неодобрительно отнесся к целому ряду перемен ив 1791 году подал в отставку из инженерного корпуса. Когда в 1793 году к власти пришли якобинцы, Академия наук была расформирована. Кулона отстранили от его обязанностей, после чего он покинул Париж и поселился в своем поместье в Блуазе. Здесь он работал вместе со своим коллегой и другом Жаном Шарлем Борда[43], которого укрывал от преследования со стороны якобинцев. В 1795 году на смену упраздненной Академии наук пришел Национальный институт наук и искусств. В декабре того же года Кулон принял предложение стать членом Института.

В 1802 году Шарль Кулон женился на Луизе Франсуазе Дезормо, с которой, по всей видимости, уже давно состоял в гражданском браке. Луиза родила ему двух сыновей, Шарля Огюстена в 1790-м и Анри Луи в 1797 году.

Последние годы жизни Шарль Кулон посвятил реорганизации системы образования Франции. Эта деятельность была связана с многочисленными поездками во все концы страны, где должны были быть основаны новые лицеи. Летом 1806 года ученый заболел лихорадкой и 23 августа умер.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.