А строгого Вальтера Нернста (Walther Nernst; 1864–1941), известного химика и тоже лауреата Нобелевской премии, обычай называть единицы измерения физических величин именами собственными не веселил, а раздражал. Узнав о введении единицы измерения частоты герц (это произошло в 1935 году), саркастичный Нернст предложил новую единицу: для измерения скорости перетекания жидкости из одного сосуда в другой. Ее размерность должна была быть литр в секунду, а название – "фальстаф", в честь знаменитого шекспировского персонажа-пьяницы.
Недовольство старика Нернста можно понять. Он был младшим современником Генриха Рудольфа Герца (Heinrich Rudolf Hertz; 1857–1894). И произнося это имя, волей-неволей представлял себе талантливого, рано скончавшегося экспериментатора. Того самого, о котором его научный руководитель, знаменитый физик Герман Гельмгольц писал: "Я уверен, что имею дело с учеником совершенно необычайного дарования". И вдруг это имя сокращают до издевательского Hz и начинают этим самым Hz измерять частоту колебаний. Мало того, герц оказывается слишком маленькой единицей для измерения частоты колебаний электромагнитного поля, и к ней добавляют кратные греческие приставки: килогерц, мегагерц и даже гигагерц.
Нас же от Генриха Герца отделяет более сотни лет. Теперь всякий школьник прекрасно знает: чем больше в процессоре персонального компьютера гигагерц, тем лучше. А школьные преподаватели физики должны рассказывать ученикам, что Герц – это немецкий физик, доказавший существование электромагнитных волн и экспериментально подтвердивший электромагнитную теорию Джеймса Клерка Максвелла (James Clerk Maxwell; 1831–1879). Я до сих пор помню свой восторг от знакомства с этой красивой математической теорией, объединяющей всего в четырех уравнениях весь опыт, накопленный физикой за полтора века изучения электрических и магнитных явлений. Красота красотой, но экспериментального подтверждения теория Максвелла ожидала 25 лет.
Генрих Герц прекрасно учился в гамбургской гимназии, успешно справляясь и с точными науками, и с гуманитарными. Кроме обязательных латинского, древнегреческого и французского языков юный Генрих владел еще английским, итальянским и арабским. И даже такой диковиной, как санскрит. По труду у него тоже была высшая оценка. Генрих умел работать на токарном станке.
В 18 лет Г. Герц поступил в Мюнхенскую высшую техническую школу. Но через два года, в 1877 году, он перешел учиться в Берлинский университет. Генрих решил стать не инженером, а ученым. Уже в 23 года, досрочно, Герц получил докторскую степень. Проработав два года ассистентом знаменитого физика Гельмгольца в физической лаборатории Берлинского университета и еще два года приват-доцентом, а затем заведующим кафедрой теоретической физики университета в Киле, Герц стал профессором одного из лучших учебных заведений Германии – Высшей технической школы в Карлсруэ.
Именно в Карлсруэ в 1886–1887 годах Герц провел опыты, показавшие, что электромагнитные волны, существование которых предсказал Максвелл, существуют на самом деле. С помощью серии оригинальных опытов молодой профессор установил, что электромагнитные волны во всем подобны световым. Да и скорость их распространения оказалась равной скорости света.
Не только блестящим экспериментатором был Г. Герц. Теоретиком он тоже оказался замечательным. Благодаря ему уравнения Максвелла уменьшились в числе до четырех (в книге Максвелла их было 12) и стали по-настоящему простыми и красивыми.
Слабое здоровье дало себя знать – Г. Герц умер на 37-м году жизни. А через несколько лет после его смерти началась эпоха приручения тех самых электромагнитных волн, которые он открыл, эпоха радио. Нечего и говорить, что без Герца эта эпоха отодвинулась бы, по крайней мере, лет на десять. Вот почему физики были единодушны в высокой оценке трудов Герца и решили увековечить его имя названием единицы измерения.
Ганс Вильгельм Гейгер (Hans Wilhelm Geiger; 1882–1945) родился в семье профессора-индолога из Эрлангенского университета в Баварии. В том же Эрлангенском университете он с 1902 года изучал физику и математику, а в 1906 году стал доктором наук. С 1907 года Гейгер работал у великого физика Э. Резерфорда в университете Манчестера.
Совместно с Резерфордом Г. Гейгер создал первую модель регистратора заряженных частиц. В 1928 году он вместе со своим студентом В. Мюллером усовершенствовал этот счетчик, который с тех пор называют счетчиком Гейгера – Мюллера.
