Текст книги "100 знаменитых ученых"

ГУК РОБЕРТ
(1635 г. – 1703 г.)

В XVII веке европейская наука окончательно пришла в себя после длительного средневекового сна. За времена Возрождения было сделано множество фундаментальных открытий практически во всех областях знаний. Теперь деятельность большинства ученых редко выходила за рамки одной-двух наук. Одним из последних ученых самого широкого профиля был Роберт Гук.

В наше время имя этого ученого известно практически всем. Казалось бы, это свидетельствует о том, что современники и потомки по достоинству оценили работы великого исследователя. Однако Роберту Гуку принадлежит гораздо большее число заслуг, чем принято считать. Многие теории и открытия гениального англичанина приписываются другим ученым. Так что, несмотря на всемирную известность Гука, можно смело сказать, что современниками и потомками ему оказаны далеко не все полагающиеся почести.

Роберт Гук родился 18 июля 1635 года на острове Уайт, расположенном в проливе Ла-Манш. Его отец был настоятелем церкви. Родители даже не надеялись, что их ребенок выживет, настолько слабым и тщедушным он был. По причине слабого здоровья в детстве Роберт не получил систематического образования. В 1648 году умер его отец, и мальчик переехал в Лондон, где стал учеником довольно известного художника Питера Лели. Учиться мастерству живописи Гуку не нравилось, но в будущем, когда он делал иллюстрации к своим научным трудам, ему пригодились приобретенные в детстве умения.

В 1649 году Роберт поступил в одну из школ города Вестминстер. Только теперь он приступил к полноценной учебе. И тут случилось нечто необыкновенное – мальчик стал проявлять удивительные способности, особенно в математике. Например, за неделю он проштудировал первые шесть книг «Начал» Евклида. Немалые таланты демонстрировал Гук и в других предметах. Так, помимо общепринятой тогда латыни, он изучил греческий и древнееврейский языки, а также научился играть на органе.

В 1653 году Роберт переехал в Оксфорд, где поступил в колледж Церкви Христовой. Он не только учился в колледже, но и исполнял обязанности церковного хориста. Поступление в Оксфорд стало важнейшим событием в жизни будущего всемирно известного ученого. Именно здесь он впервые познакомился с серьезной наукой и страстно увлекся ею. Уже в 1654 году он стал ассистентом молодого, но получившего известность химика и физика Роберта Бойля. Сотрудничество между двумя талантливыми молодыми людьми быстро превратилось в дружбу, которую они сохранили в течение всей жизни.

Вскоре Роберт Бойль познакомил своего помощника с деятельностью так называемого «Невидимого колледжа» – кружка ученых-естествоиспытателей. Многие из членов этого кружка впоследствии стали основателями Лондонского королевского общества. Гук принимал активное участие в деятельности «Невидимого колледжа» и даже исполнял в нем организаторские функции.

В 1662 году Роберт Гук получил степень магистра искусств. К этому времени молодой ученый уже сделал несколько значительных открытий и изобретений. Он опубликовал работу о движении жидкостей по капиллярам, сконструировал новый воздушный насос. С помощью этого насоса Гук открыл закон, согласно которому при постоянной температуре произведение давления на объем данной массы газа постоянно. Этот закон был опубликован в книге Бойля. Хотя Бойль указал истинного первооткрывателя закона, сейчас он известен под названием как закон «Бойля – Мариотта». Также считается, что примерно в это же время Гук изобрел часовой механизм с использованием пружины.

Изобретения и исследования Роберта Гука, деятельность в «Невидимом колледже» сделали его имя известным среди ученых Англии. Сразу же после получения научной степени Гуку было предложено место куратора экспериментов в основанном за два года до этого Лондонском королевском обществе. Но деятельность ученого не ограничивалась подготовкой и проведением экспериментов, особенно на первых порах. Дело в том, что Королевское общество еще не имело к тому времени четкой структуры. Среди многочисленных талантов Гука не последнее место занимали и организаторские способности. К 1663 году он написал устав Общества и был избран его членом. На протяжении почти всей своей дальнейшей жизни Роберт участвовал в руководстве работы Общества, определял приоритеты его деятельности, готовил программы исследований, планировал те или иные работы. В 1677 году он стал секретарем Общества.

