«Экспериментальные исследования» Майкла Фарадея
Фарадей работает лихорадочно, опыты следуют один а другим. Он не теряет надежды, что ему «удастся построит новую электрическую машину». 28 октября можно считать днем рождения прототипа современной динамомашины. В этот день Фарадей установил между полюсами подкове образного магнита вращающийся медный диск, с которого при помощи скользящих контактов можно было снимать электрическое напряжение. Заработал первый в мире генератор. Описывая этот опыт, Фарадей впервые упоминает свои знаменитые «линии магнитных сил». Современники не зря называли его «властелином молний». Электромагнитные опыты, поставленные им, — ключ к последующему освоению человечеством «электрического океана».
Результаты всех опытов по электромагнетизму Фарадей свел в одну статью и 24 ноября доложил собранию членов Королевского общества основные положения этой статьи. Через пять дней после доклада Майкл Фарадей сообщает редактору научного журнала Королевского общества Ричарду Филиппсу о намерении публиковать систематически исследования под общим заглавием «Экспериментальные исследования по электричеству». Первая статья (их автор называл «сериями») датирована 24 ноября 1831 г. Открывалась она разделом «Об индукции электрических токов».
В результате открытия оказалось возможным создать приспособление, вырабатывающее электрический ток непрерывно. Основа такого приспособления — проволока, вращающаяся в поле постоянного магнита. Все наши современные электростанции, независимо от того, работают ли они на угле, нефти или за счет энергии воды, вырабатывают электроэнергию по такому же принципу. . И на сей раз на новое великое открытие нашлись претенденты. Во втором томе «Экспериментальных исследований» Фарадей публикует материалы по электромагнитной индукции, защищая свой приоритет и в этом открытии. Всего с 1831 по 1838 г. Фарадей опубликовал в журнале 14 серий. Невозможно перечислить содержание всех этих серий. От открытия электромагнитной индукции и догадки о существовании электромагнитных волн Фарадей переходит к установлению тождества различных видов электричества, к законам электролиза, к исследованию самоиндукции.
В марте 1839 г. Фарадей решил серии, которые появлялись «в течение последних семи лет», собрать в один том. Он хотел «представить возможность приобрести за умеренную цену полное собрание этих докладов, снабженное указателем,— тому, кто пожелал бы их иметь». Фарадей ничего не менял, он хотел дать «верное воспроизведение или отчет о ходе и результатах всего исследования».
С 1831 по 1855 г. Фарадей опубликовал 30 серий «Экспериментальных исследований». Вначале они печатались в журнале Королевского общества. Потом эти «серии» вошли в три тома «Экспериментальных исследований», изданных в Лондоне в 1839, 1844, 1855 гг. Таким образом, гигантский труд был завершен. Три тысячи с лишним параграфов, составляющих три тома «Исследований», шаг за шагом раскрывают сущность электромагнитных явлений. Этот труд вызвал справедливое восхищение современников.
Не понимая всей глубины идей Фарадея, они тем не менее называли его «царем физиков». Фарадей пользовался огромной и заслуженной популярностью во многих странах мира. За свою жизнь он получил почти сто различных степеней, почетных дипломов, отличий, был избран в члены 72 ученых обществ в разных странах мира, но до конца своих дней он оставался скромным тружеником науки.
Облик Фарадея-человека помогают нам восстановить воспоминания французского академика Дюма. Он пишет: «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, продолжает далее Дюма, Фарадей посвятил все новым и новым опытам, находя, в большинстве случаев, что легче заставить говорить природу, чем ее разгадать. Фарадей не любил светского общества, но театр привлекал его и приводил в лихорадочное опьянение. Закат солнца в деревне, буря на морском берегу, альпийские туманы возбуждали в нем живейшие ощущения; он понимал их как художник, был взволнован как поэт или анализировал их как ученый. Взгляд, слово, жест — все выдавало в таких случаях тесную связь его души с душой природы». Любил Фарадей и литературу. Он с удовольствием читал вслух Шекспира и Байрона, вел переписку с Диккенсом, из которой мы узнаем, как высоко ученый ценил его романы. Таким был Фарадей, проложивший человечеству путь к овладению электроэнергией и магнетизмом, автор знаменитых «Экспериментальных исследований по электричеству».
Майкл Фарадей шел непроторенной дорогой. «Мы никогда не должны забывать,— писал Дж. Тиндаль,— что Фарадей работал на окраине нашего знания и что его ум занят был в области беспредельной тьмы, кольцом окружавшей нашу науку». Еще не сложилась терминология, нет закона Ома, не существует электротехнических единиц. Более того, почти нет электроизмерительных приборов, нет даже проволоки с изоляцией. Наличие тока в цепи обнаруживают нагреванием тонкой проволоки, искоркой и даже. на вкус. Поэтому, как остроумно заметил Гельмгольц, немного проволоки, несколько старых кусков дерева и железа дали Фарадею возможность сделать величайшие открытия. Ни в одном из трех томов не встречаются такие термины, как сила тока, сопротивление, электродвижущая сила.
