Космология и физика эпохи возрождения вплоть до XIX века

Неудивительно, что ряд более поздних открытий евро­пейской астрономии делался не в небе, а в манускриптах древних. Однако это не умаляет открытия Николая Ко­перника (1473—1543 гг.), который является основополож­ником современной космологической теории. Начав с реконструкции модели Аристарха, создав свою гелио­центрическую модель, которая соответствовала астроно­мическим наблюдениям и выявила, по словам Коперника: «поразительную соразмерность и... узы гармонии между движением и размерами орбитальных кругов, которые невозможно выявить никаким другим способом». В своей системе мира Коперник объяснил суточное перемещение Солнца вращением Земли вокруг своей оси, а также предсказал наличие параллактического смещения звезд на протяжении года.

Таким образом, система мира Коперника стала конку­рентом геоцентрической модели Птолемея (90—168 гг.). Птолемей известен также своей картой, на которой в Северной Европе нанесены белые зоны, которые можно интерпретировать как возможные зоны распространения остатков ледника. Справедливости ради следует отметить роль Птолемея в разрушении мира. Геоцентрическая мо­дель была создана в противовес известной в то время гелиоцентрической системе Аристарха. Хотя геоцентри­ческая модель Птолемея формально потерпела пораже­ние, однако в широком смысле она получила развитие в виде антропоцентрической системы мира. Это, в конеч­ном счете, привело к затуханию знаний и гибели земной цивилизации.

В XVI и XVII веках европейская наука после застоя пришла к важным космологическим выводам. Научная мысль с трудом пробивала себе путь, ибо утратила закон единства трех миров и выступала против мирового разу­ма. Так, Джордано Бруно (1548—1600 гг.) высказал мысль

о бесконечности Вселенной и множественности миров, подобных нашей Земле, однако был воинствующим без­божником. Но за тысячи лет до него, как уже упомина­лось, эту же идею излагали тексты пирамид, священные книги Древней Индии и Тибета, а также Лукреций. В од­ном из самых ранних текстов пирамид высказывается идея бесконечности космоса. А в древней санскритской книге «Вишну-Пуране» прямо говорится, что наша Земля — лишь один из тысяч миллионов подобных ей обитае­мых миров, находящихся во Вселенной.

Иоган Кеплер (1571 — 1630 гг.) продолжил астрономи­ческую революцию, начатую Коперником. Кеплер стал в 1601 г. помощником великого датского астронома Тихо Браге (1546—1601 гг.) и приступил к построению геомет­рической модели, призванной объяснить результаты на­блюдений планеты Марс. Кеплер написал книгу «Новая астрономия, причинно обусловленная, или Физика неба, изложенная в исследованиях о движении звезды Марс, по наблюдениям благороднейшего мужа Тихо Браге». Здесь впервые Кеплер доложил, что Марс движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Кеплер свято верил в великую гармонию природы, на­писав позднее книгу «Гармония мира». В ней он опубли­ковал два из своих грех знаменитых законов движения планет. Первый закон Кеплера утверждает, что все пла­неты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце; а второй закон — всегда за одинако­вые промежутки времени радиус-вектор планеты опи­сывает равновеликие площади. Этим Кеплер продолжил работу Аристарха по созданию геометрической модели мира.

Кеплер усовершенствовал, во-первых, планетные ор­биты, которые лежали в одной плоскости в модели Ари­старха. Их необходимо было поместить в различные плоскости, проходящие через Солнце. Во-вторых, прин­цип равномерного кругового движения следовало заме­нить новым принципом: отрезок прямой, соединяющей

планету с Солнцем, описывает равные площади за равные промежутки времени. В-третьих, круговые орбиты пла­неты требовалось заменить эллиптическими, поместив в один из фокусов эллипса Солнце.

Веря в порядок и совершенство Вселенной, И. Кеплер рассматривает Солнце как физический центр, объеди­няющий систему планет и небесных тел в одно целое и удерживающий их вместе. Этим ученый предвосхитил положение фрактальной физики — закон всеобщего взаимодействия, утверждая, например, что существует некая универсальная физическая сила, родственная маг­нетизму и пронизывающая все окрест. Солнце, по Кепле -ру, есть центр, благодаря чему возможно научное описа­ние движения планет. Наконец, Солнце выступает тео­логическим центром, чем и достигается порядок и миро­вая гармония. Здесь также Кеплер предвосхитил теорию фрактальной физики о носителях сознания.

