Дорфман Я.Г. Всемирная история физики.
Книга 2: С начала XIX до середины ХХ вв. Кн.2. Изд. стереотип.

Оглавление

Предисловие

Данная книга – непосредственное продолжение монографии автора "Всемирная история физики (с древнейших времен до конца XVIII в.)" (М., "Наука", 1974), составляющее с ней одно целое. Изложение всемирной истории физики мы заканчиваем на середине XX в., дабы не выйти за рамки исторического исследования и не входить в обсуждение еще не решенных злободневных вопросов.

Этот труд задуман как изложение и анализ хода развития преимущественно тех важнейших физических проблем, история которых представляется наиболее интересной и поучительной для физика-исследователя. Поэтому было совершенно необходимо попутно осветить события и характер соответствующих исторических периодов, взаимоотношение науки и общества, а также господствовавшие в то время философские воззрения.

При этом мы стремились по возможности ограничить объем своего труда, чтобы он мог быть внимательно прочитан без особого напряжения, поэтому отбор материала представил немалые трудности.

Большая часть содержания данной книги обсуждалась в процессе работы над ней в коллективе научных сотрудников Института истории естествознания и техники АН СССР, и автор обязан многим из них полезными замечаниями и ценными советами.

Автор глубоко благодарен Вл. П.Визгину, Н.Ф.Овчинникову, И.С.Алексееву за обстоятельные дискуссии.

Автор также искренне признателен Е.И.Погребысской, любезно взявшей на себя просмотр и подготовку рукописи, и А.Н.Азаровой за помощь в этом деле.

О Якове Григорьевиче Дорфмане (1898–1974)

Я.Г.Дорфман принадлежит к плеяде учеников академика А.Ф.Иоффе. Еще будучи студентом, он заинтересовался вопросами строения атома, которые стояли тогда в центре физической науки. Особый интерес у Я.Г.Дорфмана вызвал вопрос о природе магнитных свойств вещества. Вскоре он стал специалистом по атомному магнетизму и этой своей специальности не изменял в течение всей жизни.

Я.Г.Дорфман по праву считается основоположником атомного магнетизма в Советском Союзе. Он первый предсказал существование резонансного поглощения переменного электромагнитного поля веществом, намагниченным в постоянном поле (1923). Это явление, названное впоследствии электронным парамагнитным резонансом, экспериментально обнаружил Е.К.Завойский (1944).

В конце 20-х годов, исследуя рассеяние электронного пучка при прохождении через намагниченную железную фольгу, Я.Г.Дорфман показал, что оно значительно слабее, чем можно было ожидать по общепринятой тогда теории молекулярного поля Вейсса. Тем самым он доказал, что природа этого молекулярного поля не магнитная. В дальнейшем квантовая теория ферромагнетизма Френкеля–Гейзенберга подтвердила это. В те же годы Я.Г.Дорфман выполнил со своими сотрудниками цикл работ, целью которых было выяснить роль электронной проводимости в явлении ферромагнетизма.

Уже тогда работы Я.Г.Дорфмана получили широкое признание, в частности, это выразилось в приглашении его выступить на Сольвеевском конгрессе 1930 г., посвященном проблемам магнетизма.

Ход развития науки естественным путем привел к тому, что тематика исследований Я.Г.Дорфмана перешагнула сравнительно узкие рамки физики магнитных явлений и вышла на широкие просторы физики металлов. Итогом этой деятельности явилась изданная в 1934 г. монография "Физика металлов", написанная совместно с автором этих строк. Впоследствии Я.Г.Дорфман написал несколько монографий по физике магнитных явлений. Здесь трудно перечислить все его работы (их больше ста – детальный обзор его деятельности читатель может найти в УФН, 117, с.705–710).

Я.Г.Дорфман начал свою деятельность в Ленинградском Физико-техническом институте (ЛФТИ). В 1932 г. из состава ЛФТИ была выделена большая группа физиков, ставшая ядром вновь организованного Уральского физико-технического института, научным руководителем которого был назначен Я.Г.Дорфман. И в дальнейшем он немало сил отдал делу организации советской науки.

В последнее время Я.Г.Дорфман посвятил себя в основном истории физики, которой он интересовался с 30-х годов; в послевоенные годы он издал книгу "Лавуазье". Настоящий фундаментальный труд "Всемирная история физики" является завершением его работы в области истории науки.

Из Главы 1. Характеристика науки периода 1800–1850 гг.

Наука и общество

Политические события и социально-экономические факторы внесли существенные изменения в условия развития наук в первой половине XIX в. по сравнению с концом XVIII в. Они не были одинаковыми и в различных странах.

