Antonio Rojo: Физике становится тепло. Лорд Кельвин. Классическая термодинамика

Как и его братья, Майкл смог получить только базовое школьное образование, однако в 1812 году он посещал лекции английского химика Гемфри Дэви, после чего составил толстую книгу заметок и идей, которую отправил знаменитому лектору. Тот сразу же предложил Фарадею должность своего секретаря. Через некоторое время Дэви предоставил юноше место химика-ассистента в лондонском Королевском институте. В 1824 году Фарадей был избран членом Королевского общества. В 1833 году его наставник, филантроп Джон Фуллер, создал кафедру Фуллера в Королевском институте, и Фарадей был ее первым членом, оставаясь на этой должности до конца дней. В 1838 году он был избран членом Академии наук Швеции, а в 1844 году-Франции. В области химии Фарадей разработал степени окисления, являющиеся базовыми в химической формулировке, открыл бензол и одним из первых начал использовать такие термины, как анод, катод, электрод и ион.

Портрет Фарадея кисти Томаса Филлипса, 1842 год.

Основные работы ученого проведены в области электромагнетизма, особенно выделяется открытие электромагнитной индукции на основе ряда экспериментов, начатых в 1831 году. Согласно этому физическому явлению, когда проводник в состоянии покоя находится в переменном магнитном поле, появляется ток, который течет по этому проводнику; то же самое происходит, когда, наоборот, проводник движется в статичном магнитном поле. Несмотря на скудное математическое образование, Фарадей был способен догадаться о понятии, сегодня известном как электрическое поле. Он наглядно представил действие силы, которая наблюдается между электрическими зарядами, с помощью так называемых силовых линий, позволяющих показать изменение пространства под воздействием электрического заряда (на рисунках показаны различные отношения между линиями электрического поля). Многие считают Фарадея лучшим экспериментатором в истории. В его честь единица измерения электрической емкости в Международной системе единиц называется «фарад».

Изолированные положительный и отрицательный заряды

Положительный и отрицательный заряды

Два положительных заряда

То ли из- за давления отца, то ли из страха Томсон засомневался в том, что сможет осуществить карьеру ученого и серьезно задумался (по крайней мере, так он говорил своим друзьям) о том, чтобы стать адвокатом. Тогда он много времени посвящал и литературе, оставив на некоторое время учебу. «Я прочитал некоторые стихотворения Шекспира, - писал он, - и мне этого было достаточно, чтобы захотеть читать больше». Это замечание показывает, насколько захватила Уильяма эта новая, еще неведомая ему сфера.

Есть еще много вещей, которые будут против тебя, если только ты не сможешь показать своих знаний об операциях экспериментальной философии.

Джеймс Томсон своему сыну Уильяму

К счастью, приближался трайпос — экзамен по математике, длившийся несколько дней, в течение которых студенты подвергались различным испытаниям. (Считается, что экзамен получил это название благодаря неудобиому трехногому стулу — tripod, — на котором сидели экзаменуемые.) Для успешной сдачи требовалась специальная подготовка, и Уильям был вынужден вернуться к математике.

Участие Томсона в трайпосе 1845 года — возможно, один из самых известных эпизодов в его жизни. Все его товарищи были уверены, что он получит первое место и титул старшего спорщика, который присваивается победителю. Отец Уильяма, в свою очередь, также был заинтересован в том, чтобы тот был первым, поскольку считал, что этот результат поможет сыну получить кафедру натуральной философии в Глазго. Томсон не только рассчитывал на собственные способности, но и полагался на неоценимую помощь преподавателя математики Уильяма Хопкинса, который был одним из лучших репетиторов по трайпосу. Сам Хопкинс в 1827 году занял всего лишь седьмое место, но в 1849 году среди его учеников было уже 17 старших спорщиков. Победителями трайпоса были Джордж Габриэль Стокс в 1841 году и Джон Уильям Стретт (лорд Рэлей) в 1865-м. Последний получил Нобелевскую премию по физике в 1904 году. Однако, например, физики Джеймс Клерк Максвелл и Джозеф Джон Томсон (обладатель Нобелевской премии 1906 года) получили только второе место в 1854 и 1880 годах соответственно.