Порой описание самых изумительных опытов у Фарадея переполнено перечислением количества батарей, их размера, состава жидкости в них, размерами и материалами проводов. Стиль описаний тяжеловат. Трудности понимания усугублялись и тем, что Фарадей совершенно не пользуется математикой. В его «Исследованиях» нет ни одной формулы. «Понять» Фарадея помог другой ученый — Д. Максвелл.
. Третий том «Экспериментальных исследований» был еще в типографии, когда Д. Максвелл — бакалавр Кембриджа— решил заняться изучением электричества (1854 г.). Начал он с чтения трудов Фарадея. Вскоре — в 1856 г. — появилась и первая его работа «О фарадеевских силовых линиях», в которой Максвелл пытался «представить фарадеевскую теорию электричества в математической форме». Он писал: «По мере того как я подвигался вперед в изучении Фарадея, я убедился, что его способ понимания явлений также имеет математический характер, хотя он и не предстает нам облеченным в одежду общепринятых математических символов. Я увидел, что эти идеи можно выразить обычными математическими формулами и таким образом сравнить их с идеями профессиональных математиков». Это был первый шаг молодого ученого в разработке и популяризации творчества Фарадея. Прошли годы, прежде чем Максвелл выпустил основной свой труд «Трактат об электричестве и магнетизме».
Сам же Максвелл в предисловии писал: «Если чем-либо из написанного здесь я окажу любому изучающему содействие в понимании способов мышления и выражений Фарадея, я буду считать, что одна из моих основных целей, а именно передать другим то восхищение, которое я испытывал сам, читая «Исследования» Фарадея, будет выполнена». Однако значение «Трактата» этим не ограничивается.
Максвелл создал стройную теорию электромагнитных явлений, охватывающую всю совокупность известных в то время фактов и предсказывающую новые открытия. Основные положения этой теории вскрывают взаимосвязь электрических зарядов с электрическими и магнитными полями. Самым поразительным в теории Максвелла было то, что из нее вытекала конечность скорости распространения электрического и магнитного полей. Максвелл предсказал существование электромагнитных волн, он сделал вывод, что световые волны являются электромагнитными по своей природе! И это учение встречено было с недоверием.
Максвелл не дожил до подтверждения своих замечательных открытий. Спустя несколько лет после его смерти Гельмгольц предложил своему ученику Генриху Герцу проверить вывод Максвелла. Герцу удалось с помощью созданной им аппаратуры зарегистрировать предсказанные Максвеллом электромагнитные волны (1888 г.). Опыты Герца сломили, наконец, лед недоверия к теории Фарадея — Максвелла. «Волны Герца» были как бы родоначальниками известных ныне радиоволн, световых волн, рентгеновского и гамма-излучений.
Как уже говорилось, первое издание «Экспериментальных исследований» вышло в Лондоне (1839 —1855 гг.). В 1882 г. было осуществлено факсимильное издание. Спустя несколько лет «Исследования» переводятся на немецкий язык полностью в Берлине (1889 —1891 гг.) и в Лейпциге — в извлечениях (1896 — 1903 гг.). Первое упоминание о Фарадее в русской справочной литературе относится к 1838 г. В это время в Петербурге вышел XIII том «Энциклопедического лексикона», где была напечатана статья О. Сенковского «Гальваническая терминология Фараде (Фарадея)». Биография выдающегося английского ученого издавалась неоднократно. В 1871 г. были переведены воспоминания Джона Тиндаля «Фарадей и его открытия. С прибавлением Г. Гельмгольца». В павленковской серии «Жизнь замечательных людей» вышла книга Л. Абрамова «Фарадей, его жизнь и научная деятельность» (1892 г.).
Источник информации: Глухов А. Г. Книги пронизывающие века. М.: Книга, 1975.
Майкл Фарадей
Майкл Фарадей был человеком добрым и скромным, обаятельным и крайне трудолюбивым. Во всех его действиях была необычайная последовательность. Настолько необычайная, что его невозможно отнести даже к гениям. Гении ассоциируются с кем-то, кто склонен к вычурному поведению, а в его случае всё происходило с точностью до наоборот. Он гений непрерывной исследовательской работы.
Французский химик-органик и политик Жан Батист Дюма говорил о Фарадее, постоянно подчёркивая, что в нём наблюдается какая-то крайняя благость. Нравственное совершенство, да ещё данное от рождения, кипучая деятельность и гуманность высшей степени – вот такие характеристики современника. И он полностью прав. В годы Крымской войны правительство Британии предложило Фарадею принять участие в разработке химического оружия, чтобы направить его против России. Тот с возмущением отказался, назвав такое предложение безнравственным.
Фарадей был физиком-практиком, но никогда не работал над одним проектом. У него была бесконечная, пока хватало сил, цепочка исследований. В ходе их осуществления что-то появлялось, что было очень важным и нужным, но он на этом не останавливался. Все его изобретения – это «побочный эффект» одного большого потока познания мира. Начато оно было в тот период, когда люди знали, что электричество существует, но что это такое с практической стороны – понятия не имели.