Великая французская революция во Франции сопровождалась, с одной стороны, развертыванием сети разнообразных специальных учебных и культурно-просветительных учреждений, с другой – упразднением всех академий как "рассадников аристократизма". Однако уже осенью 1794 г. наряду с созданием Политехнической школы, где 400 студентов слушали лекции Лагранжа, Лапласа, Монжа, Бертолле, Вольнея и других, Директория организовала Национальный институт, объединивший вновь восстановленные академии. В 1802 г. первый консул Бонапарт потребовал от Института представить обзор развития науки во Франции начиная с 1789 г. и впредь представлять такого рода обзоры через каждые пять лет. Первый и единственный обзор, составленный Кювье, был представлен в 1808 г. Подводя итоги развитию естествознания за эти 20 лет, Кювье писал: "Все те гипотезы, все более или менее остроумные предположения, которые господствовали в первой половине прошлого столетия, теперь дискредитированы истинными людьми науки".

Начавшаяся во Франции в этот период техническая революция способствовала быстрейшему развитию главным образом физико-математических и естественных наук. Кювье перечисляет крупные достижения науки и отмечает, что "только эксперименты, прецизионные эксперименты, сделанные посредством взвешивания, измерения и расчетов, примененные путем сопоставления ко всем веществам и на всех веществах подтвержденные, – таков сегодня единственно законный путь рассуждений и доказательств".

Однако условия во Франции далеко не всегда благоприятствовали экспериментальной научно-исследовательской работе. Ни Национальный институт, ни, например, Политехническая школа не имели научно-исследовательских лабораторий. Они редко имелись и в других учебных заведениях. Поэтому ученые этой эпохи оказывались порой даже в более трудных условиях, чем в предшествующие времена, когда во Франции среди аристократии и верхушки финансовой буржуазии считалось модным занятие экспериментальными науками. В особняках и во дворцах организовывались хорошо оборудованные научные кабинеты, куда нередко привлекались для подготовки эффектных развлечений профессиональные ученые. Они имели возможность на досуге использовать, это богатое оборудование и для постановки научных экспериментов.

Реставрация Бурбонов и господство феодально-клерикальной реакции Священного союза стерли последние следы былого увлечения наукой в высшем обществе. Ученые, ставшие теперь государственными чиновниками, зачастую вынуждены были экспериментировать у себя на квартире, изготовляя необходимую аппаратуру за счет своего очень скромного жалования. Так работали Ампер, Френель, Малюс и многие другие.

Французские ученые оказывались в материальной зависимости от централизованного Национального института, нередко тормозившего публикацию оригинальных научных трудов из-за оппозиции тех или иных влиятельных академиков, не желающих признавать новые веяния. Таково было положение во Франции.

В германских государствах к началу XIX в. имелось значительное число университетов. Характерной их особенностью было то, что под наукой понимали здесь всю совокупность наук, между тем как во французских высших учебных заведениях той эпохи развивались почти исключительно физико-математические и естественные науки. Территориальная близость разнообразных факультетов в университетах способствовала обмену мнений и взаимному влиянию наук друг на друга. Поскольку Германия была в то время технически и экономически отсталой страной, физико-математические и естественные науки пользовались порою меньшим вниманием, чем философия, богословие или классическая филология. Поэтому именно в Германии естественно возникали попытки приложения философских воззрений не только к историческим процессам, но и к явлениям природы.

Эпоха наполеоновских войн и последовавшая за ними тирания Священного союза, когда германские земли насильственно перекраивались по воле иностранных держав, вызвали в Германии ярко выраженную волю к независимости и к взаимному объединению. Децентрализация немецкой университетской науки способствовала появлению именно в Германии большого числа разнообразных периодических изданий, где публиковались научные работы и велась широкая и разносторонняя дискуссия по специальным и общим вопросам. Однако к середине века бурно возросший практицизм, связанный с началом технического и промышленного переворота в Центральной Европе, требовал от естествоиспытателей развития прикладных исследований. Это привело к чрезвычайно резкому противопоставлению эмпирического и теоретического направлений исследований. Среди части германских естествоиспытателей, особенно среди физиков, постепенно установилось пренебрежительное отношение к теории. Издатель журнала "Annalen der Physik" известный физик Поггендорф отклонял все статьи, в которых он усматривал малейшую тенденцию к натурфилософскому теоретизированию. Решительно возражал против теоретических исследований глава берлинской школы физиков Магнус. Таковы были особенности воззрений на науку, развивавшихся в ту эпоху в Германии.

Что касается материальных условий для научной работы, то следует заметить, что в германских университетах, поскольку они фактически принадлежали различным князькам и принцам, не существовало единообразного финансирования. Условия менялись от университета к университету весьма причудливым образом, но характерным для немецких университетов уже в те времена было почти обязательное сочетание учебного процесса с научно-исследовательской работой. Наполеоновские войны создали огромные материальные трудности для немецкого населения, и это не могло не отразиться на науке. Многие университеты надолго лишились той материальной поддержки, которую им оказывали правители германских государств. Благосостояние немецкой университетской науки было восстановлено примерно к 30–40-м годам XIX в.

