Проверка научных гипотез
Проверка научных гипотез
Канон разницыПриём «единственной разницы» Джона Милля при решении научных задач
Научно-популярная прозаНаучно-популярные произведения о творчестве
X
История про Румфорда и ум ученого по Айзеку Азимову
«Трудно питать особые симпатии к Бенджамину Томпсону. Он был расчётливым человеком, думающим прежде всего о себе. Например, когда ему было всего девятнадцать, дабы избавиться от пережитой в детстве нищеты, он женился на богатой вдове, почти вдвое старше его. Томпсон родился в 1753 году, в Уобурне, штат Массачусетс. В то время Массачусетс и другие первые американские штаты всё ещё были английскими колониями. Через несколько лет после женитьбы Томпсона вспыхнула Американская революция, и он встал не на ту сторону. Примкнул в Бостоне к британской армии и шпионил в рядах колониальных патриотов. Покидая Бостон, британцы взяли Томпсона с собой. Без особых сожалений он бросил жену и ребенка, чтобы больше не вернуться. В Европе он служил любому правительству, готовому платить, и попадал из беды в беду, потому что брал взятки, продавал секреты и вообще проявил себя безнравственным и бесчестным человеком.
В 1790 году он оставил Англию и основался на европейском континенте. Поступил на службу в Баварии (ныне часть Германии, а тогда самостоятельное государство), и правитель Баварии пожаловал ему титул графа. Томпсон назвался графом Румфордом. Румфорд - первое название городка Конкорд в Нью-Гемпшире, где он женился в первый раз. Сегодня Бенджамин Томпсон известен как Румфорд.
В пользу Румфорда можно сказать одно: он отличался сильной тягой к знаниям, с детства обладал живым и тонким умом, докапывался до сути проблемы. За свою жизнь Румфорд осуществил множество интересных экспериментов и пришёл ко многим важным выводам. Но важнейший из них был сделан в Баварии, где он возглавил производство пушек. Пушка изготавливалась путём отливки в определённую форму. Затем в сплошной чушке быстро вращающимся сверлом высверливалось жерло. Пушка и сверло, конечно, при этом сильно нагревались. Их приходилось непрерывно поливать холодной водой. Румфорд наблюдал нагревание, и его живой ум принимался за работу. Вообще-то что такое теплота?
Учёные того времени, включая великого французского химика Лавуазье, считали, что теплота представляет собой невесомую материю, названную caloric (теплород). Чем больше теплорода вливалось в вещество, тем горячее оно становилось. В конечном счёте теплород переполнял вещество и растекался во всех направлениях. Таким образом, вы ощущали тепло, исходящее от раскалённого докрасна предмета, на довольно значительном расстоянии. Например, солнечное тепло может ощущаться на расстоянии в 93 миллиона миль. Если горячий предмет соприкасается с холодным, теплород перетекает из горячего предмета в холодный. Перетекание теплорода ведет к охлаждению горячего и нагреванию холодного предмета.
Теория эта служила вполне сносно, и мало кто из учёных ставил её под сомнение. Но не Румфорд. Он задал себе вопрос, почему теплород вытекает из пушки. Сторонники теплородной теории утверждали, что так происходит потому, что сверло дробит металл внутри пушки и теплород вытекает, как вода из разбитого кувшина. Так ли? Румфорд порылся в свёрлах и нашёл одно окончательно затупившееся. «Попробуйте это», - сказал он. Работники стали возражать, говорили, что сверло износилось, но Румфорд более резко повторил приказание, и те поспешили его выполнять. Тупое сверло вращалось вхолостую. Оно совсем не резало металл, но давало больше тепла, чем новое. Работники, должно быть, удивлялись, отчего был так доволен граф.
Румфорд удостоверился, что теплород выделяется не из-за разрушения металла. Да и выходит ли он вообще из металла? Начать с того, что металл был холодным, так что не мог вмещать много теплорода. И, тем не менее теплород, казалось, изливался в неограниченном количестве. Румфорд измерил количество вытекавшего из пушки теплорода путём измерения количества воды, охлаждавшей сверло и пушку при сверлении, и пришёл к выводу, что, если бы вернуть в пушку весь теплород, она бы расплавилась.
Румфорд решил, что теплота вообще не жидкость и не газ, а форма движения. По мере того как сверло тёрлось о металл, его движение преобразовывалось в быстрые движения составляющих металл частиц. Не важно, врезалось ли в металл сверло или нет. Теплоту создавали эти быстрые движения крошечных частиц. Естественно, теплота будет выделяться, пока вращается сверло. Выделение теплоты не имеет ничего общего с теплородом, который может находиться или не находиться в металле.
Труды Румфорда оставались без внимания ещё пятьдесят лет. Учёные были согласны иметь дело с теплородом и создавали теории его перетекания из одного тела в другое.
Почему? Отчасти потому, что они не решались принять идею быстрого незаметного движения крошечных частиц, которых никто не в состоянии видеть…»
Айзенк Азимов, Румфорд и теплота. Ум ученого / Великие научные идеи. От пифагора до Дарвина, М., «Центрполиграф», 2007 г., с. 72-75.
