ВЫДАЮЩИЙСЯ ЭКСПЕРИМЕНТАТОР ХIХ ВЕКА (Окончание)
Занимаясь наукой, Фарадей никогда не щадил себя. Серьёзно укоротили его жизнь опыты с ртутью. Постоянное огромное умственное напряжение подорвало здоровье Фарадея и вынудило его в 1840 г. прервать на пять лет научную работу. Вернувшись к ней вновь, Фарадей в 1848 г. открыл явление вращения плоскости поляризации света, распространяющегося в прозрачных веществах вдоль линий напряженности магнитного поля (эффект Фарадея). По-видимому, сам Фарадей (взволнованно написавший, что он «намагнитил свет и осветил магнитную силовую линию») придавал этому открытию большое значение. И действительно, оно явилось первым указанием на существование связи между оптикой и электромагнетизмом. Убежденность в глубокой взаимосвязи электрических, магнитных, оптических и других физических и химических явлений стала основой всего научного миропонимания Фарадея.
Во время Крымской войны правительство Великобритании предложило ему участвовать в разработке химического оружия против русской армии, но Фарадей с возмущением отверг это предложение как аморальное.
При проведении опытов он мало внимания уделял технике безопасности. При проведении одного из экспериментов у него взорвалась одна из трубок и тринадцать осколков стекла попали ему в глаза.
Жизнь Фарадея с тех пор, как он вступил в Королевский институт, сосредоточивалась, главным образом, на лаборатории и научных занятиях. В этих открытиях, в приводивших к ним научных занятиях и состояла жизнь Фарадея. Он весь отдавался научным занятиям, и вне их у него не было жизни. Он отправлялся рано утром в свою лабораторию и возвращался в лоно семьи лишь поздно вечером, проводя все время среди своих приборов. И так он провел всю деятельную часть своей жизни, решительно ничем не отвлекаясь от своих научных занятий. И в этом, быть может, кроется секрет многочисленности сделанных Фарадеем открытий. Возможность всецело отдаться научным занятиям для Фарадея обусловливалась, однако, не только известной материальной обеспеченностью, но еще более тем, что все внешние жизненные заботы были сняты с него женою, его настоящим ангелом-хранителем.
Любящая жена приняла на себя все тяготы жизни, чтобы дать возможность мужу всецело отдаться науке. Никогда в течение продолжительной совместной жизни Фарадей не чувствовал затруднений материального свойства, которые ведала лишь жена и которые не отвлекали ум неутомимого исследователя от его великих работ. Семейное счастье служило для Фарадея и лучшим утешением в неприятностях, выпадавших на его долю в первые годы его научной деятельности.
Учёный, переживший свою жену, писал о своей семейной жизни, упоминая о себе в третьем лице, следующее: «12 июня 1821 года он женился; это обстоятельство более всякого другого содействовало его земному счастью и здоровью его ума. Союз этот продолжался 28 лет, ни в чем не изменившись, разве только взаимная привязанность с течением времени стала глубже и сильнее». Немногие люди могут дать о себе подобную автобиографическую справку.
В 1836 году Майкл опубликовал работу, в которой доказал, что заряд электричества способен оказывать воздействие лишь на саму поверхность полностью замкнутой оболочки-проводника, не причиняя вреда всем, кто находится внутри неё. Ему удалось создать устройство, способное экранировать аппаратуру от электромагнитных излучений, названное клеткой Фарадея. Оно было выполнено из металла, имеющего высокую электропроводность, а сама конструкция заземлялась. Принцип действия устройства довольно прост – при внешнем воздействии электрического поля электроны металла начинают приводиться в движение, в результате чего заряд противоположных сторон клетки полностью компенсирует влияние внешнего электрического поля.
Чтобы доказать наличие описанного эффекта сам Фарадей публично садился внутрь конструкции и после разрядов тока выходил оттуда живым и невредимым. Ещё имя великого англичанина носит цилиндр, с помощью которого можно определить полноту электрического заряда и интенсивность пучка частиц.