Концептуальные модели электродвигателя и генератора электрического тока
Первые шаги в науке были сделаны будущим изобретателем в качестве химика. Однако в 1821 году было опубликовано несколько статей, которые характеризовали его в качестве физика. К этому моменту электродинамика, электролиз и электрическая дуга уже были открыты другими исследователями, а в 1820 Эрстед обнаружил отклонение магнитной стрелки под действием магнитного тока. Были и другие исследования, в частности А. Ампер построил свою теорию электромагнитизма. На базе всех наработок своего времени Фарадей создаёт доказательную модель того, что намагниченная стрелка может непрерывно вращаться вокруг одного из магнитных полюсов. Электрическая энергия преобразуется в механическую, а значит, её можно использовать на практике.
После этого наступила пауза, которая длилась около 10 лет. Но точно известно, что уже в 1822 году Фарадей ставил перед собой задачу создания электрогенератора. Задача эта оказалась крайне сложной, а для её решения пришлось выработать концепцию электромагнитной индукции. С 1831 по 1840 год Фарадей только тем и занимался, что обосновывал её наличие. Интересно, что сам Фарадей индукцию только обосновал, а первый промышленный генератор был создан Ипполитом Пикси, ещё при жизни Фарадея, в 1832 году. Впоследствии генератор был улучшен другими инженерами и в относительно современном виде был представлен Эдисоном.
Электромагнитное поле и теория индукции
Основным его теоретическим достижением было вполне современное описание электромагнитного поля, позже усовершенствованное Максвеллом. Его идея была полностью оригинальной. Даже Ампер считал, что силы токов действуют на расстоянии сами по себе, а Фарадей пришёл к выводу, что силы токов передаются на расстоянии через каждую точку пространства поля.
Интересно, что все изобретения Фарадея были лишь первыми концептуальными прототипами. Прибор, представляющий собой соленоид с током, движущимся внутри катушки; трансформатор; диск Фарадея – один из прообразов электродвигателя. Он не доводил свои модели до коммерческого совершенства. Именно их на практике использовать было невозможно, но они легли в основу разработок других изобретателей и инженеров.
Это его умение абстрагироваться от материальной выгоды было очень полезно для человечества. Он не тратил время на доработки, патенты, а сразу переходил к созданию других концептов, которые вполне адекватно обосновывал с точки зрения физики и химии. Потом другим изобретателям и учёным оставалось только использовать готовые модели, а это уже дело техники.
Поздние открытия Фарадея
Бескорыстность Фарадея не принесла ему лично ничего хорошо. Получавший в расцвете сил приличное содержание и гонорары за публикацию статей, в более позднем возрасте он жил на достаточно ограниченные средства. В 1835 году Фарадей заболел непонятной болезнью. Упадок сил, частичная потеря памяти, депрессия. Всё это мешало работать и накатывало волнами.
В 1845 году он ненадолго вернулся к работе и совершил ещё несколько открытий – диамагнетизм и знаменитый «эффект Фарадея». Это ещё одна часть исследования магнитного поля. Если поместить в него вещество, то в нём произойдёт поворот плоскости поляризации света. Характерно, что это открытие пришлось на период, когда представителям общественности всё же удалось добиться назначения Фарадею небольшой пенсии.
Перечислить все достижения Фарадея достаточно трудно. В их число входит более ста работ по исследованию электромагнитной индукции, смелые предположения, что сила гравитации как-то связана с электричеством, описание силовых линий в магнитном поле, исследование действия магнитного поля на свет и многое другое. Он даже увлекался спиритизмом. И доказал, что стол на сеансах вращают участники сеанса, а не духи. Только не нарочно, чтобы всех обмануть, а незаметно для себя, поскольку их мышление неразрывно связано с электричеством, которое порождает импульсы. В результате пальцы совершают мельчайшие движения, и от этого уже приходят в движение предметы, на которые они наложены. За что бы ни брался, везде он доходил до истинной сути вещей. Именно такие обоснованные предположения и меняют взгляд на различные процессы. Сегодня никого не удивляет электрокардиограмма сердца или электроэнцефалограмма, которая является методом исследования мозга. Чтобы это стало возможным, должен был быть кто-то первый, кто доказал бы, что электрические процессы неразрывны с биологическими процессами в человеческом организме.
Выставка «Великие учителя человечества» в ЭТНОМИРе
Калужская область, Боровский район, деревня Петрово
Экcпозиция «Великие учителя человечества» включает в себя свыше 100 экспонатов, это величайшее собрание бюстов мудрецов всех времён и народов, которые оставили миру самое ценное наследие – знания, указали и на собственном примере продемонстрировали пути духовного развития. Изучая труды, научные открытия, философские трактаты этих учителей, мы приходим к пониманию, что в основе базовой системы ценностей лежит единый фундамент: единство религий, единство народов и единство человека и природы. Около каждого бюста на выставке посетитель найдёт информационную табличку с коротким рассказом об основных заслугах Учителя перед человечеством, с указанием знаковых дат и перечнем его трудов. Экспозиция всегда открыта для самостоятельного изучения.
Понравилась статья — поделись с друзьями!
