Культурная эволюция Homo sapiens. История изобретений: от освоения огня до открытия электричества - Рашид Шафигулин

Герхард Шмидт (1865–1949) и Мария Склодовская-Кюри (1867–1934) обнаружили, что торий производит эффекты, сходные с ураном, а позже в ходе исследования удалось открыть радиоактивность и ряда других веществ, в том числе радона и актина. В 1898 году супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в урановой смоляной руде был открыт элемент полоний, а через пять месяцев ими был открыт радий. В 1903 году немецкий физик Филипп Ленард (1862–1947) в ходе своих опытов использовал тонкую металлическую фольгу, чтобы позволить электронам из трубки Крукса вырваться наружу, и заметил, что при этом происходит рассеяние лучей. Оно было различным для каждого из используемых металлов. Лучи образовывали узоры, которые менялись в зависимости от вида металла и скорости частиц. Из этих экспериментов он сделал вывод, что большая часть массы атома сосредоточена в небольшой части его общего объема. Модель Ленарда была предшественницей планетарной модели атома Резерфорда. В 1911 году Эрнест Резерфорд (1871–1937), бывший в то время профессором физики в Манчестерском университете, объявил результаты экспериментов по рассеянию альфа — лучей, позже идентифицированных как ядра гелия, после их прохождения через металлическую фольгу. В этой модели Резерфорд описывает строение атома, как состоящее из крохотного положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого вращаются электроны — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца. Датский физик-теоретик Нильс Бор (1885–1962), основываясь на предположении Резерфорда о том, что электрон вращается вокруг положительно заряженного ядра, предположил, что электрон может «прыгать» с одной орбиты на другую. При переходе на следующую, более высокую орбиту поглощается один квант энергии, а при переходе на более низкую орбиту один квант энергии излучается. 1925 год был наполнен объявлениями о новых теориях в области атомной физики и квантовой механики. Луи де Бройль (1892–1987) из Франции еще в 1922 году выдвинул теорию о том, что атомные частицы обладают волновыми свойствами. Швейцарский физик — теоретик Вольфганг Паули (1900–1958) установил правило, названное принципом исключения Паули, которое гласило, что в любом атоме электроны не могут иметь одинаковые квантовые числа. Шредингера Э. (1887–1961) из Германии разработал теорию, в соответствии с которой орбитальный электрон представляет собой волновой пакет, состоящий из стоячих волн, пульсирующих внутри атома. Его картина атома была расширена немецкими физиками Вернером Гейзенбергом (1901–1976) в 1925 году и Максом Борном (1882–1970) в 1926 году, а также английским физиком-теоретиком Полем Дираком (1902–1984) в 1928 году. Теории, разработанные этой группой, были выражены в математических терминах и оказались совместимыми с теорией Бора. Прошло более сорока лет с тех пор, как эти теории были объявлены, и они все еще общепризнанны как действительные [19].

Электронный микроскоп также представляет собой потомок трубки Крукса. Источником электронов в микроскопе служит горячий катод, который дает намного больше электронов, чем холодный катод трубки Крукса. Эрнсту Брухе и Х. Йоханссону из Германии удалось с помощью электростатических линз получить в 1932 году изображение нагретого катода. Два года спустя Макс Кнолль и Эрнст Руска, также из Германии, сконструировали первый электронный микроскоп, оснащенный магнитными линзами. В настоящее время существует длинный список подобных устройств, включая электроскоп, фотопленку, спинтарископ, ионизационную камеру, счетчик Гейгера-Мюллера, облачную камеру, флуоресцентный экран, сцинтиллятор, пузырьковую камеру, детекторы радиоволн, радиометр, термометр и фототрубку. Все эти и другие изобретения занимают достойное место в удивительном списке открытий, последовавших за изобретением трубки Крукса и открытием радиоволн, рентгеновских лучей и радиоактивности.

Эпилог

Как мы видим, открытие магнетизма и электричества очень схоже с тем, как происходили другие изобретения человечества. Именно болезни и смертность заставляли людей искать противодействие им. Не зная источника болезни и не имея возможности обнаружить его, люди считали, что болезнь витает в воздухе и, вполне вероятно, что это злой дух, насылающий на них смерть. Было предпринято множество вариантов лечения, от научных до мистических, шел поиск, но болезнь внезапно появлялась, как, впрочем, столь же внезапно загадочно исчезала, вне зависимости от предпринятых людьми усилий. Люди полагали, что излечение человека зависит от благоприятных потоков энергии. Одной из попыток решения проблемы было изобретение фэншуя. Именно правильное расположение на местности позволило также изобрести компас. Первоначально компас создавался и использовался отнюдь не для ориентировки на местности. Как мы знаем, охотники-собиратели и кочевники могли ориентироваться по звездам и знали стороны света без помощи компаса. Компас прежде всего был для них «божественным порождением». Они верили, что магнит обладает «душой», которая притягивала к нему железо. И только значительно позже китайские ученые во дворце императора, видимо, решили, что отпугнуть болезнь можно, если строить жилища в «правильном направлении» — в гармонии с природой и достижением энергетического баланса. То есть последовательность — эпидемия, фэншуй, магнит — привели нас к электричеству. Но при этом мы должны учесть обстоятельство, о котором ученые вот уже 150 лет как не вспоминают: одну из главных ролей в изобретении электричества сыграла вера в злой дух. Именно в ней истоки изобретения электричества. Свойства электричества давно интересовали естествоиспытателей. В нем не только видели средство исцеления, но и предполагали, что в его возможностях развеять злые козни невидимых духов. Это и дало толчок поискам, приведшим в дальнейшем к эпохальным событиям в истории электромагнетизма.

Как мы видим, все другие открытия и изобретения происходили не случайно, а преднамеренно, и этот момент был очень важным для человечества, переживавшего, очевидно, в тот период серьезные катаклизмы. Серьезные настолько, что речь шла о жизни и смерти популяции. Поэтому отнюдь не случайно, мимоходом, походя сделал древний человек свое великое открытие. Для него это было время лихорадочных мучительных поисков, которые мы сегодня назвали бы мозговым штурмом, когда, хватаясь за соломинку, человек начал проводить опыты и изобретать совершенно новые вещи. И совсем не случайно эти предметы поначалу вошли в жизнь древних в качестве ритуальных предметов и предметов украшений, служивших исключительно как защита от болезней.

В нашей сегодняшней жизни пластмассы буквально окружают нас, собственно, саму цивилизацию можно назвать цивилизацией пластика. Только мы привыкли к тому, что пластмассы — материал синтетический. Но еще тысячу лет назад человечество уже обладало материалом с такими же свойствами, что и пластмассы, правда источником его была живая природа, таким сырьем служили рога животных, панцири морских черепах. Правда, рога и панцири «устроены» совсем не как пластик и состоят преимущественно из белка и креатина (из них же состоят наши волосы и ногти). Но, поскольку креатин — полимер, то есть, как и синтетическая пластмасса, состоит из множества повторяющихся звеньев, он может быть использован так же, как и искусственный пластик. И