Скромный вклад физикохимика

Хасапов Борис, Шнейберг Ян

Вот как начинает его биографию английский историк науки Джон Бернал: "Достопочтенный Роберт Бойль родился в Лисморе, Ирландия, 25 января 1627 г. Он был седьмым сыном и тринадцатым по счету ребенком Ричарда Бойля, первого герцога Коркского, свирепого и удачливого стяжателя, жившего во времена королевы Елизаветы и умножившего свои угодья незаконным захватом чужих земель".

Роберт был очень болезненным ребенком. Первоначальное образование получил дома, затем в колледже в Итоне. Когда ему было тринадцать лет, в Англии началась буржуазная революция, а вслед за ней и гражданская война. В результате этих событий аристократия была устранена от реальной власти. От греха подальше герцог Коркский отправляет сына в Швейцарию, затем для продолжения образования во Францию и Италию, где Бойль слушает лекции ведущих ученых Европы.

Во время пребывания студента за границей скончался Ричард Бойль, и юноша стал богатым наследником. Очень скромный по натуре, он интересовался науками, круг которых был весьма широк – от астрономии, физики и химии до богословия включительно.

Богатый наследник в 1656 г. поселился в Оксфорде, где создал специальную лабораторию, которую финансировал исключительно своими деньгами. Для проведения опытов пригласил на работу в лабораторию механиков, часовщиков и слесарей высокого класса, а также выдающихся ученых, таких, например, как Роберт Гук. Именно по заданию Бойля им был сконструирован и изготовлен вакуумный насос лабораторного типа, более удобный, чем насос Герике, и дающий разрежение, по свидетельству Ньютона, "больше чем в десять тысяч раз".

Конструктивно насос был укреплен на специальном штативе со стеклянной вакуумной камерой наверху. В эту камеру можно было помещать испытуемые объекты и следить за их поведением. В отличие от насоса Герике шток поршневого насоса был с зубчатой насечкой, которая сцеплялась с зубчатым колесом на специальной рукоятке. С таким насосом уже мог управляться один человек.

Заинтересовавшись работами Герике, Бойль захотел выяснить, как меняется объем воздуха в зависимости от давления. Отсюда и первый газовый закон.

Да, но причем здесь вакуумный насос и электричество?

Дело в том, что изобретение воздушного насоса историки физики справедливо сопоставляют с изобретением телескопа в астрономии. Открытие пустоты помогло физикам и химикам сделать ряд далеко идущих выводов.

Стеклянная вакуумная камера позволяла воочию убедиться в некоторых не всегда понятных проявлениях безвоздушного пространства. Бойль же был чрезвычайно любознательным человеком и стремился все постичь с помощью проводимых опытов.

В вакуумную камеру Бойль помещал мышей, воробьев и выкачивал воздух. Они погибали. При таких же условиях умирали мухи, пчелы, черви и даже рыбы. В вакууме не горела свеча. Это не было большим открытием среди ученого мира. Об этом, конечно, философы догадывались, но это впервые воочию можно было наблюдать.

Совершенно неожиданные результаты принес опыт распространения звука ву, становился все менее слышимым с увеличением разреженности воздуха. Когда догадались, что малая часть звука передается через стекло, на котором стояли часы, то подвесили их на нити – звук совершенно исчез. Был сделан вывод, что звук распространяется через среду: воздух, воду, твердые тела.

Много непонятного доставляли тепловые опыты, когда термометр, помещенный в вакуумную камеру, нагревался и охлаждался от окружающей среды. Тепловое излучение тогда не было известно. Через вакуум прекрасно распространялся свет.

Ну а как же электричество и магнетизм?

Часть пространства в окрестностях наэлектризованных тел с легкой руки М. Фарадея называется электрическим полем. Точно также вокруг магнита возникает магнитное поле. А будут ли существовать эти поля в вакууме?

С электричеством было проще. Наука того времени знала два проявления электрического поля – электрическое притяжение и отталкивание. Посредством опытов Бойль доказал, что в пустоте электрические опыты удаются так же, как и в обычных условиях. То есть с современной точки зрения был сделан фундаментальный вывод о том, что электрическое поле может существовать в вакууме.

Однако железо в магнитных опытах Бойля повело себя иначе. Сначала оно прочно удерживалось магнитом, но с увеличением разрежения отпадало. Отсюда Бойль сделал вывод, что воздух, не играя никакой роли в притяжении железа, содействует удержанию последнего магнитом. Вывод, конечно, неправильный и связан, скорее всего, с сотрясением вакуумной камеры при выкачивании воздуха.

Бойль сделал еще ряд менее важных наблюдений над свойствами наэлектризованных тел. Например, что дым также притягивается наэлектризованными телами и что не только наэлектризованное тело притягивает ненаэлектризованное, но и наоборот, первое притягивается вторым.

Эти сведения Бойль поместил в сочинении "Опыты и замечания, касающиеся происхождения различных частных качеств". Интересно отметить, что труд был напечатан в Женеве в 1694 г. уже после смерти ученого. Видимо, результаты исследований выдающегося естествоиспытателя были нужны науке того времени и ею востребованы. Умер Бойль 30 декабря 1691 г.