Учёный-бессребреник Майкл Фарадей
Майкл Фарадей (1791-1867) – известный британский ученый, прославившийся в области экспериментальной физики. Известен своим открытием электромагнитной индукции, которая позднее легла в основу промышленного производства электричества. Фарадей был членом многочисленных научных организаций, в том числе Лондонского королевского общества и Петербургской академии наук. Его по праву считают крупнейшим в истории науки ученым-экспериментатором.
Майкл Фарадей (Michael Faraday)
От бедности к науке
Майкл Фарадей появился на свет 22 сентября 1791 года в рабочей семье. Его отец и старший брат занимались кузнечным делом. Они жили очень скромно в одном из бедных кварталов британской столицы. Хроническая нищета не позволила мальчику получить полноценного образования и с 13 лет вместо занятий в школе он работает разносчиком газет, а затем устраивается в книжную лавку. Тяжелая жизнь только усилила его тягу к знаниям, и юный Майкл с упоением читал любую книгу, которая попадалась ему под руки.
Особое удовлетворение он испытывал от знакомства с научной литературой, прежде всего по физике и химии, а также статьями об электричестве. Работа переплетчиком книг позволила познакомиться с различными опытами, которые пытливый юноша с завидной регулярностью пытался повторить у себя дома. В результате за 7 лет работы в лавке Фарадей научился больше, чем многие сверстники в стенах учебных заведений. Используя свой небольшой заработок, молодой человек приобретал химические препараты, с которыми проводил различные опыты. Семья разделяла увлечения Майкла и старший брат платил по 1 шиллингу за посещение им лекций в философском обществе.
На пути к мечте
Во время этих занятий будущий ученый проявил недюжинный интерес к науке, о чем узнал один из клиентов мастерской. Он помог попасть увлеченному юноше на лекции известнейшего в то время английского химика Гемфи Дэви, чьи высказывания Фарадей тщательно законспектировал. Впоследствии он переплел эти записи и направил их Дэви вместе с письмом. Это был смелый и отчаянный шаг Майкла, который Дэви не оценил. Однако через несколько дней во время проведения очередного эксперимента Гемфи травмировал глаз и ему срочно понадобился помощник. Тут как раз к месту оказалась просьба Фарадея о принятии на работу. Тем более что в это время он уволился из мастерской, так как работа в ней стала отвлекать от научной деятельности.
Ученый пригласил молодого человека ассистентом в Королевский институт. Вскоре Фарадей вместе со своим наставником отправился в поездку по научным центрам Старого Света. Двухгодичное путешествие было очень полезным – начинающий ученый познакомился со многими светилами науки, среди которых были М. Шеврель, Ж.Л. Гей-Люссак и другие. Они отметили большой талант молодого англичанина.
После возвращения на родину Майкл некоторое время поработал вместе с Дэви, а затем занялся самостоятельными исследованиями. К тому времени он успел стать полноценным ученым, опубликовавшим около 40 работ в области химии. В ходе проведенных экспериментов ему удалось провести сжижение хлора, а также получить бензол и аммиак. Фарадей открыл снотворный эффект паров эфира. В то же время он проводит эксперимент по выплавке стали с добавлением никеля, в результате чего были открыты свойства нержавеющей стали.
В 1820 году датский физик Г. Эрстед описал магнитное действие тока и это вызвало большой интерес Фарадея к изучению связи между электрическими и магнитными полями. Через год он создал прототип электродвигателя, наблюдая за вращением магнита вокруг проводника с током. Вскоре вышла его работа «История успехов электромагнетизма», в которой автор констатировал, что электрический ток способен превращаться в магнетизм.
Отношения с Дэви стали портиться и хотя оба за глаза говорили друг другу комплименты, а Гемфри вообще назвал своим лучшим достижением «открытие Фарадея», отчуждение нарастало. В 1824 году Майкла избрали членом Королевского общества, но против этого высказался именно Дэви.
Научные достижения
Изучая взаимосвязь различных видов энергии, Фарадей решил превратить магнетизм в электричество. И эту задачу он выполнил с блеском. Майкл пытался использовать свойства электромагнита в обратном направлении, чтобы с помощью магнита произвести электрический ток. В августе 1831 года ученому удалось обнаружить явление электромагнитной индукции, что помогло ему создать первый на планете электрогенератор. Современные устройства бытового и промышленного назначения стали сложнее на несколько порядков, но они продолжают работать на основании принципов, заложенных гениальным английским физиком. Так функционируют локомотивы и вырабатывают энергию генераторы на электростанциях.
В поддержку открытого закона электромагнитной индукции ученый создал наглядное устройство для трансформации механической энергии в электрическую, названное диск Фарадея. В силу ряда особенностей оно не получило широкого применения, но сыграло важную роль в дальнейших научных изысканиях.
Диск Фарадея — первый электромагнитный генератор. При вращении диска вырабатывается постоянное напряжение
До Фарадея человечеству были известны два проявления электрической энергии – статическое электричество и гальванический ток. Оба из-за своих особенностей не смогли найти широкое практическое применение, чего не скажешь об индукционном электричестве. Оно имеет значительное напряжение, действует постоянно и проявляется в больших количествах.