Уровень научных воззрений того времени и наблюда­тельные данные были еще недостаточны для тех реши­тельных заявлений о строении мира, которые произнес И. Кеплер. И в том, что он все же сделал их, просматрива­ется его гений, его вера в природную законообразность, в которой он усматривал божественное начало. Фактически в работе «О шестиугольных снежинках», изданной в 1611 г., он положил начало новой физике, ответил на многие вопросы геометрии формообразования природных объ­ектов. В построении формы Кеплер увидел «божественные пропорции», которые теперь рассматри­ваются как фрактальные размерности. Поиски Кеплером общей формообразующей силы привели его к высшему разуму, который является порождением этой силы. Из­вестно, что математика не занимается природой образо­вания геометрических форм. Вот почему замечание Кеп­лера падуанскому математику Г. Галилею в сочинении «Разговор со звездным вестником», изданном в 1610 г., раскрывает помыслы по обоснованию единого фунда­мента мироздания: «Думаю, что если ты учтешь мое за-

мечание в своей системе мира, то в этой части сможешь более верно судить о первопричинах явлений».

В 1618 г. Кеплер обнародовал свой знаменитый третий закон планетных движений, выражавший связь между периодом планеты и величиной большой полуоси орбиты: отношение куба больших полуосей к квадрату периодов обращения планет вокруг Солнца постоянно для всех планетных орбит. И только сейчас дан правильный ответ, исходя из положений фрактальной физики: постоянство связи параметров планетных движений обусловлено по­ложительным электрическим зарядом Солнца.

Считалось, что законы Кеплера справедливы не только для планет, но и вообще для всех тел, естественных и искусственных, обращающихся вокруг своих централь­ных, более массивных небесных тел. Однако на основа­нии положений фрактальной физики третий закон Кеп­лера справедлив там, где гравитационная сила (сила тя­готения) является электрической. Для магнитных сил тя­готения фрактальная физика представляет другой закон движения заряженных объектов во Вселенной.

Отметим, что Кеплер написал книгу о приложении оптики к астрономии за 6 лет до того, как Галилей на­правил свой телескоп на небо. Увеличительные линзы, изобретенные Кеплером в 1611 г., являются основой сис­темы школьных телескопов.

Таким образом, основываясь на модели Коперника и используя превосходные результаты наблюдений Тихо Браге, Кеплер сделал первый существенный шаг в раз­витии астрономии со времен Аристарха. Гений Кеплера далее не был развит, не нашел должной поддержки у по -следующих поколений физиков, произошло затухание знаний, а затем, через 400 лет, началось возрождение идей Кеплера в новом учении о природе.

Следующим отличительным этапом в развитии физики и астрономии стала механика Галилео Галилея (1564 — 1642 гг.). Хотя Галилей был современником И. Кеплера, однако их подход и видение мира принципиально отли-

чаются. Это видно из теории Галилея, которая дает идеализированное описание движения тел вблизи по­верхности Земли, пренебрегая сопротивлением воздуха, кривизной земной поверхности и зависимостью ускоре­ния свободного падения от высоты. Его теория покоится на четырех аксиомах, которые Галилей не сформулировал в явном виде, но которые скрыто присутствуют во всех его работах.

Первая аксиома, касающаяся специального случая движения, в наше время называется законом инерции, или первым законом Ньютона, хотя по праву принадле­жит Декарту. Вторая аксиома — это закон свободного падения тел (из состояния покоя без учета сопротивления воздуха), установленный Галилеем. Третья аксиома ха­рактеризует движение тел, скользящих без трения по наклонной плоскости, а четвертая — движение снарядов.

При изучении перемещения тел Галилей не интересо­вался «побудительными причинами» движения, поэтому все его законы в основном носят локальный характер. У него подход к изучению движения чисто математический. Исследователь вводит время как четвертое измерение ми­ра, «вложив» евклидово пространство в пространственно-временной континуум (совокупность); время по Галилею является мерой движения. Однако напомним положение фрактальной физики: если время рассматривать глобаль­но, во всем безграничном пространстве, то оно недвижи­мо, что характеризует бесконечность Вселенной и со­хранность энергии. То время, которое мы измеряем, яв­ляется не физической сущностью, а математической ха­рактеристикой — показателем скорости локальных изме­нений и превращений одних форм материи в другие.