В 1839 и 1840 годах состояние Фарадея 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, чтобы основательным отдыхом восстановить силы для новых работ. Это был первый настоящий отдых за долгое время. В Швейцарии Фарадей пробыл около года. Здесь он, кроме переписки с друзьями и ведения дневника, не имел никаких других занятий. Пребывание в Швейцарии весьма благотворно сказалось на здоровье Фарадея
В 1846 году Фарадей пришёл к пониманию природы света, намного опередив свое время. Позже его идеями воспользовался Джеймс Кларк Максвелл, а затем и Альберт Эйнштейн. Обладая гениальным предвидением, Фарадей писал: "Моя точка зрения, которую я высказываю со всей уверенностью, заключается в том, что световое излучение представляет собой разновидность высокочастотных колебаний силовых линий, связывающих частицы, а также материю, обладающую массой."
Фарадей не знал глубоко математики. Это был «ум, который никогда не погрязал в формулах», по выражению Эйнштейна. Максвелл писал: "Он был далек от того, чтобы облечь свои результаты в математические формулы, либо в те, которые одобрялись современными ему математиками, либо в те, которые могли бы дать начало новым начинаниям. Благодаря этому он получил досуг, необходимый для работы ... "
Майкл Фарадей был верующим христианином и продолжал верить даже после того, как узнал о работах Дарвина. Он принадлежал к секте зандеманов, члены которой, верующие христиане, твердо верили в Библию, как в непогрешимое Слово Божье.
Фарадея мало интересовали повадки великосветского общества. Его личная жизнь была сосредоточена вокруг церкви и семьи. Церковное здание на Аллее св. Павла было типичным для нонконформистов "молитвенным домом". Это было простое прямоугольное здание, напротив входной двери возвышалась массивная деревянная кафедра, а по обеим сторонам и у входа в зал был расположен балкон. Двадцать с небольшим семей, входивших в церковный список, избрали Фарадея одним из своих служителей, когда ему было почти пятьдесят лет. Каждую неделю, с неизменным постоянством он проповедовал в церкви, пользуясь конспектами, написанными на небольших листках бумаги. Его друзья учёные часто заходили в церковь, чтобы посмотреть на то, во что верил Фарадей и что делало его человеком, столь высоко почитаемым в научных кругах.
Говорили, что если кому посчастливилось подружиться с Фарадеем, тот имел настоящего друга. Те, кто принадлежал к семейному кругу Фарадея, были предметом его попечения, заботы, внимания и ежедневных молитв. Те, кто находился в его компании, видели в нём "нравственный стимулятор". Фарадей пришёл к пониманию смысла жизни через Библию, которую он изучал, в которую веровал и которую преподавал другим.
Фарадей был выбран старейшиной секты в 1840 году, однако в 1844 году вместе с ещё 13 людьми был из неё исключён по неизвестным причинам. Однако уже через несколько недель Фарадей был принят обратно. Несмотря на то, что в 1850 году он снова был на грани исключения из секты, что, по её правилам, означало бы пожизненное исключение, в 1860 году Фарадей был выбран старейшиной во второй раз. На этом посту он находился до 1864 года.
На мемориальной доске в Вестминстерском аббатстве его имя находится рядом с именами Ньютона, Максвелла, Резерфорда.
В 1848 году королева Виктория, высоко ценившая Фарадея (ранее приглашала его к себе на ланч), предоставила Фарадею в пожизненное пользование дом, входящий в дворцовый комплекс Хэмптон-Корт. Все домовые расходы и налоги королева взяла на себя. В 1858 году Фарадей ушёл в отставку с большинства своих постов и поселился в Хэмптон-Корте, где провёл последние 9 лет жизни.
