Он не только выполнил поставленную задачу, но для ее осуществления фактически создал науку, которая носит название «высшей геодезии» и имеет своей задачей установление формы земной поверхности не в упрощенном, а в действительном ее виде. Основы этой дисциплины изложены Гауссом в сочинении «Исследования о предметах высшей геодезии» (1842–1847). Это сочинение и в настоящее время имеет большое значение для высшей геодезии. Выполнение геодезической съемки требовало усовершенствованной оптической сигнализации, для которой ученый изобрел специальный прибор – гелиотроп.
В 1831 году он пытается заниматься кристаллографией. В этом же году в Геттинген приезжает приглашенный по инициативе Гаусса 27-летний физик Вильгельм Вебер, в котором он нашел сотоварища по занятиям наукой.
В 1832 году они совместно создают так называемую абсолютную систему единиц, приняв за основные три единицы: единицу времени, единицу длины и единицу массы. В 1833 году в тесном сотрудничестве с Вебером Гаусс строит первый в Германии электромагнитный телеграф, который связывал магнитную обсерваторию с городом Нейбургом.
Совместные занятия Гаусса и Вебера были прерваны в 1843 году, когда Вебера вместе с шестью другими профессорами изгнали из Геттингена за подписание письма королю, в котором указывалось на нарушения последним конституции (Гаусс не подписал письма).
Умер Гаусс 23 февраля 1855 года.
Майкл Фарадей
(1791–1867)
Английский физик Майкл Фарадей стал основоположником современной концепции поля в электродинамике. Его труды ознаменовали наступление новой эры в физике.
Его великий последователь Джеймс Клерк Максвелл писал: «Фарадей является и навсегда останется творцом того общего учения об электромагнетизме, которое рассматривает с единой точки зрения все явления, изучавшиеся прежде в отдельности, не говоря уже о тех явлениях, которые открыл сам Фарадей, следуя своему убеждению о единстве всей науки».
Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в Лондоне, в одной из беднейших его частей. Его отец был кузнецом, а мать – дочерью земледельца-арендатора.
Скромные доходы семьи не позволили Майклу окончить даже среднюю школу. В нескольких шагах от дома, в котором жила семья Майкла, находилась книжная лавка, бывшая вместе с тем и переплетным заведением. Сюда-то и попал Фарадей, окончив курс начальной школы, когда возник вопрос о выборе профессии. Майклу в это время минуло только тринадцать лет.
Все это время Фарадей занимался самообразованием – прочитал всю доступную ему литературу по физике и химии, повторял в устроенной им домашней лаборатории опыты, описанные в книгах, посещал по вечерам и воскресеньям частные лекции по физике и астрономии.
Физические и химические опыты Фарадей стал проделывать еще мальчиком при первом же знакомстве с физикой и химией. Однажды Майкл посетил одну из лекций Хэмфри Дэви, великого английского физика. Фарадей сделал подробную запись лекции, красиво переплел ее и отослал Дэви. Тот был настолько поражен, что предложил Фарадею работать с ним в качестве секретаря. Вскоре Дэви отправился в путешествие по Европе и взял с собой Фарадея.
Вернувшись в Лондон в 1815 году, Фарадей начал работать ассистентом в одной из лабораторий Королевского института в Лондоне.
Опираясь на опыты своих предшественников и скомбинировав результаты нескольких собственных опытов, к сентябрю 1821 года Майкл напечатал «Историю успехов электромагнетизма».
В 1821 году в жизни Фарадея произошло еще два важных события: он получил место надзирателя за зданием и лабораториями Королевского института и женился. Брак оказался счастливым, хотя детей не было.
В 1823 году Фарадеем было произведено одно из важнейших открытий в области физики – он впервые добился сжижения газа, и вместе с тем установил простой, но действительный метод обращения газов в жидкость.
В 1824 году Фарадей сделал несколько открытий в области физики. Среди прочего он установил, что свет влияет на цвет стекла, изменяя его.
В следующем году Фарадей снова обращается от физики к химии, и результатом его работ в этой области является открытие бензина и серно-нафталиновой кислоты.
В 1831 году Фарадей опубликовал трактат «Об особого рода оптическом обмане», послуживший основанием прекрасного и любопытного оптического снаряда, именуемого «хромотропом». В том же году вышел еще один трактат ученого «О вибрирующих пластинках».
Многие из этих работ могли бы сами по себе обессмертить имя их автора. Но наиболее важными из научных работ Фарадея являются его исследования в области электромагнетизма и электрической индукции. Важный раздел физики, трактующий явления электромагнетизма и индукционного электричества и имеющий в настоящее время такое громадное значение для техники, был создан Фарадеем из ничего.
Ряд исследований в области электрической индукции Фарадей завершил открытием, сделанным в 1835 году, «индуктирующего влияния тока на самого себя». Он выяснил, что при замыкании или размыкании гальванического тока в самой проволоке, служащей проводником для этого тока, возбуждаются моментальные индуктивные токи.
Изыскания в области индукции, производимой земным магнетизмом, дали Фарадею возможность высказать еще в 1832 году идею телеграфа, которая затем и легла в основу этого изобретения.
В 1833–1834 годах ученый изучал прохождение электрических токов через растворы кислот, солей и щелочей, что привело его к открытию законов электролиза. Эти законы (законы Фарадея) впоследствии сыграли важную роль в становлении представлений о дискретных носителях электрического заряда. До конца тридцатых годов Фарадей провел исследования электрических явлений в диэлектриках.
Открытие электромагнитной индукции принесло Фарадею известность. Но он по-прежнему был очень стеснен в средствах, так что его друзья были вынуждены хлопотать о предоставлении ему пенсии. Эти хлопоты увенчались успехом лишь в 1835 году.
Обширные и разносторонние работы не могли не отразиться на здоровье Фарадея. В последние годы этого периода он работал уже с большим трудом. В 1839 и 1840 годах состояние ученого было таково, что он нередко вынужден был прерывать свои занятия и уезжать куда-нибудь в приморские местечки Англии. В 1841 году друзья убедили Фарадея поехать в Швейцарию. Пребывание в Швейцарии весьма благотворно отразилось на здоровье Фарадея.
К сентябрю 1845 года Фарадей открыл явления вращения плоскости поляризации в магнитном поле, а в декабре того же года – диамагнетизм. Помимо конкретных экспериментальных исследований, огромное значение для будущего развития физики, в частности электромагнитной теории Максвелла, имели рассуждения и гипотезы Фарадея. Введенные им магнитные и силовые линии, а затем так называемые физические силовые линии для рассмотрения электромагнитных взаимодействий означали смену ньютоновской концепции дальнодействия концепцией близкодействия, то есть введения в науку понятия поля.