Галилей не изучал природу гравитации. Теперь мы знаем, что гравитационная сила (сила тяготения) является электрической или магнитной силой. Со времен средне­вековья никто не догадался провести прямое измерение тяготения заряженных и незаряженных тел. Только автор

нового учения провел этот эксперимент по прямому из­мерению силы тяготения.

Важным в жизни Г. Галилея было космологическое открытие в 1610 г. четырех спутников Юпитера, которые получили названия: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто. Как оказалось, спутники шарообразны, и по своим размерам Ганимед больше Меркурия, Каллисто близок к нему, а Ио и Европа примерно того же размера, что и Луна. Они движутся почти в плоскости экватора планеты.

Космологическое открытие укрепило представление Галилея о геометрической модели Вселенной. Вспомним, что Коперник представил Вселенную в виде сферы, в центре которой находится Солнце, а Кеплер считал, что звезды заключены внутри тонкой сферической оболочки, окружающей Солнце. Однако Галилей предусмотрительно умалчивал о форме и размерах звездной Вселенной. Се­годня, опираясь на фундамент фрактальной физики, ме­ханика Галилея представляет собой предельный случай электромагнитной теории тяготения.

Пытливые умы эпохи Возрождения пытались понять строение мира. Так, Рене Декарт (1596—1650 гг.) был убежден, что все пространство между твердыми телами заполнено сплошной эфирной средой, завихрениями ко­торой и обусловлено взаимодействие между твердыми телами. Это представление об эфире Декарт, как и Ари­стотель, строили на двух самоочевидных истинах: во-первых, природа не любит пустоты, и, во-вторых, взаи­модействие на расстоянии невозможно в пустом про­странстве. Декарт полагал, что Вселенная безгранична, но не бесконечна. При этом заметим, что физики XX в. от­казались от эфира и представили пространство матема­тическим полем, что привело нынешнюю физику в тупик.

 

Мы знаем, что Галилей пришел к формуле v² = 2gh, позволяющей вычислить конечную скорость тела, падаю­щего с постоянным ускорением g из состояния покоя с высоты h. Это соотношение можно записать в более об­щем виде, можно сказать, что тело может изменить ки-

83

нетическую энергию за счет потенциальной и наоборот: полная энергия Е = К + U тела не изменяется в системе без потерь. Этот закон сохранения энергии выведен Га­лилеем для снарядов и тел. Закон сохранения энергии остается в силе и в более общем случае. Он справедлив и тогда, когда механическая энергия переходит в тепло или электромагнитное излучение. Очевидно, что первооснова закона сохранения энергии заключена в принципах, об­щих для всех теорий.

Природу этих принципов открывает нам закон сохра­нения кинетической энергии при упругих соударениях, доказанный голландским исследователем Христианом Гюйгенсом (1629—1695 гг.). Однако в основу первого ва­рианта закона сохранения энергии, выведенного Гюй­генсом, легла работа его соотечественника Симона Сте-вина (1548—1620 гг.). Для вывода первого варианта зако­на сохранения импульса Гюйгенс использовал принцип относительности равномерного движения. Им показано, что суммарный импульс двух тел не меняется при упругих столкновениях. Наконец, Гюйгенс, изучая центробежную силу, действующую на тело при его движении по окруж­ности радиуса r со скоростью v, определил, что она равна F = mv²/r, где m — масса тела.

Таким образом, Гюйгенс фактически использовал не­которые основные положения, которые Исаак Ньютон (1642—1727 гг.) сформулировал много лет спустя в своей механике, а именно: пропорциональность веса тела F его массе; соотношение между приложенной силой, массой и ускорением (F = mg); равенство действия и противодей­ствия.

Рассмотрим теперь кратко историю развития теории гравитации, развитие которой тесно связано с эволюцией представлений о пространстве и времени.

Еще ученые первых греческих школ (V—IVвв. до Р. X.) утверждали, что «подобие стремится соединиться с по­добным». В течение всего средневековья эта идея под-

держивалась аналогией с притяжением магнитов: Уильям Гильберт (1540—1603 гг.), Иоганн Кеплер. Однако Отто фон Герике (1602—1681 гг.) уже увидел аналогию между электрическим и гравитационным взаимодействием. Из­вестно, что эти великие ученые в своих предположениях не ошиблись, ибо взаимодействие Земли с Солнцем — электрическое, а Солнца с центром Галактики — магнит­ное. В связи с огромным значением представлений о при­роде гравитации У. Гильберта и О. Герике рассмотрим более подробно их воззрения.

