Десять самых красивых экспериментов в истории науки - Джордж Джонсон Страница 18

Мы не знаем, о чем думалось Уильяму Томсону в тот облачный августовский день 1847 года, когда он пешком отправился из Шамуа в Сен-Жерве, но не исключено, что его мысли были заняты физикой. Томсон был вундеркиндом и первую свою научную работу опубликовал, когда ему было всего шестнадцать. Сразу после окончания Кембриджа в возрасте двадцати двух лет он получил должность профессора естественной философии в университете Глазго, и теперь, по истечении года, путешествовал по Французским Альпам в надежде покорить Монблан. Томсон начинал верить, что все силы природы должны быть взаимосвязаны (он был «оплодотворен огнем Фарадея»), и вполне мог обдумывать эту идею, преодолевая перевал Коль-дю-Боном, где среди восходителей и увидел знакомое лицо Джеймса Джоуля.

Джоуль отмечал медовый месяц (его жена, несколько поотстав, совершала восхождение на телеге). Как потом вспоминал Томсон, у Джоуля был огромный термометр, которым он измерял температуру воды водопадов. Если Джоуль был прав, то вода внизу водопада должна быть чуть теплее, чем вверху, и это означало, что доминирующая в физическом сообществе того времени теория теплоты, которую Томсон считал наиболее загадочной из всех сил природы, была неверной. Он договорился встретиться с Джоулем через несколько дней у Кас-кад-де-Саланш (вероятно, их интересовал водопад Арпеназ высотой 370 метров), у которого разница в температуре воды вверху и внизу должна была составлять, как полагал Джоуль, полтора градуса по Фаренгейту. Однако провести точные измерения, вспоминал Томсон, помешали обильные брызги. Не получив никаких данных, мужчины пошли каждый своей дорогой.

Может быть, эта история и кажется слишком надуманной, но факт остается фактом — Джоуль и Томсон, будущий лорд Кельвин, действительно встречались в горах. В письме к отцу, написанном через несколько дней в приюте Гран-Сен-Бернар, Томсон подробно рассказал об этом событии, не упомянув лишь о наличии термометра. Но память — вещь ненадежная, поэтому Томсон, к тому времени ставший одним из выдающихся ученых Европы, мог немного напутать и поведать о том, что происходило ранее.

Их пути впервые пересеклись на научной конференции в Оксфорде, за два месяца до знаменитой встречи в горах. Привыкший к тому, что от его идей постоянно отмахиваются, Джоуль, талантливый самоучка из промышленного города Манчестера, обрадовался, когда молодой человек по имени Томсон встал и сделал несколько замечаний по существу его доклада. Робкий и стеснительный, Джоуль был далеко не самым лучшим лектором, поэтому, когда он понял, что его хоть кто-то слушал, радости его не было предела. Б своих воспоминаниях Томсон настаивал на том, что во время заседания он с места не вставал, а все вопросы задал уже после. Возможно, на этот раз память подвела Джоуля, но следует заметить, что эксперимент, о котором он рассказывал, просто не мог не произвести впечатления на внимательных слушателей.

Лавуазье удалось ослабить хватку мифического флогистона, но незадолго до своей смерти он успел ввести новое понятие: теплород. Так он назвал невидимую субстанцию, своего рода «неуловимый флюид», который, по его мнению, был носителем тепла. Все горячее считалось наполненным теплородом, и поскольку теплород имел тенденцию к расширению, то он совершенно естественным образом перемещался туда, где его не было. Вставьте кочергу в огонь, и теплород будет медленно подниматься по ручке кочерги, и в какой-то момент вы почувствуете, как она нагревается. Тела расширяются при нагревании, поскольку их начинает заполнять теплород. Тела нагреваются при сжатии, потому что теплород, находящийся внутри их, концентрируется, а при разрежении тела остывают, потому что теплород из них выходит.