Беспокойный гений Эрнста Хладни

Статья - Литература

Другие статьи по предмету Литература

Для того чтобы скачать эту работу.
1. Подтвердите что Вы не робот:
2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



ладни предпринимает одну за другой свои обширные поездки, иногда возвращаясь в Виттенберг, к которому в 1806 г. уже приближались военные действия. Вместе с местной профессурой ему пришлось укрываться в соседнем Кемберге. Позднее, в 1814 г., он совершит мужественный поступок - спасет от пожара (при обстреле пруссаками) важные документы города, хранившиеся в Виттенбергской крепости, в то время как многие из его дорожных записей погибли в его собственном горящем доме. К счастью, удалось уберечь от огня музыкальные инструменты, уникальную (метеоритную!) коллекцию и портреты музыкантов [5].

А в 1803 г., оказавшись в Веймаре, Хладни знакомится с Гёте и обсуждает с ним акустические проблемы. В 1808 г. прибывает в Париж, где демонстрирует перед Наполеоном, перед П.С.Лапласом и перед К.Л.Бертолле свой клавицилиндр и звуковые фигуры. Пораженный император назвал Хладни человеком, который сделал видимым звук. Хладни был польщен двухчасовой аудиенцией у Наполеона (между прочим, в знак уважения к заслугам Хладни Наполеон приказал выделить ему на время пребывания в Париже 6 тыс. франков). Но восторженное отношение к великому полководцу Хладни бесповоротно утратил, когда Наполеон объявил себя императором. В ноябре 1809 г. в Париже выходит сделанный самим Хладни по просьбе французских физиков французский перевод “Акустики”. В 1810-1812 гг. он продолжает поездку с лекциями и выступлениями по Швейцарии (Цюрих и Женева), Италии (Турин, Милан, Павия, Болонья, Флоренция, Венеция) и возвращается через Падую, Верону, Мюнхен, Вену и Карлсбад. Опасаясь разбойников, Хладни путешествовал в карете с двойным дном, чтобы уберечь свои коллекции.

Считая акустические занятия и особенно инструменты главным своим достижением, Хладни опубликовал в Лейпциге “Новый вклад в акустику” (1817), “Вклад в практическую акустику и в учение о строительстве инструментов” (1821), где подробно описал новый эуфон (первый давно разбился в дороге) и клавицилиндр. Посмертно выйдут его сочинения “Краткий обзор учения о звуке и тонах с приложением, развитием и расположением соответствующих соотношений тонов” (1827) и второе неизмененное издание его фундаментального труда “Акустика” (1830). Хладни избрали своим членом помимо Петербургской академии ученые общества Гёттингена и Эрфурта, а также Берлинское общество друзей-естествоиспытателей.

“Огненные шары” и аэролиты

Реальность метеоритов отрицалась наукой XVIII в. Физическая картина мира, созданная Ньютоном, не допускала падения “камней с неба”. После первого официального исследования парижскими академиками образцов каменного метеорита “Lucй” (1772) была установлена (соответственно уровню науки того времени) неотличимость их состава от земных пород. Аэролиты (воздушные камни) причислили к фульгуритам - земным породам, оплавленным молнией, справедливо отбросив их древнее толкование как творений самого грома (“громовые камни”). Ученые отметили при этом и важные особенности “камней” - их насыщенность железом (отсюда больший удельный вес, чем у обычных камней), оплавленность (черная корка) при совершенно неизмененной внутренней структуре камня (правильно объяснив последнее как свидетельство сильного, но кратковременного нагрева!). Итак, были выявлены ясные для каждого современного исследователя первые признаки метеоритов вообще! Но тогда это прозвучало как аргумент в пользу наземного кратковременного воздействия огнем молнии, притянутым железистой массой [6]. Кстати, падение метеоритов часто связывали с грозой, принимая за молнию полет и взрыв болида - “огненного шара”.

После революционного обновления Б.Франклином представлений о физике земной атмосферы наиболее трудно “стираемым” белым пятном среди наблюдаемых в небе нерегулярных световых явлений оставались “огненные шары”. Они сильно отличались и от беззвучных падающих звезд, и от молнии, даже шаровой, по многим признакам. Их громоподобный взрыв сопровождался целой серией новых звуковых эффектов, которые сравнивали с ружейной пальбой, грохотом при разрушении дома и т.п. Огненный шар, как правило, проносился по небу наклонно вниз или даже почти горизонтально, т.е. обладал собственной скоростью. Нередко он оставлял за собой дымный хвост, указывая на горение какой-то плотной материи… Начавшиеся еще в XVII в. первые оценки высот и скоростей, а также размеров огненных шаров поражали: высоты до нескольких сотен километров - еще не “астрономические”, но и слишком большие для сгущения таких шаров в земной атмосфере; скорости - до десятков километров в секунду, т.е. “космические”, как у планет; огромные, километровые, размеры головы!