Уильям Гильберт, лейб-медик королевы Англии, вы­пустил в 1600 г. книгу «De Magnete». В этой книге автор касается не только магнитных явлений, но достаточно подробно обсуждает и эффекты электричества. В то вре­мя электрические явления длительное время находились как бы в тени магнитных эффектов.

Одна из причин такого состояния исследования элек­тричества определялась общей закономерностью развития науки: как правило, она решает в первую очередь задачи, выдвинутые практикой. В этом отношении поначалу маг­нетизм имел заметное преимущество перед электричест­вом. Действительно, магнитный компас, известный на Востоке уже в I в. после Р. X. и применявшийся в Европе с XIII в., был важнейшим инструментом при дальних морских путешествиях. После великих географических открытий возник вопрос об усовершенствовании ориен­тации на море с помощью компаса. Этот вопрос превра­тился в одну из наиболее актуальных проблем науки и практики.

Однако люди с глубокой древности также были знако­мы с целым рядом электрических явлений. Ведущую роль в развитии науки об электричестве сыграло изучение свойств натертого янтаря. Притяжение легких предметов натертым янтарем в представлении как древних, так и средневековых ученых ассоциировалось со свойством магнетита (железной руды) притягивать железо. Так электрические явления впервые «соединялись» с магни-

тами. Однако слабость притяжения и его кратковремен­ность по сравнению с действием магнетита и полное от­сутствие практического применения привело к тому, что эти свойства оказались вне интересов ученых.

У. Гильберт проявляет особый интерес к свойствам магнита и магнитного компаса. Итогом исследований, как уже отмечалось, стала книга «De Magnete». В книге Гильберт показывает, что магнетизм Земли объясняется «с помощью магнитных принципов внутренних частей земного шара и его подлинной сущности».

Однако в одной из глав Гильберт касается «притяжения янтаря» и описывает прибор для наблюде­ния электрического притяжения. По своей сущности, это первый электроскоп в виде металлической стрелки, под­вижной на своей игле. Теперь известно, что при прибли­жении к концу стрелки заряженного тела на ней вслед­ствие электростатической индукции происходит перерас­пределение зарядов. На конце, ближайшем к телу, наво­дится заряд противоположного знака (по отношению к заряду на теле), из-за чего возникает сила притяжения между телом и стрелкой, и она поворачивается. Однако Гильберт, изучая электрические явления, не претендовал на решение вопроса, а только объяснял их с позиции магнитного взаимодействия.

Таким образом, У. Гильберт объяснял причину притя­жения тел проявлением их магнитных свойств.

Отто фон Герике, бургомистр Магдебурга, внес боль­шой вклад в область исследования электричества после У. Гильберта. В 1672 г. в Амстердаме увидела свет книга Ге­рике «Новые так называемые магдебургские опыты о пустом пространстве...». Одна из глав книги посвящена электричеству, где описана первая в истории физики электрическая машина. Вот описание машины: «Берут [полый] стеклянный шар величиной с голову ребенка, в него насыпают серу, растолченную в ступке, затем ставят его на огонь, где держат до тех пор, пока сера не рас­плавится; после охлаждения разбивают [стеклянный] шар

и вынимают шар из серы, который сохраняют в сухом, а не влажном месте. При желании в этом шаре можно проделать отверстие таким образом, чтобы он мог при­водиться во вращение вокруг железной оси... Под шаром помещают разные обрезки или листочки из золота, се­ребра, бумаги и других остатков, а затем, касаясь шара очень сухой рукой, натирают его на протяжении двух-трех оборотов или более. Тогда он притягивает все эти маленькие обрезки и увлекает их за собой по мере вра­щения вокруг оси так, как если перед нашими глазами был земной шар, который подобным образом удерживает посредством притяжения живые существа и все, что рас­полагается на его поверхности, и увлекает их с собой при суточном движении».

Отсюда видно, что вслед за Гильбертом Герике видел аналогию между электрическим и гравитационным при­тяжением. Эта аналогия найдет важное подтверждение в установлении закона всеобщего взаимодействия, в от­крытии истинной природы гравитации.