Счетчик Гейгера – Мюллера представляет собой металлическую трубку, по центру которой проходит металлическая нить. Трубку заполняют инертными газами – аргоном или неоном. К стенкам и к нити прикладывают напряжение около 1500 В. Заряженные частицы попадают на стенки счетчика и выбивают из нее электроны. Высокое напряжение ускоряет движение этих электронов, которые сталкиваясь с атомами газа, разбивают их на положительные ионы и электроны. В счетчике возникает лавина заряженных частиц, через трубку проходит большой ток, который можно подать на регистрирующее устройство – прибор со стрелкой или просто громкоговоритель. Чем больше заряженных частиц, тем сильнее отклонится стрелка прибора, тем больше будет слышно щелчков. Таким образом, зримым и слышимым становится радиоактивное излучение, представляющее для человеческого организма большую опасность.
В XX веке физики начали осуществлять то, о чем в прежние века мечтали алхимики, – синтезировать новые элементы. Но если алхимики хотели получить много золота, то физикам было достаточно нескольких атомов нового элемента. Да и полученные элементы были нестабильны – тут же распадались. Зато та окраина таблицы Менделеева, где размещались трансурановые элементы, стала заполняться. Синтезированным элементам давали имена знаменитых ученых: кюрий, эйнштейний, фермий, менделевий… Следы трех последних элементов были обнаружены при испытаниях первой водородной бомбы, взорванной американцами в Тихом океане в ноябре 1952 года. Элемент бор, находящийся в начале таблицы Менделеева, не имеет никакого отношения к великому датскому физику Нильсу Бору (Niels Henrik David Bohr; 1885–1962), имя которого было дано другому элементу; нильсборий – так он назывался, пока его не переименовали в дубний (в честь известной Дубны – российского города науки).
Сплав самария, 62-го элемента таблицы Менделеева, с кобальтом обладает сверхмощными магнитными свойствами и до сих пор широко используется при производстве постоянных магнитов. Из сульфида самария делают очень эффективные термоэлементы. Кроме того, самарий, как и многие другие редкоземельные металлы, хорошо поглощает нейтроны и поэтому широко используется в ядерной энергетике.
Самарий был выделен в 1878–1879 годах французскими химиками Лафонтеном и Л. де Буабодраном из минерала самарскита. А самарскит исследовал и описал в 1847 году немецкий химик Генрих Розе. Он назвал новый минерал в честь полковника Василия Евграфовича Самарского-Быховца (1803–1870), который был начальником штаба Корпуса горных инженеров России с 1845 по 1861 год. Находясь на этой высокой должности, Самарский-Быховец передал Г. Розе для изучения образцы красивого минерала черного цвета, который был найден в Ильменских горах на Южном Урале. Немецкий ученый оказался благодарным, и имя русского офицера прославилось не только в области минералогии, но и химии.
Не в деньгах счастье
Нобелий – это 102-й элемент таблицы Менделеева, названный в честь Альфреда Бернхарда Нобеля (Alfred Bernhard Nobel; 1833–1896), шведского химика, инженера и предпринимателя. Того самого, кто изобрел динамит, а огромное свое состояние завещал на учреждение Нобелевской премии. Про эту премию слышали даже те, кто и про Нобеля-то, может, ничего не знает.
Нобель – швед, но фамилия его не выглядит шведской, потому что она из тех новоделов, что и фамилия у немецкого пастора Неандера (переделана на греческий лад из обычной немецкой фамилии Нойман), у фламандского географа Герхарда Меркатора (переведена на латынь полученная от рождения фамилия Кремер, что значит "торговец"). Предки Нобеля происходили из деревни Ноббелев. Один из них, которого звали Петер Олафссон, поступил в университет и простую крестьянскую фамилию поменял на Нобелеус. Получилось очень красиво, поскольку это латинское слово означает "благородный". Среди шведских ученых латинизированные фамилии были не редкостью: Аррениус, Берцеллиус. Потомки Петера Олафссона-Нобелиуса убрали латинское окончание, сократили фамилию до Нобель.
В раннем детстве Альфред вместе с отцом, Эммануэлем Нобелем, матерью и двумя старшими братьями оказался в Санкт-Петербурге. Отец открыл механический завод и по заказу военного министерства России начал производство морских мин. Мины устанавливали в Финском заливе на подступах к Кронштадту. Они защитили столицу империи от атаки британского флота во время Крымской войны. Но все же война велась не на Балтике, а в далеком Крыму. И войну эту Россия проиграла. Денег у военного министерства не хватало. Заказы заводу Нобеля были аннулированы, отец Альфреда второй раз оказался банкротом (в первый раз – это было в Швеции – его разорил пожар). Вместе с младшим сыном он вернулся на родину.