В 1664 году Гук был приглашен на должность профессора Грешемовского колледжа[28]28
  Грешемовский колледж – основан по завещанию коммерсанта Томаса Грешема в его доме.


[Закрыть], на территории которого он получил квартиру, где и прожил до конца своих дней.

А в 1665 году он был пожизненно утвержден в занимаемой должности куратора экспериментов Королевского общества. Такой чести ученый удостоился не случайно. Гук, безусловно, был самым выдающимся экспериментатором своего времени. В обязанности куратора входила регулярная еженедельная подготовка и демонстрация экспериментов, связанных с достижениями в самых различных областях естествознания. Неудивительно, что для такой работы просто изобретательности было недостаточно, были необходимы глубокие познания, позволяющие следить за появлением новых теорий, данных и открытий во всевозможных областях науки. Энциклопедическая образованность, талант изобретателя и редкое трудолюбие Гука на протяжении 35 лет позволяли ему прекрасно справляться с непростыми обязанностями. Для примера приведем цитату из «Истории Королевского общества»: «Гук произвел перед Обществом удивительное разнообразие экспериментов, например относительно действия вакуума, о силе артиллерийского пороха, о термическом расширении стекла. Между прочими вещами он показал первый действительный микроскоп и множество открытий, сделанных с его помощью, первую ирисовую диафрагму[29]29
  Ирисовая диафрагма – диафрагма, состоящая из тонких непрозрачных серповидных пластинок, заходящих друг за друга. Применяется в фотообъективах и других оптических приборов.


[Закрыть] и целый ряд новых метеорологических приборов».

Кроме того, Роберт Гук проводил собственные исследования, писал научные труды, преподавал, консультировал изготовителей различных приборов и инструментов. А в 1664 году, когда Лондон охватила эпидемия чумы, большинство ученых поспешило перебраться в провинцию, но Роберт Гук остался в столице. Так случилось, что эпидемию чумы в Лондоне прекратил большой пожар, в результате которого сгорела большая часть города. Восстановление города было поручено архитектору Кристоферу Рену – одному из руководителей Королевского общества и другу Гука. Роберт, не оставляя своих основных обязанностей, принял активное участие в восстановительных работах, длившихся четыре года. В это время ученый спал по 3–4 часа в сутки. Естественно, что это плохо сказалось на его и без того отнюдь не богатырском здоровье.

В 1665 году Роберт Гук издал обширный труд «Микрография», в котором описал свои изобретения в области совершенствования оптических инструментов, в основном микроскопов. Гука смело можно называть одним из основоположников научной микроскопии. «Микрография», помимо технической части, включала подробные описания 57 микроскопических наблюдений и 3 телескопических. Гук долго изучал микростроение животных и растений. Исследуя под микроскопом тонкий срез пробки, он открыл клеточное строение тканей, и он же предложил сам термин «клетка». К числу астрономических открытий ученого относится обнаружение Большого красного пятна на Юпитере. Помимо этого, в «Микрографии» Гук излагает результаты изучения некоторых окаменелостей, что позволяет назвать его одним из основоположников палеонтологии. Следует также отметить, что «Микрография» была проиллюстрирована гравюрами, выполненными самим автором.

Исполняя обязанности куратора экспериментов, Роберт Гук сталкивался с самым широким кругом научных проблем. Его постоянно посещали новые идеи, но загруженность часто не давала довести исследования до конца. Впоследствии это обстоятельство привело к спорам между Гуком и его коллегами относительно приоритетов тех или иных открытий и изобретений. Кроме того, ученый достаточно часто вступал в полемику по различным научным вопросам.

Особенно непростыми были отношения между Гуком и Исааком Ньютоном, который стал членом Королевского общества в 1672 году. К этому времени Ньютон уже сделал несколько серьезных научных открытий, но принят в Общество был за создание новой модификации телескопа-рефлектора. Первая дискуссия между двумя выдающимися учеными касалась природы света. Гук был одним из основателей волновой теории, а Ньютон – активным сторонником корпускулярной теории. Дискуссия эта достигла такого накала, что привела к ссоре между учеными. Авторитет и доводы Гука стали даже причиной того, что Ньютон принял решение не публиковать больше работ по оптике. И действительно, труд Ньютона «Оптика» увидел свет только в 1704 году, уже после смерти Гука. Впоследствии ученые примирились и даже состояли в научной переписке. Впрочем, именно она и привела к новому разрыву.