Ньютон устанавливает закон, который гласит: «Тяготение существует ко всем телам вообще и пропор­ционально массе каждого из тел». Итак, по Ньютону, все тела притягиваются друг к другу. Эта величайшая ошибка всех времен и народов, приведшая к гибели нашу циви­лизацию. Вот к чему привел математический стиль мыш­ления.

Почему это произошло? Ведь Ньютон правильно пред­полагал, что как свет, так и вещество состоят из невиди­мых частиц, а теплота обусловлена их движением. Он также верил в существование всеобъемлющего эфира, состоящего исключительно из света и быстродвижущихся частиц. Согласно Ньютону, Вселенная не только безгра­нична, но и однородна, то есть в среднем ее свойства одинаковы во всех точках и по всем направлениям. Ньютон сам признавал, что с его гипотезой о действии тяготения на расстоянии, «как бы мгновенно», в пустом пространстве, трудно согласиться. Однако сохранились

указания, что Ньютон искал объяснения мгновенного действия тяготения в развитии идей Фотье дю Дюийе (1664—1753 гг.), швейцарского ученого, объяснявшего тяготение давлением мелких двигающихся частиц, запол­няющих космос.

Теперь мы знаем, что с помощью фрактальной физики установлена структура пространства и описано действие электромагнитного механизма гравитации посредством информации, имеющей скорость распространения больше скорости света по меньшей мере в 10¹³ раз.

Таким образом, история науки показывает, что, ис­пользование неверного принципа в представлении фун­дамента материи, заложенного вопреки имеющимся част­ным случаям и наблюдаемым проявлениям свойств мате­рии, в обобщенный закон, приводит к разрушению мира.

В конце XVII — начале XVIII в. у ученых возникло стремление свести электрические взаимодействия к про­стым и ясным законам, подобным законам механики. Они знали об электричестве слишком мало. Период «первоначального накопления» фактов еще не закончил­ся. Поэтому весьма важным были опыты Френсиса Хокс-би (1666 — 1713 гг.). Он создал новую электрическую ма­шину, с помощью которой можно было проводить элек­трические опыты в условиях пониженного давления. В принципе, эта машина напоминала устройство Герике. Однако машина обладала существенными преимущества­ми. Стеклянный шар Хоксби мог приводиться в быстрое вращение благодаря применению ременной передачи. В полый шар можно было помещать различные тела и от­качивать из него воздух. К телам прикреплялись тонкие льняные нити. При различных положениях наэлектризо­ванного тела нити ориентировались по-разному, но все­гда по направлению к этому телу. Так Хоксби фактически удалось впервые в истории физики сделать «видимое» электрическое поле, подобно тому, как ранее с помощью металлических опилок изображали магнитное поле. Хоксби в своих опытах обратил внимание на способ

электризации тел через влияние (эффект электростати­ческой индукции). Однако исследователь не сделал вывод из этого явления, и открытие электризации через влияние принадлежит другому английскому физику, который со­общил о нем через 40 лет после смерти Хоксби.

Электрические опыты Хоксби привлекли внимание другого английского естествоиспытателя Стефана Грея (1667—1736 гг.). В своих опытах Грей производил пере­дачу электрических зарядов на расстояние. Вновь был продемонстрирован эффект электризации через влияние. Работы Хоксби и Грея дали импульс новым опытам и от­крытиям, относящимся к электричеству.

В 1732 г. результатами Грея заинтересовался фран­цузский ученый Шарль Дюфэ (1698—1739 гг.). В резуль­тате один из выводов Дюфэ стал основой для всего уче­ния об электричестве. Ученый пришел к заключению о существовании электричества двух родов — «смоляного» и «стеклянного». Дюфэ писал об этом так: «Я убедился, что стекло и горный хрусталь производили обратное действие по сравнению с копалом, янтарем и сургучом... И это навело меня на мысль, что существуют два разных вида электричества».

Так родилась идея, сохранившаяся в физике до наших дней. Наличие двух родов электричества — одно из важ­нейших положений теории электромагнетизма.

В 1750 г. американскому естествоиспытателю Б. Франклину (1706 — 1790 гг.) удалось сформулировать об­щие принципы, объясняющие электрические явления. Франклину принадлежит также открытие стекания элек­трического заряда с острия. Он доказал, что электриче­ство при трении не образуется заново, а лишь перерас­пределяется между телами, т. е. Франклин установил за­кон сохранения электрического заряда. Широкую извест­ность получили его доказательство электрической при­роды молнии и усилия по распространению громоотводов.

