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

Микрокосм Махова Микрокосм Махова

Как Александр Махов раскрывал тайны эмблематики — невидимые нити культуры

Знание – сила
Давид против Голиафа Давид против Голиафа

Когда началась англо-бурская война, мало кто сомневался в её исходе

Знание – сила
Через гены к экономической эффективности Через гены к экономической эффективности

В России создается собственная база данных для генотипирования КРС

Агроинвестор
«Ученик»: почему фильм о молодом Трампе вызвал скандал и не выйдет в прокат в России «Ученик»: почему фильм о молодом Трампе вызвал скандал и не выйдет в прокат в России

«Ученик»: какой получилась скандальная картина?

Forbes
Как работают U-образные двигатели: да-да, вы прочитали правильно, это буква U Как работают U-образные двигатели: да-да, вы прочитали правильно, это буква U

Какие необычные моторы на U-образной конфигурации изобрели инженеры?

ТехИнсайдер
Большая тяга и много топлива? Почему нельзя отправить весь мусор в космос на огромной ракете Большая тяга и много топлива? Почему нельзя отправить весь мусор в космос на огромной ракете

Почему бы не собрать весь мусор и не отправить его на огромной ракете в космос?

ТехИнсайдер
Робоголубь с настоящими перьями в крыльях и хвосте научился летать по-птичьи Робоголубь с настоящими перьями в крыльях и хвосте научился летать по-птичьи

Робоголубь управляет полетом за счет изменения формы крыльев и поворотов хвоста

N+1
Уроки радости Уроки радости

Есть ли у нас центр наслаждения и как его активировать?

Лиза
Изменения к лучшему: каким получился обновленный кросс-купе Exeed RX Flagship Изменения к лучшему: каким получился обновленный кросс-купе Exeed RX Flagship

Чем кросс-купе Exeed RX Flagship отличается от своего «старшего брата»

Forbes
Что такое таба лапка сквиш? Разбираем новый способ борьбы со стрессом Что такое таба лапка сквиш? Разбираем новый способ борьбы со стрессом

Помогают ли антистресс-игрушки обрести спокойствие?

Psychologies
Самец краснолицего гульмана вторгся в чужую группу и убил несколько детенышей Самец краснолицего гульмана вторгся в чужую группу и убил несколько детенышей

Почему самцы приматов бывают жестокими по отношению к чужим детенышам?

N+1
Не только бизнес Не только бизнес

Любовь, дружба и другие нетрудовые отношения в офисе

Men Today
Роман Мадянов: «В моей жизни все решал Его величество господин великий случай» Роман Мадянов: «В моей жизни все решал Его величество господин великий случай»

Люди меня встречают и в большинстве случаев просят: «Можно пожать вашу руку?»

Коллекция. Караван историй
Как ИИ помогает диагностировать смертельные болезни, и чего он пока не умеет Как ИИ помогает диагностировать смертельные болезни, и чего он пока не умеет

Как нейросети могут помочь врачам в их работе?

Inc.
«Сестра использует меня и говорит, что мне нравится быть жертвой»: историю читателя распутывает психолог «Сестра использует меня и говорит, что мне нравится быть жертвой»: историю читателя распутывает психолог

Почему именно близкие ранят нас так сильно?

Psychologies
Настенный микс Настенный микс

Как комбинировать разные виды обоев в комнате

Лиза
«О началах и концах света: Рождение и гибель мира в мифологии, религии и науке» «О началах и концах света: Рождение и гибель мира в мифологии, религии и науке»

Когда наш мир утонет в расплавленном металле

N+1
Подари себе кайф Подари себе кайф

Пошаговый план, как правильно подготовиться к нагрузкам и отдохнуть после них

ЖАРА Magazine
«Конец Мегафауны: Увлекательная жизнь и загадочная гибель мамонтов, саблезубых тигров и гигантских ленивцев» «Конец Мегафауны: Увлекательная жизнь и загадочная гибель мамонтов, саблезубых тигров и гигантских ленивцев»

Как наших предков заподозрили в истреблении мегафауны

N+1
Все аварии и катастрофы самолетов Sukhoi Superjet 100 Все аварии и катастрофы самолетов Sukhoi Superjet 100

Российский ближнемагистральник «Сухой» — не самый безопасный самолет в мире

Maxim
«Скелеты в шкафу: Как наша тайная жизнь управляет явной» «Скелеты в шкафу: Как наша тайная жизнь управляет явной»

В какой момент младенцы начинают хранить тайны лучше шимпанзе

N+1
«Мы запустились на чистом энтузиазме, денег не было совсем»: режиссер Иван Соснин о фильме «Пришелец» «Мы запустились на чистом энтузиазме, денег не было совсем»: режиссер Иван Соснин о фильме «Пришелец»

Режиссер Иван Соснин — о любви к фантастике и недоверии к компьютерной графике

СНОБ
Другой мир — другие традиции: как выдают замуж женщин в странах Африки Другой мир — другие традиции: как выдают замуж женщин в странах Африки

Чего ждут от жениха с невестой в странах Африки?

Psychologies
Замуж за друга: 3 непридуманные истории Замуж за друга: 3 непридуманные истории

Как получается, что мы вдруг видим возлюбленного в том, кого считали друзьями?

Psychologies
Брачный контракт: за и против Брачный контракт: за и против

Брачный договор: в каких случаях его стоит заключать?

Psychologies
Власть безумия и безумие власти Власть безумия и безумие власти

Русское юродство как сюрреализм до сюрреализма

Weekend
Закрасить седину Закрасить седину

Методы, которые помогут замаскировать седые волосы и освежить образ

Лиза
Тимур и его столица Тимур и его столица

Как Тимур стал эффективным сити-менеджером

Вокруг света
7 трюков, которые надо знать, если ты хочешь накрасить ногти лаком с блестками 7 трюков, которые надо знать, если ты хочешь накрасить ногти лаком с блестками

Любишь блеск и гламур? Понимаем и одобряем!

VOICE
Британские ученые создали самые тонкие в мире «спагетти»! Но зачем? Британские ученые создали самые тонкие в мире «спагетти»! Но зачем?

Зачем химики создали наноспагетти толщиной всего 372 нанометра?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении