«Наш великий Ампер»
«Наш великий Ампер»
Мы с вами ведь уже знакомы с Домиником Франсуа Жаном Араго — удивительным человеком, на долю которого выпало столько приключений, что их хватило бы на толстый роман. Араго был серьезным ученым.
Прежде всего, он был, пожалуй, геодезистом и астрономом. Но еще он увлекался физикой, исследовал законы света вместе с Френелем и дружил с Ампером, будучи не чуждым интересам к электричеству и магнетизму.
В 1820 году в Женеве Араго увидел на собрании натуралистов повторение опытов Эрстеда. И конечно, тут же решил познакомить с ними своих соотечественников. Вернувшись домой, он собрал нехитрую установку с вольтовым столбом и продумал программу экспериментов.
Чтобы стрелка компаса легче вращалась, понадобилось подпилить опорную иглу. Работа не сложная. И вот — ток включен и магнитная стрелка отклоняется серебряным проводничком с током от своего законного направления. Но что это? Какая-то грязь?.. Араго протирает серебряный проводник и снимает с него налипшие железные опилки. Однако стоит ему положить проводник на стол, как опилки вновь налипают на него…
Араго выключает ток, и опилки осыпаются с серебряной проволоки. Включает — и они облепляют ее, будто серебро стало магнитом. Серебро — магнитом! Вот!.. Счастливое открытие, которое он заметил и тут же осознал его важность. Немагнитный серебряный проводник, когда по нему проходит электрический ток, становится магнитом! Интересно! Очень интересно!
Снаружи раздался стук. Араго выглянул в окно и увидел сверху обвисшие поля шляпы и плечи мятого камзола. Это Ампер — академик Андре Мари Ампер — самый гениальный и самый рассеянный из его друзей. Пыль на его башмаках доказательство того, что он уже давно вышел из своего дома на улице Фоссе де Сан-Виктор и бродил по Парижу или по его предместьям, не разбирая дороги, как всегда погруженный в свои мысли.
— Входите, входите, мой друг! — В голосе Араго звучала неподдельная нежность. Он искренне любил этого нескладного и такого несчастного человека, вечного отшельника и глубокого мудреца Ампера. — Входите и давайте вашу шляпу. Я ее положу здесь отдельно от других, чтобы вы не спутали… — Араго напомнил тот случай, когда после бурных споров по вопросам метафизики в одном из парижских домов Ампер схватил по рассеянности треуголку присутствовавшего священника и ушел в ней домой, оставив духовному отцу свою круглую шляпу.
Ампер улыбнулся:
— Вы жестоки. А я-то бежал к вам, чтобы рассказать, к каким замечательным выводам пришел, обдумывая опыты Эрстеда… Вы знаете, его открытие знаменует собой начало новой эпохи в электричестве — электричестве не статическом, не неподвижном, а, наоборот, движущемся, выливающемся из гальванических батарей, подобно потокам…
Араго проводил друга наверх в лабораторию и усадил в кресло.
— Я вижу, что и вы не чужды гальваническим увлечениям? — восклицает Ампер, кивая на приборы и вольтов столб.
— Вы правы. Я воспроизвел опыт Эрстеда и, как мне кажется, наткнулся на новое явление. Может быть, оно заинтересует вас?..
Араго снова замыкает цепь и приближает проводники к опилкам. Тотчас же они облепляют проволоку, ощетинившись как иглы. Ампер протянул к цепи руку, Араго выключил ток, и опилки легким дождем ссыпались в ладонь Амперу…
— Прекрасно! — Ампер вскочил с места. — Это только лишний раз доказывает, что я прав. Покоящиеся заряды не взаимодействуют с магнитной стрелкой. Но стоит им прийти в движение, и они превращают серебряный проводник в магнит. Провод — магнит! Превосходно. — Он на мгновение задумался. — А как вы думаете, станут взаимодействовать два провода с током, как магниты?..
Прибавление
Жарким грозовым днем в июне 1731 года молния ударила в дом одного почтенного купца города Уэкфилда. Услышав грохот, испуганный негоциант вбежал в комнату и обнаружил, что небесный огонь разбил ящик, наполненный стальными ножами и вилками и разбросал все столовые приборы по полу. Кинувшись подбирать имущество, купец обнаружил, что ножи и вилки оказались намагниченными…
Компасные мастера не раз замечали, что у кораблей, пришедших из дальних плаваний и побывавших в жестоких грозовых бурях, компасные стрелки оказывались перемагниченными. Северный конец указывал на юг, а южный — на север. Это случалось на тех судах, мачты которых принимали на себя удары молний.
Он уже не ждал ответа. Мысль его заработала. Глубоко внутри началась таинственная, никому не ведомая работа, результатом которой бывает озарение и новые идеи…
Ампер стремительно шагал по набережной Сены, находясь в том счастливом состоянии духа, когда то, о чем так много и упорно думалось, представляется вдруг если еще и не совсем ясным, то проступающим и уже понятным в целом, будто наплывающее строение в клубах утреннего тумана, тающего под лучами солнца.