Еще с 1666 года Роберта Гука занимал вопрос о причинах, по которым планеты движутся по эллиптическим орбитам. Начиная с 1671 года он провел целую серию экспериментов, посвященных изучению силы тяготения. Некоторые результаты опытов ученый изложил в работе «Попытка доказать движение Земли наблюдениями». В конце 1679 – начале 1680 года Гук и Ньютон активно переписывались по вопросу тяготения. В письме от 6 января 1680 года Гук, основываясь на законах Кеплера, предположил, что сила притяжения между двумя телами должна быть обратно пропорциональна расстоянию между ними. Тем самым Роберт Гук фактически сформулировал закон всемирного тяготения. Он просил Ньютона высказать свою точку зрения на эту гипотезу. Получив это письмо, Ньютон прекратил переписку.

В 1686 году Ньютон закончил свою книгу «Математические начала натуральной философии», в которой изложил основы современной механики и, в частности, закон всемирного тяготения, при этом на Гука он не ссылался. Гук написал письмо в адрес Королевской академии, в котором отмечал, что зависимость силы притяжения от расстояния между телами была известна ему раньше, но он не имел возможности посвятить этой проблеме больше времени. Между двумя великими учеными вновь началась крайне неприятная полемика относительно приоритета открытия закона.

Конечно, не хочется верить, что Исаак Ньютон повел себя как банальный плагиатор. Возможно, он прервал переписку с Гуком именно из-за того, что раньше него пришел к таким же выводам. В любом случае, не только закон всемирного тяготения, но и законы механики Ньютона позволили описать движение планет. Кроме того, именно Ньютон математически обосновал закон. И все же большинство современных историков науки считают, что в споре о приоритете в открытии закона всемирного тяготения прав был именно Роберт Гук.

Теперь расскажем об открытии, приоритет Гука в котором сомнения не вызывает. Во второй половине 1670-х годов ученый много внимания уделял исследованиям упругости. Еще в 1660 году он предположил, а затем и экспериментально подтвердил закон упругой деформации, известный ныне как закон Гука. Согласно этому закону, существует линейная зависимость между упругой деформацией тела и приложенным механическим напряжением.

Постоянная напряженная работа и переживания привели к тому, что к концу XVII столетия здоровье Роберта Гука совсем расшаталось. Тем не менее, он продолжал научные исследования, например, изучал строение и работу мышц, за что и получил степень доктора медицины. Кроме этого, ученый выдвигал теории возникновения землетрясений, исследовал свойства янтаря, занимался метеорологией. Последнее изобретение Гука было связано именно с этой наукой. Он изобрел морской барометр и установил, что существует зависимость между погодой и давлением. В феврале 1701 года барометр был продемонстрирован на заседании Королевского общества учеником и другом Гука Галлеем – сам Гук к этому времени практически ослеп.

3 марта 1703 года Роберт Гук умер в своей квартире в Грешемовском колледже. По некоторым оценкам, за свою жизнь английский ученый сделал более 500 открытий и изобретений. Тем не менее, он стал единственным членом Лондонского королевского Общества, портретное изображение которого до нас не дошло. Согласно легенде, виноват в этом не кто иной, как Исаак Ньютон. Он только после смерти Гука принял предложение стать главой Королевского общества. Говорят, что одним из первых его действий на новом посту было уничтожение бумаг и портретов покойного противника…

НЬЮТОН ИСААК
(1643 г. – 1727 г.)

О Ньютоне современники говорили: «Превосходивший умом человеческий род». Действительно, гениальность этого человека была безграничной. Вся жизнь великого ученого была посвящена высокому делу служения науке, он приоткрыл завесу над многими тайнами, волновавшими человечество. И спустя сотни лет сложно представить цивилизацию без его выдающихся открытий.

А январской ночью 1643 г. никто из родственников будущего гения не мог предположить, что новорожденный доживет до утра. Младенец появился на свет очень слабым, и целую неделю его жизнь висела на волоске. То, что мальчик выжил, еще раз подтвердило старое поверье о том, что дети, рожденные после смерти отца, обладают особой жизненной силой. Так Исаак первый раз доказал свою исключительность.