В отличие от Эдисона, Майкла совершенно не интересовали прикладные возможности его открытий – главное для него было как можно глубже изучить природу. Он принципиально не патентовал свои изобретения и отказывался от выгодных коммерческих предложений.
Переворот в электрохимии
В период 1833-1834 годов Майкл провел серию экспериментов, связанных с электрохимией, в рамках которых изучал прохождение электротока через растворы оснований и кислот. В результате были сформулированы законы электролиза (законы Фарадея), сыгравшие ключевую роль в развитии теории дискретных носителей электрического заряда. В последующие годы Майкл провел серию масштабных исследований электрических явлений в диэлектриках. Сегодня без электролиза невозможно представить работу химической и металлургической промышленности.
Согласно первому закону электролиза количество электрохимического действия определяется количеством электричества в цепи. Второй закон гласит, что количество электричества является обратно пропорциональной величиной относительно атомного веса вещества. Это означает, что для разложения одной молекулы необходимо одинаковое количество электрического тока. Ученый внес существенные коррективы в понятийный аппарат электрохимических явлений – вместо полюсов гальванической пары был утвержден новый термин электрод. Вещество, разлагаемое током, было названо электролитом, а сам процесс – электролизом.
Клетка Фарадея
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 нее. 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 чегозаряд 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. Еще имя великого англичанина носит цилиндр, с помощью которого можно определить полноту электрического заряда и интенсивность пучка частиц.
В видео показан опыт с клеткой Фарадея (НИЯУ МИФИ).
Болезнь и новые открытия
Долгое умственное напряжение сказалось на самочувствии ученого, который в 1840 году даже вынужден был сделать паузу в научной работе. Его преследовали провалы в памяти, болезнь долго не отступала и перерыв продлился долгих 5 лет. По другой версии ухудшение здоровья могло быть связано с отравлением парами ртути, которая часто использовалась во время экспериментов. В этот период Фарадей некоторое время жил в приморских районах Англии, а затем по совету друзей переехал в Швейцарию. Это способствовало улучшению здоровья и возвращению к активному труду.
В 1845 году он открыл явление, получившее название «эффект Фарадея». Оно относится к обширному классу магнитооптических явлений, которые возникают вследствие распространения линейно поляризованного света через среду, не обладающую естественной оптической активностью и находящуюся в магнитном поле. Это была первая попытка показать объективную связь между оптикой и электромагнетизмом. Ученый был глубоко убежден в наличии тесного единства многих физических и химических явлений, что стало фундаментальной основой его научного мировоззрения.
В 1862 году он выдвинул предположение, утверждавшее наличие влияния магнитного поля на спектральные линии. Но тогда доказать его на практике с помощью специального оборудования не получилось. Гипотеза ученого была доказана только через 35 лет, за что Питер Зееман получил Нобелевскую премию. Британские власти, зная о покладистом характере ученого, часто привлекали его к решению различных технических вопросов. В частности, Фарадей занимался усовершенствованием маяков, пытался найти лучшие способы защиты морских судов от коррозии, а также исследовал и описывал микрочастицы разнообразных металлов. Проведенные опыты заложили основы современных нанотехнологий.
В почтенном возрасте память стала серьезно подводить Фарадея, здоровье также оставляло желать лучшего. В марте 1862 года в своем лабораторном журнале Майкл сделал последнюю запись описанного им опыта, получившего номер 16041. Оставшиеся пять лет жизни ученый провел в личном имении Хэмптон Корт, которое ему предоставила королева Виктория в пожизненное владение. Незадолго до смерти его посетил один из друзей и поинтересовался самочувствием. Фарадей в ответ остроумно ответил: «Я жду». Великий ученый умер 25 августа 1867 года в своем рабочем кресле и захоронен на Хайгейтском кладбище Лондона.
Характер ученого
Прожив большую часть жизни в бедности, Фарадей остался бессребреником. Он никогда не гнался за высокими гонорарами и званиями, отличаясь человеческой добротой и отзывчивостью. Ученый был всегда доброжелательным и выделялся своим природным обаянием. В работе Майкл был чрезвычайно методичен и, обнаружив признаки нового явления, пытался вникнуть в его суть максимально глубоко. Все проведенные эксперименты тщательно продумывались и детально описывались. Фарадей нередко проявлял внутреннюю гордость и самоуважение, не позволяя манипулировать собой, но эти качества никогда не перерастали в апломб, свойственный многим людям.
Интересные факты
- В 1827 году ученый получил профессорскую кафедру в Королевском институте, но по-прежнему ощущал сильную нехватку средств. Друзья помогли Фарадею добиться пожизненного содержания, но министр казначейства назвал расточительством трату денег на него. В ответ Майкл гордо отказался от правительственной пенсии, заставив впоследствии чиновника публично извиняться.
- Альберт Эйнштейн назвал учение об электромагнитном поле Фарадея самым важным достижением науки со времен И. Ньютона.
- Многие биографы ученого отмечали его феноменальную работоспособность и постоянную нацеленность на результат – он буквально жил в лаборатории, будучи готовым в любой момент начать очередной эксперимент.
- За свои заслуги Фарадей был избран почетным членом более 70 научных обществ и академий различных стран мира.
