Физик-экспериментатор Джон Тиндаль и его открытие свойств водяного пара

Знание – силаНаука

Джон Тиндаль и уникальные свойства паров воды: физика и метафизика

Борис Булюбаш

Джон Тиндаль – физик-экспериментатор и публичный интеллектуал викторианской Англии – известен прежде всего открытием уникального свойства водяного пара задерживать инфракрасное излучение. Именно с этого открытия началось изучение парникового эффекта. Круг интересов Тиндаля был необычайно широким. Его мировоззрение формировалось не только в университетских лабораториях Марбурга и Берлина; Тиндаль был поклонником историка Карлейля, поэтов Эмерсона и Гёте – выдающихся мыслителей XIX столетия. Профессор Королевского института в Лондоне (его предшественником на этой должности был Майкл Фарадей), Тиндаль также известен как харизматический лектор и автор научно-популярных книг, переведенных на основные европейские языки и изданных в том числе в Китае и Индии. А еще он был одним из первых альпинистов… В настоящее время в Англии издается 15‑томное собрание писем Джона Тиндаля.

За пределами видимого спектра

Уильям
Гершель

Тепловое излучение открыл в 1800 году английский астроном Уильям Гершель. Выясняя температуру различных участков солнечного спектра, он обнаружил, что ее максимальное значение достигается за пределами видимого спектра – на участке, непосредственно прилегающем к его красной границе. В настоящее время это излучение называется инфракрасным; в XIX веке его, как правило, называли тепловым.

На протяжении нескольких десятилетий тепловое излучение («лучистая теплота») было объектом разнообразных исследований, показавших, что свойства тепловых лучей не отличаются от свойств видимого света. Основные результаты в этих исследованиях были получены итальянским физиком Мачедонио Меллони1 и немецким физиком Германом Кноблаухом2. Кноблаух был соавтором Тиндаля по первым работам диамагнитного цикла.

1Мачедонио Меллони (1798—1854) – итальянский физик, член Лондонского королевского общества. Исследовал тепловое излучение. Открыл поляризацию теплового излучения.

2 Карл Германн Кноблаух (1820—1895) – немецкий физик. Президент Академии «Леопольдина». Наблюдал дифракцию теплового излучения. Показал, что различие между тепловым излучением и видимым светом определяется длиной волны.

Лучи тепловые и световые

Мачедонио
Меллони

Меллони, в частности, продемонстрировал интерференцию тепловых лучей и применимость в их случае законов преломления и отражения. По аналогии с видимым светом Меллони ввел понятия теплопрозрачных и теплонепрозрачных веществ. С этой точки зрения были исследованы различные жидкие и твердые вещества.

Основные результаты, полученные Меллони, были опубликованы в Неаполе в 1842 году, а в 1846‑м на заседании Физического общества в Берлине Кноблаух продемонстрировал дифракцию тепловых лучей.

Неизученными с точки зрения их теплопрозрачности оставались газы. Одной из причин этого была недостаточная чувствительность экспериментальной установки Меллони. Визуально прозрачные газы, на первый взгляд, не казались серьезными препятствиями для теплового излучения… Что-то определенное, впрочем, можно было утверждать только по результатам эксперимента. Тема ждала своего исследователя; им и стал Джон Тиндаль. Чем руководствовался 38‑летний профессор Королевского института в Лондоне, когда выбирал направление для своих дальнейших исследований?

Майкл
Фарадей

Несомненно, имело значение экспертное мнение. О «громадном научном значении» экспериментов Меллони заявил Майкл Фарадей. Участие знаменитого английского физика в «истории успеха» Меллони было весьма существенным. Следует иметь в виду, что многочисленные эксперименты Меллони с тепловыми лучами были в свое время встречены научным сообществом без особого интереса; ситуация изменилась благодаря Фарадею. Вот что рассказывает об этом сам Тиндаль в своем очерке о Фарадее: «С разочарованной надеждой Меллони ожидает отчета комиссии, назначенной академией наук для проверки его работы. Наконец он публикует свои исследования в «Annales de chimie et de physique». Таким образом они попали в руки Фарадея, который тотчас же признает за этой работой громадное научное значение (выделено мною. Б. Б.) и хлопочет для автора Румфордскую медаль Королевского общества. С этой наградой соединялась всегда и некоторая денежная сумма; она в это время была более существенной для молодого эмигранта, чем почетный знак».

