Физике становится тепло. Лорд Кельвин. Классическая термодинамика - [8]

Шрифт
Интервал


«Я видел, как Вашего сына переполняет счастье. [... ] Некоторые задаЧи экзамена на премию Смита были сложнее, чем те [которые были в трайпосе], и требовали более глубокого и философского видения тем. Именно этому следует приписывать успех Вашего сына».


ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА В ПАРИЖЕ

В возрасте 21 года Томсон уехал в Париж. Он прибыл в столицу Франции 30 января 1845 года в сопровождении своего друга Хью Блэкберна (1823-1909), шотландского математика, который со временем заменил отца Уильяма на кафедре математики Университета Глазго. Целью этой поездки была работа в лаборатории Анри Виктора Реньо ( 1810-1878) - химика и физика, который в то время исследовал для французского правительства физико-химические свойства газов. Реньо изучал такие проблемы, как коэффициент расширения при определенной температуре или количестве тепла, требующемся для поднятия этой температуры на некоторое число градусов. В то время ученые пытались экспериментально получить информацию, необходимую для повышения эффективности паровых машин. Дополнительным преимуществом этих экспериментальных исследований было значительное развитие термодинамики, которая получила теоретико-экспериментальную базу.

Любопытно отметить различия между Великобританией и Францией в экспериментальных исследованиях в этой области. В Великобритании, где паровая машина была разработана в конце XVIII века, исследования независимо друг от друга проводили изобретатели и ученые. Во Франции же политики сразу осознали, какое стратегическое значение это изобретение может иметь для технологического развития, и выделили средства на его изучение. Заслуга французского правительства была еще больше, чем кажется на первый взгляд, если учесть, что в то время знание об основных законах поведения пара было очень скудным. Действительно, это хороший пример для современных политиков, часто слишком неуступчивых в вопросах финансирования базовых исследований, которые рано или поздно могли бы способствовать процветанию страны.

Как уже было сказано, отец Томсона считал, что экспериментальное обучение необходимо его сыну для получения кафедры в Глазго, и пребывание в Париже позволяло восполнить этот пробел в теоретическом образовании Уильяма. Возможно, нескольких месяцев, проведеиных в столице Франции, не хватило для того, чтобы молодой Томсон понял все тонкости лабораторной работы, но по крайней мере это связало его с экспериментальной физикой и химией и позволило ему приобрести знания в области теоретического применения этих дисциплин и в инженерном деле, что сильно повлияло на его последующую карьеру. Отец постоянно подталкивал сына:


«Я думаю, что с трубкой в руках или работая с компрессором, ты должен двигаться вперед, используя все средства лаборатории Реньо. Ты должен увидеть, какие там есть инструменты, и составить их список, если сможешь. Кроме того, любое его свидетельство [...] по практическим вопросам очень тебе пригодится».


Томсон принимал участие в исследованиях, которые велись в лаборатории. Один из важных экспериментов был связан с определением плотности газов, в нем взвешивались два больших шара: один наполненный газом, другой - пустой. Уильям отвечал за работу вакуумного насоса. В другом эксперименте речь шла об определении скрытой теплоты системы, как называют в физике энергию, поглощаемую или высвобождаемую системой, когда она погружена в процесс, при котором не происходит никаких изменений температуры. Самый известный пример процессов этого типа - фазовый переход (таяние льда или превращение воды в пар при кипении). Работа Томсона заключалась в том, чтобы контролировать работу калориметра.

Уильям всегда вспоминал эти месяцы, проведеиные в Париже. Они превратили его из специалиста по математической физике в ученого, способного ценить эксперимент так же высоко, как и теорию. Через некоторое время, когда Томсон уже был профессором в Глазго, это новое видение науки заставляло его уделять особое внимание экспериментальному образованию студентов-физиков.

Но его интерес к математической физике не уменьшился. Уильям записал в своем дневнике 15 марта 1845 года:


«Я был занят весь день в физической лаборатории Реньо в Коллеж де Франс. В свободное время читал доклады Пуассона об электричестве, которые нашлись среди докладов института на полке у Реньо».