В 1855 г. болезнь заставила Фарадея прервать работу. Он значительно ослабел, стал катастрофически терять память. Ему приходилось записывать в лабораторный журнал всё, вплоть до того, куда и что он положил перед уходом из лаборатории, что он уже сделал и что собирался делать далее. Чтобы продолжать работать, он должен был отказаться от многого, в том числе и от посещения друзей; последнее, от чего он отказался, были лекции для детей. Последнюю лекцию он прочитал на Рождество 1860 г., обязанности профессора сложил в октябре 1862 г., обязанности главы христианской общины сложил в 1864 г.
В 1862 году он выдвинул гипотезу, что магнитное поле может смещать спектральные линии. Однако оборудование тех лет было недостаточно чувствительно, чтобы обнаружить этот эффект. Только в 1897 году Питер Зееман подтвердил гипотезу Фарадея (сославшись на него как на автора) и получил в 1902 году за это открытие Нобелевскую премию.
Только на старости лет Фарадей получил в качестве подарка от королевы Виктории дом, где он провёл последние годы своей жизни. Болезнь (ревматизм) не позволяла ему уже заниматься научной деятельностью систематически. Никакие почести не уменьшили природную скромность Фарадея. Он отказался от дворянского звания, президентства в Королевском обществе, крупных гонораров и даже от государственной пенсии. Следуя его воле, на его надгробии в Вестминстерском аббатстве выбито лишь два слова - Майкл Фарадей.
Майкл Фарадей стал знаменитым при жизни. На многие десятилетия вперёд он предугадал развитие научной мысли. Вместе с тем учёный был настолько противоречивой фигурой, что даже последователи считали его гениальные открытия следствием недостаточности образования и подчас сомневались в точности проведенных им экспериментов из-за «странностей» характера ученого. Фарадей, идя в науке своим особым путем, в полном противоречии с господствующим научным мировоззрением, нередко находил закономерности и видел взаимные соотношения там, где никто до него их не признавал и не мог увидеть...
Фарадей умирал в одиночестве. Свою любимую жену он уже давно схоронил, да и сам превратился в беспомощного старика, который плохо уже помнил и с трудом мог написать хотя бы строчку. Со временем он отказался даже от писем друзьям: «... я рву свои письма, потому что пишу ерунду. Я не могу уже плавно писать и проводить линии. Смогу ли я преодолеть этот беспорядок? Не знаю."
Летом 1867 года один из друзей навестил 76-летнего старика.
— Как вы себя чувствуете? — спросил он.
— Я жду, — с улыбкой ответил Фарадей.
Фарадей очень страдал от своей беспомощности, никого не принимал у себя дома. К нему был вхож только его ученик Джон Тиндаль.
Майкл Фарадей умер 25 августа 1867 года за письменным столом в Хэмптон - Корте, немного не дожив до 76-летия. Весь этот день с утра до заката он сидел в кресле у окна и смотрел на зелень, на облака, на детей, резвящихся у ручья. Королева Виктория предложила похоронить учёного в Вестминстерском аббатстве, однако была исполнена воля самого Фарадея: скромные похороны и простой надгробный памятник в обычном месте. Могила учёного находится на Хайгейтском кладбище, участок для лиц не англиканского вероисповедания. Впрочем, воля королевы также была исполнена — в Вестминстерском аббатстве, рядом с могилой Ньютона, была установлена памятная табличка Майкла Фарадея.
К этому моменту он был обладателем девяноста семи почетных титулов от Академий наук разных стран, причем ни одной не было получено за соавторство. Замечательно то, что не только Фарадей - учёный-мыслитель, но и другие передовые учёные, продолжившие его исследования, так же искренне веровали в одну и ту же весть о спасении. Кларк Максвелл, Лорд Кельвин и сэр Джон Амброз Флеминг - все они твердо держались таких же убеждений, и со смирением говорили о той великой перемене, которую они пережили в результате своего личного обращения к Богу.