- Британское химическое общество назвало именем Фарадея одну из самых престижных научных наград.
- Широко известна скромность ученого – он отклонил предложение стать президентом Королевского общества и не стал принимать рыцарское достоинство.
- Фарадей ввел в научный оборот ряд широко известных терминов – катод, анод, электролит, ион и другие.
- Майкл Фарадей был одним из самых известных популяризаторов науки. Широко известны его рождественские лекции, которые он регулярно читал, начиная с 1826 года. Одна из наиболее известных под названием «История свечи» впоследствии была издана отдельной книгой, ставшей одной из первых научно-популярных изданий.
- Ученый всю жизнь был глубоко верующим христианином и не изменил вере даже после опубликования теории Дарвина. Он лично проповедовал в одной из лондонских церквей и на его службы собиралось немало почитателей.
- В честь Майкла Фарадея получила название внесистемная единица измерения электроразряда, применяемая в электрохимии.
Какое величайшее научное открытие всех времен?
Поскольку мы приближаемся к Новому году, я подумал, что было бы забавно открыть дискуссию: «Какое величайшее научное открытие всех времен?». Возможно, это одна из тем, которые вы могли бы затронуть в новогоднюю ночь за выпивкой с друзьями и семьей)
Ниже я выдвину несколько претендентов за которых вы можете проголосовать в опросе. Интересно было бы узнать какие открытия вы считаете величайшими, поэтому не стесняйтесь, пожалуйста, продолжайте в комментариях, самые залайканные, я добавлю в опрос.
Несмотря на то, что большинство из представленных открытий в списки всемирно известны, я старался быть максимально скрупулёзным в поисках источников и описании теорий, но не лез слишком глубоко, хотя можно найти кучу статей на каждую из тем. Поэтому прилагаю ссылку на статью с более подробным описанием ниже каждого открытия.
Скачать и ознакомиться со статьями вы можете, используя бота.
Если что-то написано некоректно, то, пожалуйста, предложите исправление, и я внесу его как можно скорее.
Итак, в произвольном порядке начнем…
1. Система Коперникум
В 1543 году, находясь на смертном одре, польский астроном Николай Коперник опубликовал свою теорию о том, что Солнце представляет собой неподвижное тело в центре Солнечной системы, вокруг которого вращаются планеты.
До того, как была введена система Коперника, астрономы считали, что Земля находится в центре Вселенной.
2. Электричество
Майкл Фарадей сделал два больших открытия, которые изменили нашу жизнь. В 1821 году он обнаружил, что, когда провод, по которому течет электрический ток, помещается рядом с одним магнитным полюсом, провод начинает вращаться. Это привело к разработке электродвигателя. Десять лет спустя он стал первым человеком, который произвел электрический ток, перемещая провод через магнитное поле.
Эксперимент Фарадея создал первый генератор, предшественник огромных генераторов, которые производят наше электричество.
3. Изображение эволюции
Когда Чарльз Дарвин, британский натуралист, в 1859 году выдвинул теорию эволюции, он изменил наше представление о том, как развивалась жизнь на Земле. Дарвин утверждал, что все организмы со временем развиваются или изменяются очень медленно.
Эти изменения являются приспособлениями, которые позволяют виду выживать в окружающей среде. Эти приспособления происходят случайно. Если вид не адаптируется, он может вымереть. Он назвал этот процесс естественным отбором.
4. Луи Пастер
До того, как французский химик Луи Пастер начал эксперименты с бактериями в 1860-х годах, люди не знали, что вызывает болезнь. Он не только обнаружил, что болезнь вызывается микроорганизмами, но также понял, что бактерии можно убить нагреванием и дезинфицирующим средством.
Эта идея заставила врачей мыть руки и стерилизовать инструменты, что спасло миллионы жизней.
5. Теория относительности
Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна, которую он опубликовал в 1905 году, объясняет отношения между скоростью, временем и расстоянием. Сложная теория утверждает, что скорость света всегда остается неизменной независимо от того, насколько быстро кто-то или что-то движется к нему или от него.
Эта теория стала основой для большей части современной науки.
6. Теория большого взрыва
Никто точно не знает, как возникла Вселенная, но многие ученые считают, что это произошло около 13,7 миллиардов лет назад в результате мощного взрыва, называемого Большим взрывом. В 1927 году Жорж Лематр предложил теорию Большого Взрыва Вселенной. Теория гласит, что вся материя во Вселенной изначально была сжата в крошечную точку. За долю секунды точка расширилась, и вся материя мгновенно заполнила то, что сейчас является нашей Вселенной.
Это событие положило начало времени. Научные наблюдения, кажется, подтверждают теорию.
7. Пенициллин
Антибиотики — это сильнодействующие лекарства, которые убивают опасные бактерии в нашем организме, вызывающие болезни. В 1928 году Александр Флеминг, участвовавший в нашем блоге «Величайшие шотландские ученые», открыл первый антибиотик, пенициллин, который он вырастил в своей лаборатории с использованием плесени и грибков.
Без антибиотиков такие инфекции, как острый фарингит, могут быть смертельными.