Проведя детство в России, Альфред выучился русскому языку и многим наукам, но аттестата об образовании так и не получил. В российские гимназии тогда детей иностранных подданных не принимали. Это, впрочем, не означало, что сын Эммануэля Нобеля остался безграмотным. Он занимался дома, и учителя у него были отличные. Химию, к примеру, преподавал Альфреду профессор Н. Н. Зинин, будущий академик, открывший впоследствии знаменитую реакцию Зинина. Благодаря этой реакции стали в промышленных количествах получать искусственный краситель анилин.
Без диплома, но вооруженный крепкими знаниями, Альфред Нобель занялся химией. Задачу себе он выбрал непростую – укрощение нитроглицерина (это очень мощное взрывчатое вещество), открытого в 1847 году. Такую взрывчатку уже давно ожидали… нет, не военные, а строители. В начале 1860-х годов по всей Европе началось массовое строительство железных дорог. Это потребовало перемещения огромных масс грунта и пробивки в скалах тоннелей. Вручную такую работу за приемлемые сроки произвести уже было невозможно. Однако нитроглицерин мог взрываться от малейшего неосторожного движения или перегрева. На заводе Альфреда Нобеля по производству нитроглицерина часто происходили взрывы. В одном из таких несчастных случаев, в 1864 году, погиб младший брат Альфреда – Эмиль.
Нобель открыл, что если нитроглицерином пропитать инертное пористое вещество, он, сохраняя свою взрывчатую силу, становится безопасным и удобным для перевозки и использования. Эту смесь шведский инженер и запатентовал в 1867 году под названием динамит.
Дробящий все динамит был предназначен в первую очередь для взрывных работ в строительстве. А для военных предназначалось другое изобретение Нобеля, баллистит, бездымный нитроглицериновый порох. Он не взрывался, а очень быстро сгорал. При этом образовавшиеся газы не разрывали ствол винтовки или пушки, а выталкивали пулю или снаряд.
Для многих людей нынче слова "космополит" и "глобализация" – ругательные. Между тем братья Нобель (Людвиг, Роберт и Альфред) были самые что ни на есть космополиты. Кроме родного шведского и почти родного русского, они великолепно владели французским, немецким, итальянским и английским. Следовательно, нигде в Европе Нобели не чувствовали себя чужаками. В то время как Людвиг практически не покидал Россию, Альфред Нобель был очень мобильным. Он как-то сказал:
– Моя родина там, где я работаю, а работаю я повсюду.
Динамитные заводы Альфреда Нобеля разместились по всему миру: в Германии и во Франции, в Шотландии, в Америке и в России. Номенклатура производства тоже была широчайшей. С любого из заводов Нобеля покупателю отгружались не только динамит, но также азотная кислота, глицерин, нитроцеллюлоза и прочие сопутствующие химические вещества, взрывчатка, медные провода и детонаторы.
Русская ветвь семейства, возглавляемая братом Людвигом, процветала. Контакт с российским военным министерством потерян не был. Так, именно на заводе братьев Нобель в 1870-х годах собирали оборудование для производства берданок, первых русских винтовок системы Х. Бердана. Но и от производства мирной продукции Людвиг Нобель не отказывался, выпуская станки, паровые молоты, гидравлические прессы. Рельсы для первых русских железных дорог тоже производили на заводе братьев Нобель.
Братья уже в 1876 году вплотную занялись переработкой нефти. Все началось случайно. Для производства ружейных прикладов они ввозили из Европы дорогой орех. Желая избавиться от этой статьи импорта, Роберт Нобель отправился в 1873 году на Кавказ, чтобы узнать, нельзя ли там закупить ту же древесину, но подешевле. Оказалось, что есть на Кавказе ореховые рощи. Но из командировки Роберт возвратился с еще более важными сведениями. На берегу Каспийского моря, недалеко от селения Баку, прямо из земли течет нефть!
Нефть тогда применяли только как лекарство, да еще перегоняли на керосин для освещения. "Кровью промышленности" она еще не стала, и "нефтяные войны" были еще впереди. Братья Нобель быстро сориентировались. Уже в 1877 году на бакинских нефтяных промыслах начало энергично действовать "Товарищество нефтяного производства братьев Нобель". Через несколько лет у товарищества был уже свой танкерный флот. А ведь до 1878 года танкеры в мире вообще не производились. Людвиг Нобель никогда не заявлял, что он был изобретателем танкера.
Но заказ шведской судостроительной компании на первое в мире нефтеналивное судно поступил от него. От промыслов до причалов в Каспийском море построили нефтепровод, первый в России и один из первых в мире. К началу 1880-х годов Нобели стали монополистами по производству нефти и нефтепродуктов в России и серьезными конкурентами американской компании "Стандарт Ойл".