Хотя большинство великих математиков и физиков, которые вдохновили Томсона за несколько лет до этого, уже скончались, в Париже он встретился с некоторыми выдающимися учеными страны. Он познакомился, среди прочих, с физиком и астрономом Жан-Батистом Био, математиками Огюстеном Луи Коши, Мишелем Шалем и Жаком Шарлем Франсуа Штурмом, физиком Жаном Бернаром Леоном Фуко. Но самые близкие отношения у него сложились с Жозефом Лиувиллем, издателем «Журнала чистой и прикладной математики». Лиувилль работал в различных областях математики и также сделал значительный вклад в математическую физику. За те несколько месяцев, что Томсон жил в Париже, они стали очень большими друзьями и постоянно обсуждали физику и науку в целом.

Один из первых вопросов, которые Лиувилль поставил перед Томсоном, побудил последнего вновь вернуться к проблеме понятийных различий между законом Кулона и моделью силовых линий Фарадея. Издатель, как и другие его французские коллеги, не понимал, как можно объединить оба представления о взаимодействии электрических зарядов. Согласно закону Кулона, сила, возникающая между двумя зарядами, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, что предполагает взаимодействие по соединяющей их прямой линии. Для Фарадея взаимодействие между зарядами происходит по силовым линиям — кривым, наполняющим пространство вокруг себя.


Рекомендуем почитать
Исповедь старого солдата

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Ф. В. Булгарин – писатель, журналист, театральный критик

Сборник статей, подготовленных на основе докладов на конференции «Ф. В. Булгарин – писатель, журналист, театральный критик» (2017), организованной журналом «Новое литературное обозрение» и Российской государственной библиотекой искусств, в которой приняли участие исследователи из Белоруссии, Германии, Италии, Польши, России, США, Украины, Эстонии. Статьи посвященных различным аспектам биографии и творчества Ф. В. Булгарина, а также рецепции его произведений публикой и исследователями разных стран.


Записки старика

Дневники Максимилиана Маркса, названные им «Записки старика» – уникальный по своей многогранности и широте материал. В своих воспоминаниях Маркс охватывает исторические, политические пласты второй половины XIX века, а также включает результаты этнографических, географических и научных наблюдений. «Записки старика» представляют интерес для исследования польско-российских отношений. Показательно, что, несмотря на польское происхождение и драматичную судьбу ссыльного, Максимилиан Маркс сумел реализовать свой личный, научный и творческий потенциал в Российской империи. Текст мемуаров прошел серьезную редакцию и снабжен научным комментарием, расширяющим представления об упомянутых М.


Гюго

Виктор Гюго — имя одновременно знакомое и незнакомое для русского читателя. Автор бестселлеров, известных во всём мире, по которым ставятся популярные мюзиклы и снимаются кинофильмы, и стихов, которые знают только во Франции. Классик мировой литературы, один из самых ярких деятелей XIX столетия, Гюго прожил долгую жизнь, насыщенную невероятными превращениями. Из любимца королевского двора он становился политическим преступником и изгнанником. Из завзятого парижанина — жителем маленького островка. Его биография сама по себе — сюжет для увлекательного романа.


Архитектор Сталина: документальная повесть

Эта книга о трагической судьбе талантливого советского зодчего Мирона Ивановича Мержанова, который создал ряд монументальных сооружений, признанных историческими и архитектурными памятниками, достиг высокого положения в обществе, считался «архитектором Сталина».


Чистый кайф. Я отчаянно пыталась сбежать из этого мира, но выбрала жизнь

«Мне некого было винить, кроме себя самой. Я воровала, лгала, нарушала закон, гналась за кайфом, употребляла наркотики и гробила свою жизнь. Это я была виновата в том, что все мосты сожжены и мне не к кому обратиться. Я ненавидела себя и то, чем стала, – но не могла остановиться. Не знала, как». Можно ли избавиться от наркотической зависимости? Тиффани Дженкинс утверждает, что да! Десять лет ее жизнь шла под откос, и все, о чем она могла думать, – это то, где достать очередную дозу таблеток. Ради этого она обманывала своего парня-полицейского и заключала аморальные сделки с наркоторговцами.