Мальчишки плыли по течению, весело перекликаясь друг с другом, и Амперу вдруг пришла в голову мысль о простом правиле, с помощью которого можно всегда определить направление отклонения магнитной стрелки протекающим током. Он решил назвать его «правилом пловца». Если пустить человека плыть по течению, совпадающему с направлением тока, лицом вниз, то он будет видеть, что северный конец стрелки всегда отклонится под действием этого тока вправо… Браво, Андре!.. Он оглянулся: как было бы хорошо начертить все это, поставить стрелки, определить направления… Вот и кусочек мела нашелся в кармане… Какое счастье, что рядом с ним его черная доска…
Парижане — сдержанная публика, когда дело касается чьих-либо чудачеств. Но это уж… извините, мсье… Сначала один, потом двое, наконец пятеро прохожих оглянулись с возмущением на пожилого дурно одетого господина, который в самозабвении расчерчивал мелом заднюю стенку чьей-то черной кареты.
18 сентября 1820 года на заседании Парижской академии наук академик Андре Мари Ампер начал свою знаменитую серию докладов по электромагнетизму.
— При самом начале явления, открытые Эрстедом, мсье, — говорил Ампер, стоя на возвышении, — по справедливости названы электромагнитными. Однако в явлениях, о которых хочу говорить я, магнит не участвует. И потому правильнее будет дать им общее название электродинамических…
Первый опыт, на который меня подтолкнули блестящие эксперименты нашего общего друга академика Араго, я проделал с двумя прямыми проволоками, по которым протекает электричество от вольтова столба. И мое открытие заключается в том, что две параллельные соединительные проволоки взаимно притягиваются, когда электричество движется по ним в одном направлении, и отталкиваются, когда направления токов противоположны…
По комнате, где проходило заседание, пробежал шепот. Открытие Ампера было так просто и поистине гениально. Оно вызвало разные чувства у присутствующих. Араго гордился своим другом. Био слушал с неослабевающим интересом, изредка поглядывая на молодого Савара, с которым его связывала дружба. Семидесятилетний Лаплас дремал. Однако было здесь и немало тех, кого с первых же слов Ампера начала снедать зависть. «Подумаешь, открытие! — говорили они. — Притяжение и отталкивание токов — это не более чем видоизмененное притяжение и отталкивание заряженных тел, известное еще со времен Дюфе…»
Ампер живо реагировал на это возражение.
— Одинаково наэлектризованные тела взаимно отталкиваются, два же одинаковых тока притягиваются… и, соприкоснувшись, остаются соединенными, как магниты.
— Но, позвольте, — говорили завистники, — в чем же новизна открытия? Эрстед доказал действие тока на магнитную стрелку. Но если два тела способны действовать на третье, то они должны действовать и друг на друга… Не означает ли это, что взаимное притяжение и отталкивание проводов суть следствие, вытекающее из опытов того же Эрстеда?..
Поиски металлов в XVI веке. Со старинной гравюры.
И они садились на место, внутренне торжествуя, внешне же притворно сожалели, что слава поспешного открытия их коллеги исчезает как дым… И тогда снова вскакивал Ампер. Он предлагал сомневающимся в его заслугах вывести самим из опытов Эрстеда направление взаимодействия токов. И когда его противникам это не удавалось, садился на место удовлетворенный.
И так продолжалось не раз и не два…
Четыре понедельника подряд в октябре 1820 года выступал Ампер с трибуны академии, докладывая о результатах своих исследований. Потом он выступал еще и еще… Он свернул провод в спираль и, пропустив по нему ток, обнаружил, что получившийся соленоид ничем, по своим свойствам, не отличается от обыкновенного магнита.
— Каждый магнит, мсье, я в этом уверен, — с жаром говорил Ампер коллегам, — представляет из себя множество естественных соленоидов, по которым текут крошечные круговые токи.
Именно гальванический ток, циркулирующий в каждой частице вещества, создает ее природный магнетизм. Только электрический ток определяет магнитные свойства тела…
Пока оси этих круговых токов разбросаны беспорядочно внутри тела, магнитные свойства не могут себя проявить, ибо они компенсируют друг друга. Но стоит всем осям по какой-то причине стать параллельными, выстроившись по ранжиру, и тогда железо и сталь становятся магнитами…
В 1821 году, устав от опытов, которые он проводил в собственной квартирке на улице Фоссе де Сен-Виктор за столиком, сделанным своими руками, и с неуклюжими приборами, изготовленными бродячим слесарем, Ампер заявил, что переходит к составлению теории. В ней он хотел в ясной математической форме привести к единству все многочисленные результаты опытов и электродинамические явления.
Пожалуй, именно после этого французы стали называть близорукого и рассеянного чудака «наш великий Ампер».