Г.Гельмгольц, оценивая роль Фарадея в истории человеческого общества, сказал: "До тех пор пока люди пользуются благами электричества, они всегда будут с благодарностью вспоминать имя Фарадея".
Фарадей прожил тихую, аскетическую жизнь учёного, который мог сказать: «Я никогда не имел ни студента, ни ученика, которые бы мне помогали, и я всегда готовил и делал свои опыты собственными руками, работая и думая в одно и то же время. Мне кажется, я не смог бы работать в компании или думать вслух, или объяснить мои мысли раньше времени». Он никогда не обсуждал свои идеи с кем бы то ни было, он публиковал их, зная что если они имеют ценность, то войдут в историю, если нет — будут забыты. Квартира при Королевском институте и лаборатория — вот все, что ему было нужно для жизни и счастья.
В честь Майкла Фарадея названы: единица измерения электрической ёмкости — фарад; единица измерения электрического заряда в электрохимии — фарадей; лунный кратер; астероид.
Научные понятия, названные в честь Фарадея: диск Фарадея; закон электромагнитной индукции Фарадея; законы электролиза Фарадея; клетка Фарадея; постоянная Фарадея; цилиндр Фарадея; эффект Фарадея.
Однажды он сказал:
Работай. Завершай. Публикуй.
Лектор должен предоставить аудитории полное основание верить, что все его усилия были направлены на то, чтобы дать им удовольствие и наставления.
Чем больше у меня дела, тем больше я учусь.
Наука выигрывает, когда её крылья раскованы фантазией.
Есть, однако, одно счастливое обстоятельство: каковы бы ни были наши мнения, им не изменить и не расстроить законов природы.
Важно знать, как относиться ко всем вещам спокойно.
Даже самое чудесное явление реально, если оно полностью согласуется с законами природы.
Но продолжай пытаться – кто знает, а вдруг это возможно…
Несовершенство суждений — наибольший недостаток при умственном труде в любой области.
Учёный должен быть человеком, который стремится выслушать любое предположение.
Внешние признаки явлений не должны связывать суждений ученого, у него не должно быть излюбленной гипотезы, он обязан быть вне школ и не иметь авторитетов.
Хотя человек стоит выше окружающих его созданий, в него вложено стремление к еще более высокому и благородному положению.
Пять существенных предпринимательских навыков для успеха - концентрация, дискриминация, организация, новшество и коммуникация.
Если бы не старание людей с пытливым умом, углубившихся в эти вопросы и раскрывших важнейшие законы, управляющие нашим существованием на Земле, едва ли мы догадались бы, что тут есть что-либо удивительное.
Какие науки более свойственны уму человека, чем науки естественные? Они помогают человеку больше всего проникать в действие тех законов, познание которых показывает, как интересны даже самые незначительные явления природы. При помощи этих наук человек находит, по словам поэта: «…язык в деревьях, книгу в ручьях, летописи в скалах и всюду гармонию.»
Рассказывают, что ...
- Историки науки любят вспоминать случай, происшедший с Фарадеем, когда посетивший его лабораторию, титулованный гость посчитал его опыты с
движением магнита внутри катушки с намотанной проволокой бесцельной забавой. Однако из этой «забавы» в последующем выросла вся электротехника.
Интересные отношения были у Фарадея с Ампером. Фарадей был величайшим экспериментатором, а Ампер - выдающимся теоретиком. Они писали друг другу длинные письма о ходе своей работы, но на каждого из них работы другого не оказывали никакого влияния. Им было достаточно излагать свои идеи на бумаге, и не было необходимости в том, чтобы их оценили. Было так, словно они писали на разных языках.
В 1832 г. Фарадей оставил в Королевском обществе для хранения в архивах запечатанный конверт с надписью "Новые воззрения, подлежащие в настоящее время хранению в архивах Королевского общества".
