Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез - Miguel Sabadell

Каменный уголь был топливом промышленной революции. Ничто не могло работать без него. Он был известен с древности, но его массовая добыча началась в XVIII веке, после изобретения паровой машины. Так, от 30 млн т мирового производства каменного угля в 1820 году перешли к 125 млн в 1860 году и 340 млн в 1880 году.

Газ, необходимый для освещения, получался перегонкой каменного угля, которая высвобождала большую часть летучих компонентов, содержащихся внутри него, и превращала его в кокс.

Желтоватое пламя каменноугольного газа осветило улицы Лондона в 1812 году; оно позволило давать вечерние концерны в Брайтонском павильоне с 1821 года и читать газеты в домах в 1829 году. Но у нового освещения также были недоброжелатели. Английский китобойный промысел оказался под угрозой, поскольку раньше китовый жир активно применялся в уличных фонарях. Использование для освещения газа делало невыгодным данный промысел, что сокращало количество опытных моряков, а Великобритания нуждалась в них для своего флота из-за войны с Францией. В 1824 году шотландец Джеймс Бомон Нилсон запатентовал метод увеличения эффективности сжигания угля в доменной печи. Если предварительно нагреть холодный воздух, подаваемый в печь, до 300 °С, то эффективность печи увеличится. При том же самом количестве каменного угля можно произвести в три раза больше железа. Через 11 лет все шотландские заводы использовали метод Нилсона.

Шотландский изобретатель Джеймс Бомон Нилсон (1792-1865).

Перегонка каменного угля также имела свои минусы. Главным из них был остаток, черный и плохо пахнущий,— смола. Заводы выбрасывали ее как абсолютно бесполезный продукт, в реку или ближайшее водохранилище. В середине XIX века Темза была так загрязнена, что из-за ужасного запаха парламент был вынужден держать двери закрытыми. Проблема оказалась серьезной. Нельзя было перестать производить газ, необходимый для освещения, но и нельзя было продолжать отравлять воду. Группа немецких химиков нашла решение: перерабатывать также и смолу. Благодаря этому появились такие полезные продукты, как керосин для ламп, синтетические красители, антисептики и аспирин (точнее, фенол, из которого легко и с минимальными затратами получалась ацетилсалициловая кислота).

Ученый-любитель с лабораторией, расположенной в его собственном доме, превратился в ученого, который получал зарплату, исследовал и преподавал. Новое образование открыло двери молодежи всех социальных слоев: теперь лучшие умы, откуда бы они ни происходили, могли посвятить себя науке. Приход к власти Наполеона не изменил этого состояния дел. Император поддерживал и подталкивал развитие науки. Более того, наполеоновские войны способствовали тому, чтобы французская наука достигла превосходства, которое в значительной степени проявилось в первой половине XIX века. Континентальная блокада, например, особенно отразилась на обеспечении содой и сахаром, что вынудило химическую промышленность искать новые пути. Вследствие этого Франция доминировала в химических исследованиях Европы более 30 лет.

В то время когда революция побеждала в Париже, в Лондоне шло противоположное течение приверженности старым социальным институтам, которое не затрудняло движение науки, но замедляло его. Единственное научное событие, аналогичное происходившему на континенте, заключается в основании в 1799 году Королевского института. Его создание оказалось возможным благодаря Бенджамину Томпсону, графу Румфорду (1753-1814). Школьный учитель Томпсон был одним из первых североамериканских поселенцев и подполковником английского флота.

Он быстро понял, что триумф промышленной революции зависит от нового типа инженера, более ориентированного на научное знание и менее — на слепую традицию. Томпсон убедил состоятельных людей Англии сделать щедрые пожертвования и таким образом основать институт под покровительством Короны, который, по его собственным словам... 

«[...] развивал бы знания и предоставлял бы общее образование в области текущих механических изобретений, философское образование, а также экспериментировал и применял науку в обычных повседневных делах». 

Но мечта Томпсона осуществилась ненадолго. Первый директор Королевского института Гемфри Дэви (1778-1829) был самым экстравагантным ученым тех дней, любителем роскоши и хорошей жизни. Он был членом Королевского общества, посвященным в рыцари в 1812 году, и обладателем ордена Почетного легиона, который учредил сам Наполеон, за работы по гальванизму и электрохимии (можно считать его родоначальником этой дисциплины). В своей речи 1802 года 23-летний Дэви идеально выразил ощущение эпохи: 

«Неравное разделение собственности и труда, неравенство человеческого рода — это источники власти в цивилизованной жизни, ее движущие силы и даже ее настоящая душа». 