Для Тиндаля еще одним аргументом «за» исследования газов был начавшийся «роман с Альпами». Горная страна идеально подходила для изучения взаимодействия атмосферных газов с излучением Солнца и нагретой Солнцем Земли. Исследование теплопрозрачности газов должно было частично проходить в лаборатории, частично – в полевых условиях. Альпы были подходящим местом для полевых исследований в силу разнообразия температур, давлений и влажности.

В Альпах Тиндаль испытывал эмоциональный подъем, он вообще считал эмоционально нейтральную науку невозможной: «Я убежден, что у обычного человека его интеллектуальную деятельность… поддерживает невидимый поток эмоций. Я думаю, что попытки отделить в человеке моральное и эмоциональное от его интеллектуальной деятельности обречены на неудачу».

Источником «потока эмоций», который поддерживал Тиндаля, была не только природа Альп. Он сам неоднократно подчеркивал, что его мировосприятие формировалось под сильным влиянием поэта и философа Ральфа Эмерсона3, поэта и естествоиспытателя Иоганна Гёте4 и философа и эссеиста Томаса Карлейля5… Тиндаль постоянно ссылается на них; более того, он считает, что только благодаря своевременному знакомству с их творчеством он состоялся как «человек науки».

3Ральф Уолдо Эмерсон (1803—1882) – американский поэт, философ, эссеист. Автор эссе «Природа». Бога и природу, по его мнению, нужно воспринимать посредством вдохновения (англ. insight) и наслаждения (англ. delight), а не через исторические тексты. Восхваляет природу как «плантацию Бога».

4Иоганн Вольфганг Гёте (1749—1832) – немецкий поэт, драматург и естествоиспытатель. Наибольшую известность получила его трагедия «Фауст». Опубликовал ряд работ по биологии и физике.

5Томас Карлейль (1795—1881) – британский писатель, историк и философ. Автор сочинения «Герои, почитание героев и героическое в истории». Автор высказывания «Всякую революцию задумывают романтики, осуществляют фанатики, а пользуются ее плодами отпетые негодяи».

Воображение как научный инструмент

На всем протяжении своей научной биографии физик-экспериментатор Тиндаль, естественно, стремился повысить точность своих измерений и обеспечить их устойчивость. При этом сверхзадачу каждого исследования он видел в другом – в объяснении изучаемого явления на молекулярном уровне. Это относится и к исследованию диамагнетиков, и к выяснению причины движения ледников в Швейцарских Альпах. Учитывая, что непосредственно подтвердить или опровергнуть такое объяснение было невозможно (разрешение микроскопов было для этого недостаточным), сформировать его можно было только с помощью воображения.

Эту тему – «воображение в научном исследовании» – Тиндаль считал исключительно важной; широкую известность приобрел его доклад «Научное использование воображения » («Scientific Use of the Imagination »), произнесенный на еже-годном собрании Британской Ассоциации развития науки в Ливерпуле в 1870 году.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Вода королевы Вода королевы

О некоторых удивительных ароматах и ингредиентах раньше сочиняли легенды

Вокруг света
Умный город: утопия или реальное будущее? Умный город: утопия или реальное будущее?

Можно ли создать идеальный город?

Наука и жизнь
Кто качает Кто качает

5 шефов, которые раздают тренды и определяют гастрономические вайбы Петербурга

Собака.ru
Как растения размножаются Как растения размножаются

Почему одни растения плодятся спорами, а другие семенами?

Наука и жизнь
Осторожно, горячо! Осторожно, горячо!

Какие продукты снимают напряжение и повышают чувствительность

Лиза
Карта памяти: как навигаторы и GPS меняют работу нашего мозга Карта памяти: как навигаторы и GPS меняют работу нашего мозга

Как навигаторы влияют на человеческий мозг и почему не всегда в лучшую сторону

Forbes
Знаки сервиса дорожного движения: картинки с пояснениями Знаки сервиса дорожного движения: картинки с пояснениями

Какие бывают дорожные знаки сервиса и о чем они информируют?

