Научные открытия для тех, кто любит краткость - Алла Казанцева

Полет воздушного шара братьев Монгольфье (см. 21 ноября) вызвал большой интерес в научном мире. Молодой профессор физики Жак Шарль (помните газовый закон его имени?) решил, что дымный воздух, наполнявший шар Монгольфье, – не лучшее решение, ведь водород сам по себе гораздо легче воздуха. Он сумел изготовить оболочку, способную долгое время удерживать водород, который он получал, воздействуя серной кислотой на железные опилки. Чтобы полностью надуть шар диаметром 4 м, потребовалось несколько дней, было израсходовано 227 кг кислоты и 454 кг железа. В августе 1783 года состоялся первый запуск (еще без людей) на Марсовом поле в Париже на глазах 300 тысяч человек. «Шарльер» приземлился через 45 минут в 28 км от места старта и так напугал местных жителей, что те разорвали его в клочья. А 1 декабря того же года «шарльер» диаметром более девяти метров унес в первое путешествие самого Шарля. Но водород, как известно, газ горючий и, смешиваясь с воздухом, создает взрывоопасную смесь. Первая воздушная трагедия случилась 15 июня 1785 года. Пионер воздухоплавания Пилатр де Розье со своим помощником хотел впервые перелететь через Ла-Манш на комбинированном аэростате собственной конструкции: один баллон наполнялся водородом, другой – дымным воздухом. Во время полета от искры взорвался водородный баллон, и аэронавты погибли, упав с высоты 900 м на скалы у берегов Франции.

25 ноября 1814 года родился Роберт Майер, немецкий физик и врач, открывший закон сохранения и превращения энергии (ум. 1878).

Майер сделал в своей жизни одно открытие, но оно обессмертило его имя. Служа корабельным врачом, он задумался над словами штурмана о том, что во время штормов вода в море нагревается, и пришел к выводу, что существует связь между работой и теплотой. Пуская кровь заболевшим матросам, он обратил внимание на то, что в тропиках она не была такого темного цвета, какой бывает венозная кровь в умеренных широтах. Это привело его к мысли, что в жару организму для поддержания температуры нужно «сжигать» меньше вещества. Свою первую статью о сохранении и превращении различных форм энергии он отослал в редакцию журнала «Анналы физики и химии» в 1841 году, но она была отвергнута. В мае 1842-го он отправил вторую статью в химико-фармацевтический журнал, куда физики редко заглядывали. Статья содержала не только четкую формулировку закона сохранения и превращения энергии, но и глубокий анализ имеющихся экспериментальных фактов. Майер указал на необходимость опытного определения механического эквивалента теплоты и предложил идею такого эксперимента. И этот шедевр остался без внимания! В 1847 году Джоуль, не зная о работе Майера, осуществил подобный эксперимент. Научный мир узнал о новом законе из публикаций Джоуля и Гельмгольца. Майер пытался защищать свой приоритет, но наталкивался на непонимание и впал в депрессию. Справедливость восстановили в 1860-х. Ученые стали ссылаться на работы Майера, полагая, что их автор уже умер.

26 ноября – Всемирный день информации.

Для человека информацией является все, что он видит, слышит, ощущает. В компьютер информация вводится в виде символов: букв, цифр, знаков. Каждый символ кодируется с помощью нулей и единичек, эти «нули и единички» называются битом. Бит может принимать одно из двух значений: 0 или 1. Само слово «бит» (bit) произошло от английского словосочетания BInary digiT – двоичная цифра. Оперативная память компьютера состоит из множества конденсаторов, каждый из которых может быть заряжен («единица») или нет («ноль»). Биты группируют в блоки (байты) по 8 штук. Один вводимый в компьютер символ обычно занимает 1 байт. Итак, 8 бит образуют байт, 210 (1024) байт – килобайт, а 220 байт – мегабайт (это объем большой книги). Для хранения фильма с неплохим качеством потребуется примерно гигабайт (ГБ) – 1024 мегабайта. Информация записывается на материальных носителях, которые могут сменять друг друга. При копировании информации образец практически не разрушается. Простота производства, передачи и копирования информации уже привела к информационному взрыву и информационному загрязнению окружающей среды – бумажному, звуковому, электромагнитному, световому и т. д.

27 ноября 1701 года родился Андрес Цельсий (ум. 1744), шведский ученый, предложивший температурную «шкалу Цельсия».

Генеральная идея – судить об изменениях температуры по изменениям тепловых свойств тел – принадлежит Галилею. Можно, например, использовать тепловое расширение жидкостей. Для построения температурной шкалы выбирают две «опорные точки» и делят интервал между ними на части – градусы. Голландский стеклодув Фаренгейт, изготовивший в 1724 году первый спиртовой термометр, разделил на 100 градусов интервал от температуры самой холодной зимы в своем городе до температуры человеческого тела. Весьма неудобная шкала, но она до сих пор применяется в Англии и особенно в США. Между тем еще в 1665 году голландский физик Христиан Гюйгенс предложил использовать очень удобные опорные точки: температуру таяния льда и кипения воды. Эту идею реализовал в своем спиртовом термометре француз Рене Реомюр в 1730 году. Правда, разделил он этот интервал не на 100, а на 80 градусов. Во Франции и в России (до революции) использовали именно термометры Реомюра. Сейчас их нигде не употребляют. Наконец в 1742 году профессор астрономии Андрес Цельсий в своем ртутном термометре разделил этот же интервал на 100 частей. Один нюанс: его шкала была «перевернутой»! Температуру кипящей воды он принял за 0 градусов, а тающего льда – за 100. В таком виде шкала оказалась очень неудобной. Ее «вернул на место» уже после смерти Цельсия другой шведский ученый, и долгое время такой градусник называли «шведским», пока не укоренилась традиция называть термометр цельсиевым.

Это сюжет, достойный кинофильма. В 1967 году 24-летняя аспирантка Джоселин Белл на кембриджском радиотелескопе занималась радиообзором неба. Самописец, регистрирующий радиоизлучение, не выключался ни днем, ни ночью. Просматривая записи, 28 ноября она обнаружила непонятный пульсирующий источник. Строгая периодичность сигнала (с периодом чуть более 1 секунды) и малые размеры источника наводили на мысль об искусственной природе излучения. Новый источник обозначили как LGM-1 (Little Green Men – маленькие зеленые человечки), засекретили исследования и не стали публиковать сенсационные результаты до выяснения природы таинственных сигналов. В течение месяца английские радиоастрономы обнаружили еще несколько таких источников. Не слишком ли много «зеленых человечков»? Исследователи убедились в естественном происхождении сигналов и только после этого сообщили в печати об удивительном открытии. Из-за пульсирующего радиоизлучения такие объекты назвали пульсарами. Сейчас их известно уже более 2000. Теперь мы знаем, что пульсар – это нейтронная звезда (см. 19 октября), генерирующая узконаправленный пучок радиоизлучения. Из-за быстрого вращения звезды этот пучок попадает в поле зрения наблюдателя через равные промежутки времени – так образуются импульсы пульсара.