Несмотря на недостаток умозрительной теории Франклина, петербургский академик Ф.У.Т. Эпинус

(1724 — 1802 гг.) в своем трактате «Опыт теории электри­чества и магнетизма» развил теорию Франклина и попы­тался сформулировать, что электростатические взаимо­действия описываются законом «обратных квадратов».

Первые попытки по определению зависимости элек­тростатических сил от расстояния относятся к 40 - м годам XVIII в. Отметим, что важным событием этого века яви­лось изобретение конденсатора, или, как говорили, «лейденской банки». Этот прибор, используемый и в на­ши дни в «электрофорных» машинах, способствовал на­коплению больших зарядов. («Электрофор» в переводе означает «усиление электричества».) Кроме того, в этом веке постепенно начали развиваться способы регистрации электричества. Сначала их использовали как детекторы электричества, работающие по принципу «есть-нет». За­тем последовали попытки превратить эти устройства в измерительные приборы. Однако не было ясности, что именно надо измерять. Так, даже простейший индикатор электрического поля — электроскоп с листочками — по­казывает наличие не заряда, а разности потенциалов. И понятно, ведь в XVIII в. физика только складывалась как наука о природе, поэтому только формировались крите­рии доказательности опыта.

Следующим шагом в изучении электричества были объяснения отсутствия заряда на внутренней поверхности заряженного металлического тела. Это было сделано Джозефом Пристли (1733—1804 гг.). Вслед за Эпинусом Пристли высказал догадку о том, что электрические силы подчиняются закону «обратных квадратов». Свою догадку Пристли подтвердил экспериментом. Он писал: «Можно ли не заключить из этого эксперимента, что притяжение электричества подчиняется тем же законам, что и тяготе­ние, и поэтому меняется соответственно квадратам рас­стояний; поскольку легко показать, что если бы Земля имела форму оболочки, то тело, находящееся внутри нее, не притягивалось бы к одной стороне сильнее, чем к другой».

Как видим, вывод Пристли основан на аналогии между действием электричества и тяготения. Известно, что пол­ная сила, действующая на тело внутри сферического за­ряженного слоя, равна нулю. Это справедливо для сил, подчиняющихся закону «обратных квадратов». Ведь только благодаря зависимости F ~ r^-2 силы, действующие на тело со стороны различных участков сферы, оказались равными. При нарушении либо условия сферичности, либо условия его однородности эти распределения пере­стают быть справедливыми. С помощью фрактальной физики показано, что сила тяготения пустотелой Земли, заполненной газовой плазмой, является электрической, а «закон тяготения Ньютона» не существует в природе.

Английский естествоиспытатель Генри Кавендиш (1731 — 1810 гг.) исследует зависимость силы электроста­тического взаимодействия от расстояния и приходит к выводу, что в законе, описывающем эту зависимость, показатель степени расстояния n 3. Г. Кавендиш имел прекрасную лабораторию по определению силы электро­статического взаимодействия. Работы ученого объединя­лись стремлением решить задачу: все явления природы объяснить на основе представлений о взаимодействии частиц с помощью сил, подчиняющихся простым законам. И такой человек в 1798 г. идет на прямую проверку зако­на тяготения Ньютона.

Рассмотрим опыт Г. Кавендиша. Легкое коромысло с двумя шариками на концах было подвешено на кварцевой нити. Нить закручивалась на определенный угол под действием притяжения массивных свинцовых шаров. Усилия, необходимые для закручивания нити, были зара­нее измерены, это позволило измерить силы взаимодей­ствия между свинцовыми шарами и шариками на коро­мысле.