В детстве судьба не баловала Ньютона. Когда малышу исполнилось два года, его мать Анна Эйскоу вышла замуж и оставила сына на попечение бабушки. Несмотря на то что она всеми силами пыталась скрасить его безрадостное существование, мальчик все равно ощущал себя полным сиротой, и его сердце наполнялось глухой ненавистью к отчиму. Он так и не сдружился со своими кузенами и кузинами, которые осознавали его умственное превосходство. Ньютон раздражал детей: он постоянно выигрывал в шашки и другие игры, требующие сообразительности, придумывал новые развлечения, компенсирующие его телесную немощь.

Когда Исааку исполнилось десять лет, произошло то, о чем он мечтал: умер ненавистный отчим, и мать с детьми вернулась домой. Последующие два года стали самым счастливым временем в жизни мальчика: он ни на шаг не отходил от матери и даже помогал ей ухаживать за своими сводными сестрами и братом.

В 1655 г. Ньютона отправили учиться в бесплатную грамматическую школу в Грэнтэме. Здесь он легко обошел всех учеников класса в успеваемости, и в короткие сроки стал отличником. Тогда же его всерьез увлекла возможность что-то изобретать и конструировать, особенно ему нравилось проводить химические опыты. Однако спустя 4 года Анна Эйскоу вызвала сына домой. В семье не хватало мужчины, и она искренне надеялась на то, что повзрослевший Исаак станет хозяином имений, земель и скота. Но вопреки ожиданиям матери юноша не проявлял ни малейшего интереса к хозяйству. Ньютон был рад, когда его оставляли в покое и позволяли удалиться в свою «студию», где он часами что-то мастерил и ставил эксперименты. Подобное поведение возмущало родственников. Исаака понимал лишь мастер Стокс, его грэнтэмский учитель, который звал его обратно и обещал подготовить к поступлению в университет.

В итоге Анна сдалась. Ньютон вернулся в Грэнтэм и с увлечением принялся штудировать Библию, грамматику, геометрию, древнюю историю, древнегреческий язык, много читал, постоянно делая пометки в своих записных книжках. В 1661 г. Исаак поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета. С головой окунувшись в учебу, он часто проводил за письменным столом ночи напролет, забывая о сне и еде. В его записях той поры появился анализ теории Декарта – в юноше проснулась страсть к математике. Крупнейшим достижением Ньютона стала разработка биномиального разложения для любого целого положительного показателя. Молодой ученый сразу же нашел применение своему открытию: записал ряды для выражения сегмента и сектора круга, синуса, арксинуса, логарифмической функции. С помощью рядов он мог теперь изучать свойства функций, делать приближенные вычисления. Следует отметить, что в алгебре ряды были не менее важны, чем десятичные дроби в арифметике. В 1665 г. Ньютон получил ученую степень бакалавра.

Последующие два года, когда свирепствовала чума, Исаак провел в Вулсторпе. Это время стало наиболее продуктивным в его научном творчестве: именно тогда сложились те идеи, которые впоследствии привели его к созданию дифференциального и интегрального исчислений, к изобретению зеркального телескопа (собственноручно изготовленного им в 1668 г.). Здесь же Ньютон провел опыты над разложением света и открыл закон всемирного тяготения. Побудительным мотивом к формулировке эпохального открытия послужило яблоко, упавшее на его глазах в траву (а не на голову, как гласит легенда). Однако одного этого было не достаточно – ученому предстояло разработать теорию и неоднократно подтвердить ее совпадением рассчитанных и реальных небесных явлений. В то же время ему необходимо было противостоять неизбежной критике философов-современников.

В 1668 г. Ньютону была присвоена степень магистра, а спустя год он получил должность профессора почетной лукасианской физико-математической кафедры. Молодой ученый усердно готовился к лекциям и одновременно трудился над изготовлением и усовершенствованием зеркального телескопа. В 1671 г. ему удалось создать новую модель – больших размеров и лучшего качества. Демонстрация телескопа произвела на коллег такое сильное впечатление, что в следующем году Ньютон был избран в Лондонское королевское общество.

Тогда же он впервые выдвинул гипотезу о корпускулярной и волновой природе света. Серьезные исследования этой проблемы нашли отражение в фундаментальном труде Ньютона «Оптика», увидевшем свет спустя 30 лет. В «Оптике» наряду с опытами по дисперсии и дифракции света ученый, по существу, первым предложил методику измерения длины световой волны. Труд завершался специальным приложением, где ученый высказал свои взгляды на многие физические явления. В частности, он ввел понятие атома и молекулы.