8. ДНК
28 февраля 1953 года Джеймс Уотсон из США и Фрэнсис Крик из Англии сделали одно из величайших научных открытий в истории. Двое ученых обнаружили структуру двойной спирали ДНК. Он состоит из двух нитей, которые переплетаются друг с другом и имеют почти бесконечное разнообразие химических паттернов, которые создают инструкции для человеческого тела.
Наши гены состоят из ДНК и определяют, каковы наши вещи, например, какой у нас цвет волос и глаз. В 1962 году за эту работу они были удостоены Нобелевской премии.
9. Периодическая таблица
Периодическая таблица основана на Периодическом законе 1869 года, предложенном русским химиком Дмитрием Менделеевым. Он заметил, что при упорядочении по атомному весу химические элементы выстраиваются в группы со сходными свойствами. Он смог использовать это, чтобы предсказать существование неоткрытых элементов и отметить ошибки в атомных весах.
В 1913 году Генри Мозли из Англии подтвердил, что таблицу можно сделать более точной, расположив элементы по атомному номеру, то есть количеству протонов в атоме элемента.
10. Квантовая теория
Датский физик Нильс Бор считается одной из важнейших фигур в современной физике. Он получил Нобелевскую премию по физике 1922 года за исследования структуры атома и за работу по развитию квантовой теории.
Хотя он помог разработать атомную бомбу, он часто выступал за использование атомной энергии в мирных целях.
11. ВИЧ/СПИД
В 1983 и 1984 годах Люк Монтанье из Франции и Роберт Галло из США открыли вирус ВИЧ и определили, что он является причиной СПИДа. С тех пор ученые разработали тесты, чтобы определить, есть ли у человека ВИЧ. Людей с положительным тестом призывают принять меры предосторожности, чтобы предотвратить распространение болезни.
12. Искусственный интеллект
Мы часто смотрим на искусственный интеллект с точки зрения человека, например, на роботов, которые начинают думать самостоятельно (и, возможно, захватят мир), но для меня искусственный интеллект — это одно из величайших научных открытий всех времен, потому что он позволяет машинам учиться и обрабатывать больше информации, чем мы когда-либо могли, как люди.
Со всеми большими данными, генерируемыми проектами геномики и электронными медицинскими записями со всего мира, компьютеры с искусственным интеллектом могут научиться выявлять закономерности во всей этой информации, что приведет к более быстрым открытиям и огромным скачкам вперед в нашем понимании болезней и способов их лечения.
13. Медицинская визуализация
Медицинская визуализация является важным инструментом клинического анализа, позволяющим врачам видеть то, что скрыто кожей и костями, для точной диагностики и лечения заболеваний. Все эти научные инновации, от рентгеновских лучей и рентгенографии до МРТ и ультразвуковых технологий, помогли сделать современную медицину наименее инвазивной, при этом обеспечивая наилучшие результаты для пациентов.
В частности, Вильгельм Рентген, немецкий физик, открыл рентгеновские лучи в 1895 году. Рентгеновские лучи проходят прямо через некоторые вещества, такие как плоть и дерево, но останавливаются другими, такими как кости и свинец. Это позволяет использовать их для обнаружения сломанных костей или взрывчатых веществ внутри чемоданов, что делает их полезными для врачей и сотрудников службы безопасности. За это открытие Рентген был впервые удостоен Нобелевской премии по физике в 1901 году.
Медицинская визуализация действительно демонстрирует, как наука и технология дополняют друг друга, поскольку одна развивает другую.
14. Интернет
Возможно, величайшее технологическое изобретение нашего времени. Поистине выдающееся достижение в области физики и инженерии, Интернет оказал огромное влияние на всех нас, и, в частности, в области науки он соединил ученых со всего мира и позволил им легче обмениваться информацией и исследованиями, поощрять международное сотрудничество, предоставлять научные ресурсы и документы для больше людей, чем когда-либо.
Из недавних:
15. Обнаружение первых гравитационных волн
В 1916 году Альберт Эйнштейн предположил, что когда объекты с достаточной массой ускоряются, они иногда могут создавать волны, которые движутся сквозь ткань пространства и времени, как рябь на поверхности пруда. Хотя позже Эйнштейн сомневался в их существовании, эти пространственно-временные морщины, называемые гравитационными волнами, являются ключевым предсказанием теории относительности, и их поиски занимали исследователей на протяжении десятилетий. Хотя убедительные намеки на волны впервые появились в 1970-х годах, никто не обнаруживал их напрямую до 2015 года, когда базирующаяся в США обсерватория LIGO почувствовала толчок отдаленного столкновения двух черных дыр. Открытие, о котором было объявлено в 2016 году, открыло новый способ «услышать» космос.
В 2017 году LIGO и европейская обсерватория Virgo ощутили еще одну серию толчков, на этот раз вызванных столкновением двух сверхплотных объектов, называемых нейтронными звездами. Телескопы по всему миру видели связанный с этим взрыв, что сделало это событие первым в истории, наблюдаемым как в световых, так и в гравитационных волнах. Эти важные данные дали ученым беспрецедентный взгляд на то, как работает гравитация и как образуются такие элементы, как золото и серебро.