Э.Галлей в 1714 г. первым высказал верную идею, что это случайные сгустки космической материи, встречаемые Землей на ее пути вокруг Солнца. Однако и она противоречила ньютоновой картине мира с ее пустым межпланетным пространством. Поэтому спустя пять лет он отказался от нее. В XVIII в. были опубликованы две новые сходные космические (!) гипотезы болидов - Д.Прингля в Англии (1759) и Д.Риттенхауза в США (1786). Но обе остались незамеченными. Наибольшее распространение и признание получила в XVIII в. атмосферно-электрическая теория огненных шаров Ч.Благдена (1784). Эту теорию приняли и физики, в том числе Лихтенберг.

О природе болидов и “метеорных камней”

При встрече в Геттингене в феврале 1793 г. с Лихтенбергом Хладни завел речь о внутренней противоречивости атмосферно-электрического объяснения болидов. Хладни указывал на слабости этой теории, проявив достаточную осведомленность в вопросах физики атмосферы, а также относительно параметров и общей картины болидов. Под напором его логики Лихтенберг высказал мысль, что в таком случае огненные шары должны порождаться чем-то чуждым Земле, что приходит в ее атмосферу извне.

Идея поразила Хладни. Следуя совету Лихтенберга, он серьезно взялся за изучение проблемы болидов по историческим хроникам и уже вскоре как юрист убедился в достоверности свидетельств о них. Он обратил внимание на их космические параметры (скорости и направление движений) и более того - убедился, что нередко после взрыва такого “огненного шара” на землю действительно выпадали твердые массы - каменные, а иногда и железные. Установленный таким способом факт Хладни назвал “исторической истиной”. Тем самым он давал ответ и на пожелание и призыв знаменитого шведского химика О.Бергмана - попытаться найти вещество упавшего огненного шара: его не раз находили, но принимали за другое. Хладни впервые научно обосновал генетическую связь между “огненными шарами” и почти изгнанными из науки XVIII в. “аэролитами”, “громовыми камнями”, “камнями с неба” и таким образом доказал реальность самого явления “небесных, метеорных камней”. Так стала формироваться новая космическая теория происхождения болидов и аэролитов.

Но если в отношении болидов и аэролитов у Хладни были, хотя и отдаленные, предшественники, то теперь мы подходим к третьей и полностью оригинальной составной части его теории. Она объясняет долгое время интриговавшее историков науки название его основополагающего сочинения 1794 г., где он предложил свою сенсационную метеорно-метеоритную теорию: “О происхождении найденной Палласом и других подобных ей масс и о некоторых связанных с ними природных явлениях” [7]. (К последним относились болиды и падающие звезды.) Такое название сочинения было напрямую связано с еще одной естественнонаучной загадкой - найденной в 1771 г. П.С.Палласом необъяснимой наукой того времени каменно-железной глыбой. Ее вес достигал более 700 кг. Обнаруженная впервые в 1749 г. горным мастером И.Меттихом в горной Красноярской тайге и вывезенная оттуда местным крестьянином Я.Медведевым (в надежде найти в ней нечто подороже железа), она была описана Палласом в его “Путешествии…” [8].

Дело в том, что среди минералогов уже десятки лет шли споры о возможности существования на земле естественного, “самородного” железа. В отличие от других самородков, чистое металлическое (не в состоянии руды) железо быстро ржавеет. Когда блоки такого железа, обычно небольшие, находили в Европе, их объясняли как остатки от древних плавок. Но находка Палласа весила свыше 40 пудов! А главное, в ней чистое ковкое железо (терявшее свою ковкость при плавке!) имело пористую структуру губки, заполненной каплями чистого тугоплавкого(!), т.е., напротив, прошедшего через высокотемпературный нагрев и плавление минерала оливина. Между тем ни вулканов, ни следов горнов в дикой тайге не было.

В последней четверти XVIII в. образцы “сибирского железа” Палласа были едва ли не самыми “обсуждаемыми” в европейской литературе экспонатами. Впервые такой образец детально исследовал берлинский химик И.К.Ф.Майер (1776), а его коллега К.Х.Брумбей тогда же высказал идею о прорыве подземного огня (но не вулканического!) с выносом куска расплавленной руды и выходом пузырьков воздуха из нее при застывании - отчего и возникла ячеистая структура. Аналогичную идею высказал шведский химик О.Бергман, объяснив такую структуру кипением расплава. И хотя проблема сибирского “самородного” железа так и оставалась не решенной до конца, наибольшее распространение получила “огненная” гипотеза И.Фербера об ударе молнии в железосодержащую породу (тем более, что глыба найдена была недалеко от выхода железорудной жилы!). Главное, находка Палласа положила конец сомнениям в существовании железных “самородков”, и многие из них вскоре были открыты и в Европе, и в Америке. Что касается американского континента, то там эти многотонные блоки, известные индейцам с древности, все оказались железными метеоритами! Но все они были сплошными, и лишь структура сибирского оставалась уникальной.

Сотрудник (в дальнейшем директор) Венского королевско-императорского минералогического музея минералог аббат Андрей Антон Штютц впервые (1789) провел сравнительное исследование попавших в его руки трех подобных железистых масс с литературными сведениями о четвертой, объединив их все в некую систему по внешнему сходству у одних и по сходств