Часто думают, что ученые - бесчувственные, абсолютно логичные, рассудительные, сухие люди, но это не так. Безусловно, ученым нужно быть логичными и стараться избегать эмоций, если это возможно, когда они непосредственно заняты работой: проводят эксперименты или оценивают их результаты. Но основной стимул, который заставляет людей отдавать долгие часы изнуряющей, требующей огромных усилий работе, которая, вообще говоря, может и не дать ничего, должен быть связан с теми или иными эмоциональными причинами.
То, что побуждает человека создавать нечто оригинальное, вероятно, одинаково для всех, будь то ученый, художник или писатель. Трудно ожидать от поэта или композитора спокойствия, если их произведения опубликованы под чужим именем. Неудивительно, что и ученый очень остро ощущает свое право на уважение за все, что он самостоятельно открыл. В прошлом из-за приоритета между учеными случались горькие продолжительные ссоры, из которых, вероятно, наиболее известна ссора Ньютона и Лейбница по поводу дифференциального исчисления.
Кое-кому такое отношение к приоритету кажется чуть ли не детским и несовместимым с понятием о науке. Но такое отношение считается вполне естественным и нормальным, если признать тот факт, что науку делают люди: если бы не было эмоционального стимула открывать новое, возможно, у людей вообще не возникало бы стремления заниматься наукой.
Возможно, негодование Дэви в какой-то степени вызвано тем, что с его именем стали связывать меньшее число идей, и он это чувствовал. Кроме того, чисто по-человечески он мог испытывать некоторую зависть к быстрому выдвижению блестящего молодого человека. Такое отношение является также невольным свидетельством признания со стороны Дэви того факта, что Фарадей был человеком уникального дарования. Но в итоге, Дэви снял свои возражения, и в январе 1824 года Фарадея избрали в члены Королевского общества. Но при всех обстоятельствах, в последующие годы Фарадей с высочайшей похвалой отзывался о сэре Хэмфри Дэви и неприязненно относился к критике в его адрес.
Женитьба Фарадея
Можно полагать, что женитьба была достаточно важной вехой в личной жизни Фарадея. В 1821 году в возрасте двадцати девяти лет он женился на мисс Саре Бернар, семья которой, как и семья Фарадея, принадлежала к сэндеменианской религиозной общине. Стиль некоторых писем Фарадея, особенно писем к младшей сестре, может сейчас показаться несколько тяжеловесным, однако письма своей невесте он писал достаточно изящно, а его брак, хотя и бездетный, был вполне счастливым.
Через год после избрания в Королевское общество Фарадея избрали в члены Королевского института и назначили директором лаборатории. Надо полагать, что отношения между Дэви и Фарадеем стали вполне сердечными.
Открытие электромагнитной индукции
В 1800 году Вольта изготовил первую батарею, которая давала постоянный электрический ток, проводником его тужила металлическая проволока. В 1819 году Эрстед показал, что протекающий по цепи электрический ток вызывает отклонение магнитной стрелки. Открытие Эрстеда указывало на чрезвычайно тесную связь, существующую между электричеством и магнетизмом. Ампер пошел еще дальше, показав, что протекающий по цепи электрический ток ведет себя, как магнит, свойства которого можно точно рассчитать, зная форму электрической цепи и величину тока.
Проблема, за разрешение которой энергично взялся Фарадей, представляла собой по существу обратную задачу. Если электрический ток порождает магнетизм, то с магнетизмом должно каким-то образом быть связано появление электрического тока. 29 августа 1831 года, когда Фарадею было уже почти сорок лет, наступил его триумф.
Максвелл в статье, которую он написал о Фарадее для Британской энциклопедии, особо подчеркивает упорство Фарадея. Продолжавшиеся многие годы эксперименты, с помощью которых Фарадей пытался найти связь между магнетизмом и электричеством, представляют собой яркий пример настойчивости и упорства в установлении фактов, за которые Фарадей был вознагражден сторицей.
Важнейший закон, который удалось открыть Фарадею, состоял в том, что магнитное поле должно быть движущимся или меняющимся по величине, чтобы возникал электрический ток в цепи, расположенной в сфере действия поля. Во времена Фарадея это не казалось столь очевидным, поскольку постоянный электрический ток, как показали Эрстед и Ампер, порождал стационарные магнитные эффекты в пространстве вокруг цепи, по которой он протекал.
Точно так же электростатически заряженное тело может индуцировать стационарное распределение зарядов в других расположенных неподалеку телах. И постоянный магнит, свойства которого могут оставаться неизменными в течение многих, многих лет, также будет действовать с постоянной силой на другой магнит или на кусок железа.
Однако все попытки получить ток подобным образом были неудачны. Но если бы сумели получить постоянный электрический ток, просто намотав проволоку на постоянный магнит, то мы бы получили в наше распоряжение постоянный источник энергии.
Уже в первом успешном опыте, обнаружившем электромагнитную индукцию, Фарадей произвел необходимое изменение магнитного потока, включая и выключая электрический ток в катушке, намотанной на определенном участке железного кольца. При этом он заметил появление индуцированного электрического тока в другой проволочной катушке, намотанной на противоположном участке кольца.
Фарадей показал, таким образом, что прохождение электрического тока по одной проволочной катушке может вызвать на короткое время появление электрического тока в другой проволочной катушке, если катушки связаны между собой каким-либо магнитным материалом.
Сообщение Фарадея об этом кратковременном и очень малом по величине возмущении магнитной стрелки было первым описанием того явления, которое известно теперь под названием электромагнитной индукции. Можно сказать также, что в этом замечательном эксперименте Фарадей успешно испытал первый электрический трансформатор.
Возьмем, например, две катушки: катушку А с небольшим числом витков толстой проволоки и катушку В с существенно большим числом витков тонкой проволоки. Тогда низковольтные электрические колебания (при относительно большой величине тока) в первичной обмотке вызовут во вторичной обмотке колебания тока более высокого напряжения, но меньшего по величине. С таким же успехом можно провести аналогичный эксперимент, чтобы получить обратный эффект.
На этом принципе основано действие повышающих и понижающих трансформаторов, позволяющих получать от источника электрическую энергию того напряжения, которое нам нужно.
Как только ученый напал на верный след, эксперименты последовали один за другим, и три недели спустя после первого успеха в письме к Филлипсу, своему другу, Фарадей написал, что снова занимается электромагнетизмом.
17 октября 1831 года, на пятый день опытов, Фарадей впервые получил электрический ток с помощью одного только магнита. Теперь дело пошло. 28 октября Фарадей записывает, что заставил медный диск вращаться между полюсами большого подковообразного магнита Королевского общества.
Эти исторические эксперименты стали краеугольным камнем, на который опирается целая область современной науки, называемая электромагнетизмом. Фарадей создал прообразы первого трансформатора и первой динамомашины, и его работы оказались тем маяком, который привел сорок лет спустя Джемса Кларка Максвелла к теории электромагнитного излучения. Теории, благодаря которой люди вo всем мире получили возможность использовать радиоволны для связи и других целей.