Таково было положение науки в Германии.

В Англии, где промышленная революция уже победила окончательно в начале рассматриваемого периода, положение науки существенно отличалось от такового во Франции и Германии. В Англии не было ни учреждения, аналогичного французскому Национальному институту, ни системы университетов, сходной с германской. Если Томас Юнг и располагал средствами для оборудования домашней лаборатории, то это лишь потому, что он одновременно занимался медицинской практикой. Королевское общество, сильно нуждавшееся в продолжение всего XVIII в., и старые английские университеты Оксфорда и Кембриджа теперь уже значительно превосходили по своему богатству любые научные учреждения на континенте.

Несмотря на крупные достижения английской науки в рассматриваемый период, в самой Англии эти успехи зачастую отмечались как недостаточные. Стремление к приданию более систематического направления научным исследованиям привело к созданию в 1830 г. общественной "Ассоциации для поощрения науки", сыгравшей важную роль в развитии английской науки. Следует заметить, что к этому времени подобная же организация уже существовала в Германии (она была основана А.Гумбольдтом в 1828 г.). Но английские ученые продолжали работать в одиночку, не создавая собственных школ.

Сопоставляя научные достижения трех западноевропейских стран – Франции, Германии и Англии в первую половину XIX в., известный английский историк Дж. Т.Мерц писал: "Франция была той страной, где новейшие методы измерения, расчета и классификации впервые осуществлялись в широких масштабах, где они были сведены в систему и применялись для изучения природы в целом. Академия наук совместно с высшими учебными заведениями, а также естественно-исторические музеи и медицинские учреждения составляли единую организацию высшего разума нации, с помощью которой могло быть предпринято систематическое исследование небес и земли, неодушевленного и живого мира. В то же время более глубокому изучению были подвергнуты методы измерения и расчета, и в результате созданы новые науки и впервые атакованы те проблемы, которыми и к концу века наука все еще продолжает заниматься. И именно во Франции открытия, сделанные в лаборатории, были впервые применены к тому, чтобы революционизировать ремесла и промышленность. Во всех своих различных выражениях – в создании трудов, классически совершенных по содержанию и форме, по их приложению к проблемам жизни и общества, по их воздействию на общую литературу, – оказывается, что дух науки, каким мы его знаем, был уже полностью установлен во Франции с начала века".

Три десятилетия спустя техническая революция начинается в германских государствах и, как отмечает Мерц, "тот же научный дух поселяется в германских университетах в качестве интегральной части университетского цикла. То, чего иногда не доставало французской науке, историческая полнота и философская критика, были ей приданы в Германии...

Между тем Англия, где введение научного духа как установленного канона систематических и методологических исследований осуществилось позднее, чем в других странах, продолжала на всем протяжении века вести пионерскую работу во многих изолированных областях науки. Индивидуальные усилия, в противовес коллективным, были здесь вознаграждены рядом блестящих открытий, которые либо революционизировали практику, либо открывали новые пути к скрытым тайнам природы. Из-за отсутствия таких научно-исследовательских и учебных организаций, которые имелись в других странах, эти идеи оставались в забытьи или же разрабатывались иноземными талантами. Наибольшее число совершенных по форме и содержанию трудов, ставших классическими для всех времен, принадлежит, вероятно, Франции; наибольшее количество научных работ было, вероятно, выполнено в Германии; но среди новых идей, которые на протяжении века оплодотворяли науку, вероятно, наибольшая доля принадлежит Англии", – заключает Мерц.

Что касается остальных европейских стран и США, то трудно говорить о существовании в них в эту эпоху национальной науки.

Об авторе

Выдающийся отечественный ученый-физик, основоположник атомного магнетизма в СССР. Ученик академика А.Ф.Иоффе. В 1925 г. окончил Ленинградский политехнический институт. В 1921–1931 гг. работал в Физико-техническом институте в Ленинграде. В 1932 г. был назначен научным руководителем Уральского физико-технического института. Доктор физико-математических наук (1934). С 1958 г. работал во Всесоюзном институте научной и технической информации, а с 1964 г. заведовал сектором физики Института истории естествознания и техники АН СССР.

В область основных научных интересов Я.Г.Дорфмана входила физика магнитных явлений. В 1923 г. он высказал идею о возможности резонансного поглощения электромагнитной энергии в парамагнетиках. В 1927 г. экспериментально доказал, что молекулярное поле в ферромагнетиках не магнитного происхождения. В 1930 г. Я.Г.Дорфман совместно с Я.И.Френкелем теоретически обосновал доменную структуру ферромагнетиков. В 1951 г. теоретически установил существование циклотронного резонанса. Последние годы жизни Я.Г.Дорфман посвятил истории физики, и настоящий фундаментальный труд является завершением его работы в этой области.