16. Встряхивание генеалогического дерева человечества
В 2010 году Ли Бергер представил далекого предка по имени Australopithecus sediba. Пять лет спустя он объявил, что в южноафриканской пещерной системе «Колыбель человечества» обнаружены окаменелости нового вида: Homo naledi, гоминида, чья «мозаичная» анатомия напоминает как современных людей, так и гораздо более древних родственников.
Последующее исследование также показало, что H. naledi удивительно молод, живя по крайней мере между 236 000 и 335 000 лет назад. Другие замечательные открытия были сделаны в Азии. В 2010 году группа ученых объявила, что ДНК, извлеченная из древней сибирской кости, не похожа ни на одну из ДНК современного человека, что стало первым свидетельством происхождения потомков, называемых теперь денисовцами. В 2018 году в Китае были обнаружены каменные орудия возрастом 2,1 миллиона лет, что подтверждает, что производители инструментов распространились в Азии на сотни тысяч лет раньше, чем считалось ранее. В 2019 году исследователи на Филиппинах объявили об окаменелостях Homo luzonensis, нового типа гоминина, похожего на Homo floresiensis.
17. Открытие тысяч новых экзопланет
Человеческие знания о планетах, вращающихся вокруг далеких звезд, сделали гигантский скачок вперед в 2010-х годах, в немалой степени благодаря космическому телескопу НАСА «Кеплер». С 2009 по 2018 год только Кеплер обнаружил более 2700 подтвержденных экзопланет, что составляет более половины текущего общего количества. Среди них; первая подтвержденная каменистая экзопланета. Его преемник TESS, запущенный в 2018 году, уже находит гораздо больше экзопланет. Надеюсь, в ближайшие годы мы увидим гораздо больше.
В 2017 году исследователи объявили об открытии TRAPPIST-1, звездной системы всего в 39 световых годах от нас, в которой находятся семь планет размером с Землю; больше всего встречается вокруг любой звезды, кроме Солнца.
За год до этого проект Pale Red Dot объявил об открытии Проксимы b, планеты размером с Землю, которая вращается вокруг Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды, находящейся всего в 4,25 световых года от нас.
18. Технология CRISPR
Огромный прогресс в нашей способности точно редактировать ДНК был достигнут в последнее время, во многом благодаря идентификации системы Crispr-Cas9. Некоторые бактерии естественным образом используют Crispr-Cas9 в качестве иммунной системы, поскольку он позволяет им хранить фрагменты вирусной ДНК, распознавать любой будущий соответствующий вирус, а затем нарезать ДНК вируса на ленточки. В 2012 году исследователи предложили использовать Crispr-Cas9 в качестве мощного инструмента генетического редактирования, поскольку он точно разрезает ДНК способами, которые ученые могут легко настроить. В течение нескольких месяцев другие команды подтвердили, что этот метод работает с ДНК человека. С тех пор лаборатории всего мира стремились идентифицировать подобные системы, модифицировать Crispr-Cas9, чтобы сделать его еще более точным, и экспериментировать с его применением в сельском хозяйстве и медицине.
19. Бозон Хиггса
Как материя приобретает массу? В 1960-х и 1970-х годах физики, в том числе Питер Хиггс и Франсуа Энглер, предложили решение в виде нового энергетического поля, которое пронизывает Вселенную и теперь называется полем Хиггса. Это теоретическое поле также пришло с связанной с ним фундаментальной частицей, которую сейчас называют бозоном Хиггса. В июле 2012 года поиски, длившиеся несколько десятилетий, закончились, когда две команды на Большом адронном коллайдере ЦЕРН объявили об обнаружении бозона Хиггса.
Это открытие дополнило последнюю недостающую часть Стандартной модели, впечатляюще успешной — хотя и неполной — теории, описывающей три из четырех фундаментальных сил в физике и все известные элементарные частицы.
20. Вакцина COVID-19
До пандемии COVID-19 существовала устоявшаяся совокупность знаний о структуре и функциях коронавирусов, вызывающих такие заболевания, как тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС) и ближневосточный респираторный синдром (БВРС).
Эти знания ускорили разработку различных платформ вакцин в начале 2020 года. Первоначально вакцины против SARS-CoV-2 были направлены на профилактику симптоматических, часто тяжелых заболеваний. Вакцины против COVID-19 в настоящее время широко известны за их роль в снижении тяжести и смертности, вызванных COVID-19.
Итак, мы наконец-то в конце нашего невероятно длинного списка. Для меня было важно иметь хорошее сочетание нового и старого, учитывая насколько старые открытия выдержали испытание временем и ускорили дальнейшие исследования, не игнорируя при этом недавние открытия, которые фантастичны сами по себе.
Прошу вас рассказать мне о ваших фаворитах из общего списка. Скажите, что бы вы включили, и проголосуйте за ваш фаворит в опросе, чтобы, возможно, мы, наконец, смогли договориться о величайшем научном открытии всех времен…
То есть до конца 2023 года, когда вы все сами сделаете новые открытия, и нужно будет и начать все сначала.
Поздравляю вас и ваших близких с наступающим Новым годом!