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

Эпигенетика: стресс (не) по наследству Эпигенетика: стресс (не) по наследству

Действительно ли все эпигенетические феномены являются эпигенетическими

Наука и жизнь
Зимняя Башкирия Зимняя Башкирия

Башкортостан не зря называют «русской Швейцарией»

Отдых в России
Ничего личного Ничего личного

Почему не стоит давать советы окружающим?

VOICE
Умирающая хромосома Умирающая хромосома

Y-хромосома — cамая маленькая в человеческом геноме, она продолжает уменьшаться

ТехИнсайдер
Познать Любовь Познать Любовь

Актриса Любовь Аксенова — о манипуляциях и влюбленности в персонажей

VOICE
Лажа Галактики Лажа Галактики

«Франшиза»: Армандо Ианнуччи и Сэм Мендес разоблачают супергероику

Weekend
Ветряки, солнечные панели и декарбонизация бизнеса: какой будет энергетика будущего Ветряки, солнечные панели и декарбонизация бизнеса: какой будет энергетика будущего

Есть ли у человечества возможность отказаться от грязных ресурсов?

Forbes
Женские секреты Женские секреты

Лучшие идеи для обустройства туалетного столика в спальне

Лиза
У кредитов бизнесу отказали тормоза У кредитов бизнесу отказали тормоза

Высокая ставка не останавливает корпоративное кредитование

Монокль
Вы поразитесь, как диабет влияет на ваши глаза! Вот о чем предупредили эксперты Вы поразитесь, как диабет влияет на ваши глаза! Вот о чем предупредили эксперты

Неочевидно, но диабет может привести к серьёзным проблемам и с глазами

ТехИнсайдер
Боязнь чистого листа Боязнь чистого листа

Трансформация из художника в дизайнера: путь Кристиано Гатто

Y Magazine
Заброшенная натура Заброшенная натура

Москвич находит интересные заброшенные объекты и организует туда туры

Отдых в России
Отражение — это еще не вы: что такое зеркальное «Я» и как увидеть себя в мире фейков и фильтров Отражение — это еще не вы: что такое зеркальное «Я» и как увидеть себя в мире фейков и фильтров

Когда вы смотрите в зеркало, что вы видите?

Psychologies
«7 раз подумай, 1 раз выброси»: самые опасные бытовые отходы, которые нужно утилизировать правильно «7 раз подумай, 1 раз выброси»: самые опасные бытовые отходы, которые нужно утилизировать правильно

Какие бытовые отходы считаются опасными и приносят наибольший вред природе

ТехИнсайдер
Даже не верится: Леонардо ДиКаприо – 50! Даже не верится: Леонардо ДиКаприо – 50!

Собрали самые интересные факты о знаменитом актере Леонардо ДиКаприо

Лиза
Остановите, я сойду Остановите, я сойду

Прыгаем с эмоциональных качелей — и убегаем

VOICE
Золотой голос Золотой голос

Оперная певица Екатерина Смолина — о непростом творческом пути

Отдых в России
«Она была актрисою» «Она была актрисою»

О своих страхах и надеждах, красоте и эпохе рассказала актриса Ангелина Стречина

OK!
Тело помнит жир! Ученые рассказали, почему трудно удержать вес после похудения Тело помнит жир! Ученые рассказали, почему трудно удержать вес после похудения

Почему сброшенные килограммы часто возвращаются?

ТехИнсайдер
Какие навыки нужны топ-менеджерам для обеспечения успеха и стабильности бизнеса — отвечают лидеры российских компаний Какие навыки нужны топ-менеджерам для обеспечения успеха и стабильности бизнеса — отвечают лидеры российских компаний

Какие навыки помогают топ-менеджерам развивать свои компании?

СНОБ
Семья в бассейне: эти 3 правила помогут родителям весело провести время с детьми Семья в бассейне: эти 3 правила помогут родителям весело провести время с детьми

Как качественно провести время с семьей и детьми?

ТехИнсайдер
Пойти по следу Пойти по следу

Как избавиться от пигментации и последствий акне

Лиза
Спокойно, первоклассник Спокойно, первоклассник

Как первоклассникам и родителям прожить период адаптации и сохранить мотивацию?

Новый очаг
В авиастроении сменился командный состав В авиастроении сменился командный состав

Чем спровоцированы кадровые перестановки в российском авиастроении

Монокль
Скрытые подтексты: зачем инвестировать в искусство? Скрытые подтексты: зачем инвестировать в искусство?

Почему предметы искусства — перспективный объект для вложения капитала

Inc.
Чужая территория: что учесть при выходе на рынок Азии Чужая территория: что учесть при выходе на рынок Азии

Особенности азиатского рынка, его тренды и возможности

Inc.
Принципы качественного онлайн-обучения: как выбрать онлайн-курс, который реально научит Принципы качественного онлайн-обучения: как выбрать онлайн-курс, который реально научит

Как подобрать онлайн-обучение, которое захочется пройти до конца?

Inc.
Гриша и школа Гриша и школа

Как помочь детям с опытом сиротства адаптироваться к школе? История Гриши

Новый очаг
Все будет хорошо! Все будет хорошо!

15 фильмов против осенней хандры

Лиза
Если болит животик Если болит животик

Какие могут быть причины болей в животе у ребенка?

Лиза
Открыть в приложении