Теперь мы знаем, что в данном опыте измерялось взаимодействие заряженных сферических тел, имеющих разный электрический потенциал. Заряды шаров и ша­риков определялись, во-первых, за счет действия отри-

дательного заряда Земли, и, во-вторых, за счет преиму­щественного электростатического влияния шаров на ша­рики. Это измерение было произведено после экспери­ментов Кулона (см. далее) и похоже на опыт Кулона по измерению электростатических сил притяжения. Поэтому трудно поверить, чтобы такой исследователь, как Кавен-диш, не догадался измерить гравитационную массу заря­женного и незаряженного шара (лаборатория Кавендиша заполнена шарами и электрическими машинами). Ведь немаловажной причиной притяжения свинцовых шаров и шариков, которая никогда не учитывалась исследователя­ми, является электризация металлических шаров. Собст­венное электрическое поле металла возникает из-за яв­ления термической ионизации, ибо в металлах часть электронов легко отделяется от атомов под действием те­плоты окружающей среды. В п. 3.5 показано, что гравита­ционное ускорение зависит также от температуры тела вследствие большей термической ионизации. Такая за­висимость гравитации от температуры подтверждается прямым взвешиванием массы нагретых тел, например золота. Любопытно, что для того чтобы как-то связать этот эксперимент с ошибочным утверждением нынешней физики: «Гравитационное ускорение тел зависит лишь от их положения и не зависит от массы или каких-то других физических свойств», ученые ухитрились опереться на ошибочную теорию относительности. Это указывает на безнравственность нынешней науки, которая занимается подлогами. Опыт Кавендиша отбросил человечество в доисторическое время. Прошло почти 200 лет до того времени, когда автор нового учения смог провести пря­мое измерение силы тяготения Земли и раскрыть «познание» нынешней физики.

На примерах Гильберта и Герике, Дюфэ и Франклина мы увидели, что к изучению электричества обращались исследователи самых разных профессий. Таким был так­же Шарль Кулон (1736—1806 гг.); прежде чем заняться изучением электричества и магнетизма, он прошел боль-

 

шой жизненный путь. Выпускник военной школы сначала занимается строительством. Он подготовил теоретиче­скую работу, которая была принята академией наук. К числу наиболее интересных трудов Кулона во время во­енной службы следует отнести разработку метода прове­дения подводных работ, исследование сухого трения, а также создание чувствительного прибора для изучения магнитного поля Земли. В 1781 г. его избрали членом Па­рижской академии наук по классу механики. После из­брания Кулона членом академии его научные интересы сместились в сторону физики. При этом тема изучения земного магнетизма сыграла определяющую роль в науч­ном становлении французского исследователя.

Проблема изучения магнитного поля Земли оставалась актуальной и через 170 лет после выхода в свет книги Гильберта «De Magnete». К тому времени были изучены магнитные полюса Земли, изменения магнитного поля в виде магнитного склонения и магнитного наклонения, а также их изменение со временем. Для исследования маг­нитного поля Кулон предложил отказаться от обычного способа удержания магнитной стрелки и решил подве­шивать ее на тонкой нити. Здесь мы должны особо под­черкнуть (и это важно, так как дальнейшее изучение физики человека нашло отражение в новом учении), что при исследовании магнетизма Земли Кулон обратил вни­мание на странное поведение стрелки: при считывании показаний последняя изменяла свое положение при при­ближении к ней головы наблюдателя. Кулон предполо­жил, что этот эффект обусловлен электростатическим взаимодействием стрелки с телом человека, всегда несу­щего на себе какой-то заряд. Этот эффект был своего рода опытом Гильберта с металлической стрелкой, рас­смотренным нами ранее. Для уменьшения воздействия наблюдателя на стрелку прибора Кулон предложил заэк­ранировать ее медным кожухом и заменить шелковую нить на тонкую металлическую, находящуюся в контакте с медным экраном. Это привело Кулона к созданию кру-

тильных весов, с помощью которых по углу кручения можно находить момент внешних сил, а затем и величину самих сил. Кулон применил свой прибор для изучения электрических и магнитных сил.

Крутильные весы применялись Кулоном только для изучения сил электростатического отталкивания. Первые из мемуаров по электричеству и магнетизму появились в 1785 г., последние — в 1789 г. В результате исследований ученый сформулировал фундаментальный закон элек­тричества: сила отталкивания двух маленьких шариков, наэлектризованных электричеством одной природы, об­ратно пропорциональна квадрату расстояния между цен­трами шариков.

Для изучения сил электростатического притяжения Кулон отказался от крутильных весов. В поисках замены весов он обратился к теории колебаний. Основной дета­лью установки было легкое коромысло, изготовленное из соломинки и натертое воском. На одном его конце был приклеен диск из позолоченной бумаги, на другом — ук­реплен шарик-противовес. Коромысло на очень тонкой шелковой нити прикреплялось к держателю. В продолже­ние оси коромысла рядом с диском стоял медный шар. Отметим, Кулон вновь использует для подвеса шелковую нить, как и в случае с прибором для измерения измене­ний магнитного поля Земли.