В 1687 г. произошло одно из главных событий в жизни Ньютона. Его книга «Математические начала натуральной философии», ставшая вершиной творчества ученого, была представлена Королевскому обществу. В ней он обобщил результаты, полученные его предшественниками (Г. Галилеем, И. Кеплером, Р. Декартом, Р. Гуком), и свои собственные исследования и впервые создал единую систему земной и небесной механики, которая легла в основу всей классической физики. Кроме того, Ньютон впервые рассмотрел основной метод описания любого физического воздействия посредством силы и сформулировал свои знаменитые «аксиомы, или законы движения». В этой книге была изложена теория движения небесных тел, объяснены особенности движения Луны, теория приливов и отливов, предложена теория формы Земли. Таким образом, в «Началах» была впервые дана общая схема строгого математического подхода к решению любой конкретной задачи земной или небесной механики. Следует отметить, что математика была для Ньютона главным орудием в физических изысканиях. Большое значение имели работы Ньютона по алгебре, интерполированию и геометрии, а разработка дифференциального и интегрального исчислений явилась важной вехой в развитии математики.

К 1695 г. Ньютон уже являлся признанным гением, знаменитым ученым, к мнению которого прислушивались не только английские, но и иностранные коллеги. Однако, кроме научного таланта, присущего Исааку, в обществе было широко известно о его порядочности и серьезном отношении к делу. Именно эти качества послужили причиной назначения Ньютона смотрителем Монетного двора. Кроме того, ему была поручена перечеканка всех английских монет. Ученый остался верен себе и на этом поприще. Первым делом он пересмотрел режим работы производства, навел порядок в кадрах, а затем досконально разобрался в технологии изготовления денег. Попутно он определил методы, которыми пользовались фальшивомонетчики и прочие авантюристы. Вооруженный подобными знаниями профессор раскрыл деятельность более сотни аферистов и смог стабилизировать ситуацию на денежном рынке Англии. В 1699 г. в качестве благодарности от правительства Ньютон получил пожизненное высокооплачиваемое звание директора Монетного двора, что еще более укрепило его положение: теперь он вращался в самых влиятельных кругах Лондона, определявших государственную, финансовую и экономическую политику страны.

Таких же результатов Ньютон добился и на посту президента Лондонского королевского общества, который он занимал с 1703 г. С присущей ему обстоятельностью он вначале тщательно изучил его историю, перелистал все протоколы и только после этого принялся за преобразования. Первое, что он сделал, – стал лично вести все заседания. Спустя несколько лет в деятельности Общества наметился явный прогресс: количество членов возросло (в том числе и за счет молодых талантов), повысился научный уровень работ, регулярно показывались опыты. Все это свидетельствовало о том, что англичане, благодаря смелым инициативам и твердости характера Ньютона, уверенно выходили на передовые позиции в мировой науке.

Современники высоко оценили достижения ученого – в 1705 г. он был возведен в дворянское достоинство. Окружающие уважительно называли его «доктор Ньютон», что свидетельствовало тогда о величайшей респектабельности. Несмотря на то что общественная жизнь Исаака была у всех на виду, он всегда ревниво охранял от окружающих подробности личной жизни. Он никогда не был женат и не имел детей, а свои привязанности оставлял в тайне, будучи по натуре молчаливым и скрытным. На склоне лет, находясь на вершине богатства и славы, сэр Ньютон несколько смягчился, стал более общительным. Со всех сторон к нему стекались ученики и посетители, встречавшие самый радушный прием.

«Я не знаю, чем кажусь миру, – говорил ученый. – Но самому себе я кажусь похожим на ребенка, играющего на берегу моря и радующегося, когда ему удалось найти цветной камешек». Именно таким большим и беззаботным ребенком он и оставался до конца своей жизни. Появившись на свет слабым и тщедушным, Исаак постоянно пекся о своем здоровье. В результате свой первый зуб он потерял только в 85 лет и никогда не носил очки. И лишь в последние пять лет жизни Ньютона стали одолевать различные болезни. Он списывал их на свой почтенный возраст и, стараясь не беспокоить окружающих, продолжал работать и даже принимал участие в заседаниях Королевского общества. Умер великий ученый 20 марта 1727 г. и был с почестями похоронен в Вестминстерском аббатстве.