РБК
Острые козырьки и острые вопросы Острые козырьки и острые вопросы

Вячеслав Караваев в роли Томаса Шелби — о роли чувств и эмоций в своей жизни

Men Today
Темная сторона силы: что скрывается за успехом ярких предпринимателей Темная сторона силы: что скрывается за успехом ярких предпринимателей

За историей успешного предпринимателя стоят не только визионерские прозрения

Forbes
Корневая система Корневая система

О вопросах идентичности, которые сегодня исследуют художники в своем творчестве

Grazia
В одной лодке В одной лодке

Что нужно, чтобы начать заниматься академической греблей?

Y Magazine
Как поддержать близкого с ПТСР в острый момент: практическое руководство Как поддержать близкого с ПТСР в острый момент: практическое руководство

Практические шаги, которые помогут оказать поддержку при остром приступе ПТСР

Psychologies
Через гены к экономической эффективности Через гены к экономической эффективности

В России создается собственная база данных для генотипирования КРС

Агроинвестор
Палеоиндейцы изготовили иглы из костей пушных животных Палеоиндейцы изготовили иглы из костей пушных животных

Ученые выяснили, из костей каких животных изготавливали иглы палеоиндейцы

N+1
Хватит дымить! Хватит дымить!

Как очищается организм после отказа от курения: поэтапно

Лиза
Передовая на передовой Передовая на передовой

«Великая»: байопик легендарной военной корреспондентки Ли Миллер

Weekend
Игорь Цвирко и Кристина Кретова: «Стекла в пуантах – это глупость» Игорь Цвирко и Кристина Кретова: «Стекла в пуантах – это глупость»

Солистка Большого Кристина Кретова и премьер Игорь Цвирко ведут друг друга

VOICE
Почему локальные марки парфюма не смогли занять рынок после ухода иностранных игроков Почему локальные марки парфюма не смогли занять рынок после ухода иностранных игроков

Почему отечественные компании не смогли занять освободившееся место в парфюмерии

Forbes
Владение немецким Владение немецким

Насколько кроссоверы Jetta VS5 и VS7 из Китая фольксвагеновские по восприятию?

Автопилот
Спокойно, первоклассник Спокойно, первоклассник

Как первоклассникам и родителям прожить период адаптации и сохранить мотивацию?

Новый очаг
Плюс в карму Плюс в карму

Как влиять на свою судьбу и менять ход событий

Лиза
Гений места Гений места

Интересные российские гиды — Алтай и Мончегорск

Новый очаг
Для своих двоих Для своих двоих

Отекают ноги: самые частые причины и что делать в каждом случае

Лиза
Найти путь к изобилию Найти путь к изобилию

Как работает обращение к психологам с запросом на финансовое благополучие

Psychologies
Одиночество вдвоем или семейное выгорание: как распознать и преодолеть кризис в отношениях Одиночество вдвоем или семейное выгорание: как распознать и преодолеть кризис в отношениях

Живете с партнером под одной крышей, но чувствуете себя одиноко?

VOICE
Жизнь как путешествие со своим домом Жизнь как путешествие со своим домом

Как предприниматель перепридумал, что такое коттедж

Монокль
Это нужно знать перед операцией! Вот как работает анестезия: интересные факты Это нужно знать перед операцией! Вот как работает анестезия: интересные факты

Что происходит с телом человека под воздействием анестезии?

ТехИнсайдер
Экономика падения Берлинской стены Экономика падения Берлинской стены

Поспешная интеграция Восточной Германии в Западную обошлась очень дорого

Монокль
«Мне нужна была борьба»: как Екатерина Габашвили открывала в Грузии школы для девочек «Мне нужна была борьба»: как Екатерина Габашвили открывала в Грузии школы для девочек

Екатерина Габашвили: грузинская писательница и общественный деятель

Forbes
Самый сок Самый сок

Почему кроссовер Jaecoo J7 Supreme-V — технический деликатес

Автопилот
Открыть в приложении