Гениальная идея Кулона состояла в следующем. Мед­ному шару и диску коромысла сообщали электрические заряды разных знаков. Затем отклонили коромысло в го­ризонтальной плоскости, а потом отпустили — коромысло начало колебаться. Понять причину возникновения ко­лебаний проще всего, если увидеть, что колебание коро­мысла вблизи медного шара напоминает колебания мате­матического маятника в поле тяжести Земли. Действи­тельно, гравитационное поле Земли — на основе положе­ний фрактальной физики (см. Введение, п. 1) — есть электрическое поле, аналогичное создаваемому заряжен­ным медным шаром. Ведь именно под действием элек-

трического поля тяготения Земли колеблется математи­ческий маятник. Так был подтвержден закон «обратных квадратов» и для сил электростатического притяжения.

Далее Кулон пытался установить закон взаимодействия магнитных полюсов, изучал процесс утечки заряда, ис­следовал распределение заряда по проводникам сложной формы. Последнее исследование Кулона в дальнейшем подтвердило теорию электростатических потенциалов. Заметим, что рассмотренный метод измерения электри­ческих сил притяжения весьма напоминает опыт Г. Ка-вендиша, произведенный несколько лет спустя, в 1798 году.

Оглядываясь (с позиции фрактальной физики) на жиз -ненный путь Кулона с дистанции в 200 лет, мы можем с уверенностью сказать, что фундаментальный закон электричества превратился в фундаментальный закон природы. Поэтому отзовемся о величии Кулона, поло­жившего начало заката подходу (механицизму) Ньютона к объяснению физических явлений, словами английского ис­следователя Т. Юнга (1773— 1829 гг.), изучавшего длину вол­ны солнечного излучения: «...Трудно было бы указать одного человека, кто с точки зрения развития земной физики мог бы хоть как-то сравниться с Кулоном».

Особое внимание электричеству в XVIII в. уделяли физиологи, мечтавшие поставить его на службу медицине. И вот итальянский профессор анатомии Луиджи Гальва-ни (1737—1798 гг.) сделал великое открытие в области электрофизиологии. Вот что писал в 1791 г. автор откры­тия: «...Препарированные лягушки, которые были подве­шены на железной решетке, окружавшей балкон нашего дома, при помощи медных крючков, воткнутых в спинной мозг, впадали в обычные сокращения не только в грозу, но иногда также при спокойном и ясном небе, я решил, что сокращения вызываются изменениями, происходя­щими днем в атмосферном электричестве... Когда же я перенес животное в закрытую комнату, поместил на же­лезной пластинке и стал прижимать к ней проведенный

.

через спинной мозг крючок, то появились такие же со­кращения, такие же движения. То же самое я постоянно наблюдал при употреблении других металлов».

Гальвани выдвинул теорию о существовании особого «животного» электричества, которую оспорил другой итальянский ученый — Александр Вольта (1745—1827 гг.).

Ко времени открытия Гальвани профессор физики Вольта накопил большой опыт экспериментальных ис­следований. На его счету было изобретение электрофора и чувствительного электроскопа с конденсатором, о кото -рых упоминалось выше. Вольта повторил опыты Гальвани и пришел к убеждению, что теория Гальвани, согласно которой электричество рождается в организме животно­го, ошибочна. Основной причиной сокращения мышц лягушки, по его мнению, является контакт двух однород­ных металлов. Это привело ученого к созданию знаме­нитого вольтова столба — первого источника постоянного тока. Вольта доказал, что система железная пластинка — мышечная ткань — медный крючок представляет собой электрическую цепь, в которой мышца выполняет одновре­менно и функцию электролита, необходимого для работы гальванического элемента, и функцию прибора для индика­ции протекания постоянного тока. Свою работу Вольта опубликовал в 1793 г.

Хотя Гальвани вскоре после этого показал, что «животное» электричество существует и в цепях, не со­держащих биметаллических контактов, продолжить спор с Вольта не смог. В 1796 г. Болонья, где работал Гальвани, перешла под контроль Франции, и ученый был выдворен из университета. Вплоть до самой смерти Гальвани боль­ше не занимался наукой. В свою очередь Вольта отошел от дел и не исследовал многочисл