Первая Нобелевская премия была учреждена в России. После смерти в 1888 году старшего из братьев, Людвига, Императорское Русское техническое общество почтило память одного из своих основателей. Была учреждена премия имени Людвига Нобеля за "лучшие сочинения или исследования по металлургии или нефтепромышленности … или за какие-либо выдающиеся изобретения или усовершенствования в технике этих производств, принимая во внимание наибольшее их практическое применение к развитию в России". Премия вручалась раз в пять лет. Лауреаты получали также и золотую медаль.
Одна из французских газет, узнав о смерти Людвига Нобеля, перепутала его с Альфредом и дала статью, где изобретатель динамита объявлялся едва ли не слугой дьявола. Дело было не столько в пацифизме автора статьи, сколько в шовинизме, царившем тогда во Франции; французы дружно ругали А. Нобеля за космополитизм и глобализм, – а все потому, что основные пороховые и динамитные заводы олигарха находились во враждебной Германии.
Альфред Нобель, один из богатейших людей тогдашнего мира, пошел на шаг, который его современники считали экстравагантным и попросту глупым. 27 ноября 1895 года шведский предприниматель подписал завещание, в котором большую часть своего состояния, 31 миллион шведских крон, велел положить на хранение в надежный банк; ежегодные проценты с этого фонда должны были идти на премии для ученых, добившихся выдающихся успехов в своей отрасли знаний. Национальность лауреата значения не имела: "Мое особое желание, чтобы премию получал наиболее достойный, будет ли он скандинав или нет".
Нобель учредил три премии: за лучшие открытия в области физики, химии и медицины. Кроме того, одну премию он завещал выдавать за лучшее литературное произведение "идеалистической направленности", а еще одну – "тому, кто внесет наибольший вклад в дело, способствующее братству между народами, уничтожению или сокращению существующих армий". С 1969 года вручается также премия за лучшие работы в области экономики – ее учредил банк Швеции, назвав премией памяти А. Нобеля. Выплачивается она не из фонда, оставленного Нобелем, но ее тоже называют Нобелевской премией.
Альфред Нобель скончался 10 декабря 1896 года. Подготовка к исполнению его воли заняла три года. Были учреждены Нобелевский фонд и Нобелевский комитет, рассматривающий кандидатуры лауреатов. В первый раз Нобелевские премии были присуждены 10 декабря 1901 года. Первыми Нобелевскими лауреатами стали: физик Вильгельм Конрад Рентген (Wilhelm Conrad Röntgen; 1845–1923); химик Якоб Вант-Гофф (Jacobus van’t Hoff; 1852–1911); бактериолог, один из создателей противостолбнячной вакцины Эмиль фон Беринг (Emil von Behring; 1854–1917); французский поэт Рене Сюлли-Прюдом (René Sully-Prudhomme; 1839–1907); основатель международного Красного Креста Жан Анри Дюнан (Jean Henri Dunant; 1828–1910).
Входит и выходит
Шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт (James Watt; 1736–1819) родился в семье владельца корабля и торговца. Когда ему исполнилось 18 лет, отец отправил его в Лондон для обучения слесарному делу. Джеймс был способным учеником и семилетнюю программу освоил за год. Вернувшись в Глазго, он получил место механика при университете.
Два университетских физика, Дж. Блэк и Дж. Робинсон, занимались экспериментами по определению теплоты парообразования. Дж. Уатт изготовлял оборудование для этих экспериментов.
Те, кто говорит, что Уатт изобрел паровую машину, неправы. Паровые машины уже были изобретены и даже работали, в основном на откачке воды из шахт. Правда, работали медленно и требовали непрерывного наблюдения машиниста. Машинист открывал кран и запускал горячий пар в цилиндр, потом перекрывал доступ пара и открывал другой кран, для холодной воды, которая цилиндр охлаждала. От этого пар внутри цилиндра конденсировался, возникало разрежение. Под воздействием атмосферного давления поршень вдвигался в цилиндр, совершая полезную работу (например, поднимая на поверхность шахтную воду). Эксперименты Блэк и Робинсон ставили не любопытства ради, а для того, чтобы усовершенствовать конструкцию существовавших уже паровых машин.
Впрочем, не так уж и далеки от истины те, кто утверждает, что Уатт изобрел паровую машину. Хотя гениальный механик внес только некоторые усовершенствования и дополнения в конструкцию паровых машин, эти изменения превратили неторопливых и неповоротливых гигантов в настоящие промышленные двигатели, в первых механических помощников человека.