Дэви поддерживал тенденцию среди ученых (по большей части принадлежавших к буржуазии) по-разному оценивать интеллект людей в зависимости от их расы и социального происхождения. При таких консервативных взглядах неудивительно, что Королевский институт превратился в конформистский центр, доступный только высшим слоям общества. Несмотря на эти препятствия, именно в такой обстановке процветала единственная субсидируемая лаборатория, где было проведено большинство открытий того времени. И хотя образовательная деятельность университета ограничивалась публичными лекциями, именно они привлекли внимание молодого ученика переплетчика по имени Майкл Фарадей — ученого-экспериментатора, который затем главенствовал в институте в течение более 40 лет. К сожалению, не было мест для сотен потенциальных Фарадеев, способных воспользоваться этой лабораторией. Так Англия потеряла множество прекрасных ученых.

Диссиденты появились в 1660 году, когда потухло пламя социальных и политических реформ, зажженное Кромвелем после победы в английской гражданской войне. С восстановлением королевской власти новое законодательство обязало все протестантские церкви (почитавшие Кромвеля) признать свое поражение и поклясться в верности монархии и англиканской церкви. Те, кто не принял данной клятвы, были названы диссидентами, и их жизнь практически превратилась в ад. Парламент издал серию законов, собранных позже в Кларендонском кодексе, согласно которым диссиденты лишались права работать на правительство или церковь и проводить собрания. Муниципальные чиновники должны были быть англиканцами, и никто из священников не мог изменить что-либо, установленное Церковью. Вследствие принятия этого кодекса более тысячи священников были изгнаны из своих приходов. В 1664 году появился и другой закон, который запрещал любое религиозное собрание с участием более пяти человек, если они не принадлежали к англиканской церкви. Наказанием было изгнание в колонии, кроме пуританской Новой Англии, где диссиденты, возможно, были бы приняты с распростертыми объятиями. Диссидентским преподавателям и священнослужителям запрещалось приближаться к городу по меньшей мере на восемь километров.

Условия жизни стали очень тяжелыми, что породило волну эмиграции в Америку или Голландию. Тем, кто остался, правительство предложило лишь один свободный путь: посвятить себя торговле и промышленности. Поэтому неудивительно, что в начале XVIII века большая часть промышленности находилась в руках у диссидентов и безжалостное преследование, которому они подвергались, способствовало развитию их свободомыслия. Школы, изначально задуманные для тех, кто хотел носить рясы, превратились в центры изучения инженерного дела и финансов. Именно те, кто обучался в подобных заведениях, развивали английскую технику.

Роза ветров — основа эмблемы англиканской общины, которая напоминает о распространении англиканского сообщества по всему свету. На фото — роза ветров, изображенная на полу Кентерберийского собора.

Значение Максвелла в истории научной мысли сравнимо со значением Эйнштейна (который основывался на нем) и Ньютона (влияние которого он уменьшил).

Иван Толстой, биограф Максвелла, «Джеймс Клерк Максвелл, биография» (1983)

Из-за всего этого в середине XIX века в Великобритании не использовалось слово «ученый». Физики и химики называли себя «философами природы», а биологи — «историками природы». Мало кто работал в науке профессионально, и многие занимавшиеся исследованиями были дилетантами, благородными людьми из обеспеченного класса с достаточными доходами для того, чтобы посвящать время любимому делу. Другие были священнослужителями, врачами, адвокатами и предпринимателями, для которых наука являлась хобби; это был случай отца Джеймса. Возможность зарабатывать себе на жизнь должностью в университете, обсерватории или в таких местах, как Королевский институт, была очень призрачной: мест было очень мало, и они редко оказывались свободны, поскольку их владельцы обычно занимали свои должности всю жизнь. Так что в те редкие случаи, когда место освобождалась, за него велась серьезная борьба, кроме того, подобная работа оплачивалась довольно скромно. В противоположность тому, что происходило во Франции, институционализация профессии ученого не получила большого развития. В максвелловской Англии науку считали интересной, но бесполезной. Возможно, поэтому историк Чарльз Гиллеспи сказал, что модель науки во Франции и в Великобритании можно описать как модель чиновника и модель волонтера.