Через 106 лет, в 1938 г. в присутствии многих английских учёных конверт был вскрыт. Содержимое потрясло всех. Оказывается Фарадей ясно представлял себе, что индуктивные явления распространяются в пространстве с некоторой скоростью, причём в виде волн. Он писал: "Я пришёл к заключению, что на распространение магнитного воздействия требуется время, которое, очевидно, окажется весьма незначительным. Я полагаю также, что электрическая индукция распространяется точно таким же образом. Я полагаю, что распространение магнитных сил от магнитного полюса похоже на колебания взволнованной водной поверхности ... По аналогии я считаю возможным применить теорию колебаний к распространению электрической индукции".
Очевидно, Фарадей хотел закрепить открытие за собой, в случае его экспериментального подтверждения. Он писал: "В настоящее время, насколько мне известно, никто из учёных, кроме меня, не имеет подобных взглядов".
*Каким он был, Майкл Фарадей? Французский ученый, академик Дюма писал о нем: «Фарадей был среднего роста, жив, весел, глаз всегда наготове, движения быстры и уверенны; ловкость в искусстве экспериментирования невероятная. Точен, аккуратен, весь — преданность долгу... Он жил в своей лаборатории, среди своих инструментов: он отправлялся в нее утром и уходил вечером с точностью купца, проводящего день в своей конторе. Всю свою жизнь Фарадей посвятил все новым и новым опытам, находя, что легче
заставить говорить природу, чем ее разгадать».
*В 1860-х годах Максвелл изложил идеи Фарадея математически; как выразился Роберт Милликен, Максвелл одел теорию Фарадея «в изысканные математические одежды». Первая статья на эту тему никому ещё не известного 26-летнего Максвелла была названа «О фарадеевских силовых линиях» (1857). Фарадей сразу написал автору дружеское и ободряющее письмо: «Мой дорогой сэр, я получил Вашу статью и очень благодарен Вам за неё. Не хочу сказать, что благодарю Вас за то, что Вами сказано относительно «силовых линий», поскольку я знаю, что Вы сделали это в интересах философской правды; но Вы должны также предполагать, что эта работа не только приятна мне, но и даёт мне стимул к дальнейшим размышлениям. Я поначалу испугался, увидев, какая мощная сила математики приложена к предмету, а затем удивился тому, насколько хорошо предмет её выдержал… Всегда истинно Ваш М. Фарадей.»
После опытов Герца (1887—1888) фарадеевско-максвелловская полевая модель становится общепризнанной.
- А.Г. Столетов: «Никогда со времен Галилея свет не видал стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы.»
*А. Эйнштейн сказал: «Со времени обоснования теоретической физики Ньютоном наибольшие изменения в её теоретических основах, другими словами, в нашем представлении о структуре реальности, были достигнуты благодаря исследованиям электромагнитных явлений Фарадеем и Максвеллом.»
Эйнштейну довелось проживать во многих странах и городах, но в его рабочем кабинете неизменно висели три портрета: Ньютона, Фарадея и Максвелла.
*Фарадей был искренне верующим, однако в одном из писем отрицал, что в своих исследованиях руководствуется какой-либо религиозной философией:
«Хотя в природе творения Бога никогда не могут находиться в противоречии с высшими предметами, относящимися к нашей будущей жизни, и хотя эти творения должны служить, подобно всему другому, для Его возвеличения и восхваления, — я всё же не нахожу нужным сочетать изучение естественных наук с религией и всегда считал религию и науку вещами совершенно различными.»
*Британское химическое общество назвало именем Фарадея одну из самых престижных научных наград.
- Вот история, которую рассказывали в Оксфорде сто с небольшим лет подряд про устный экзамен по физике. “Экзаменатор спрашивает: “Что такое электричество?” Охваченный паникой студент отвечает, запинаясь: “О, сэр, я уверен, что знал, но, похоже, забыл”. — “Как жаль, как жаль! Что такое электричество, знали всего двое: вы и Создатель, и вот один из вас всё забыл”.
