Страница:
В ту пору среди софистов «тон» задавали орфики — последователи учения о душе, как о добром начале, как о частице божества, и о теле, как о «темнице души». Божественная сущность души была модным понятием и не сходила с языка любителей мудрости. Не отрицал ее существования и Фалес. Он рассуждал: «Не является ли поведение электрона-янтаря и магнита доказательством, что все в мире: камни, земля, наконец, сам мир — одушевлено? Пожалуй, эту — мысль, можно положить в основу сегодняшней беседы с учениками — „Душа размешана во всем мироздании“ и в доказательство привести притяжение сора электроном».
Размышляя и рассуждая о душе, о ее божественности, Фалес фактически выбрасывал из нее идеалистическую сущность и понимал душу лишь как источник движения, как силу. И это, несмотря на то, что никто из философов той поры, даже те, кто слыл атеистом, на самом деле богов не отрицали. Без них пока было еще не обойтись. Философы лишь старались найти и объяснить причины наблюдаемых явлений в мире исходя из свойств вещей и самого мира, а не из волеизъявления богов. Поэтому мы и называем их натурфилософами.
Любители порассуждать не расчленяли явления. Единым взглядом они старались охватить не отдельные детали, как это делает современная наука, а всю картину мира. При этом объединяли многие факты просто по сходству внешних проявлений. Почему притягивают магнит и электрон-янтарь? Почему этим же свойством обладают некоторые драгоценные камни?
Гай Плиний Старший, живший позже Фалеса, уже в начале нашей эры, писал в своей «Естественной истории»: «Эти камни (он имел в виду драгоценные камни своего времени: лихнис, тусклый карбункул, ионий и кархедоний. — А.Т.), будучи нагреты солнцем или трением пальцев, притягивают лоскутки бумаги и мякину». Как и большинство предшественников, Плиний был убежден в жизненной силе, исходящей от этих камней: «Кто не знает, что орлы и аисты не строят своих гнезд без размещения в них камней под названием лихнис для помощи и выживания птенцов и для отпугивания змей».
Чтобы проследить начало знакомства людей с магнитом, нам пришлось бы, наверное, углубиться в доисторические времена. Предки были весьма наблюдательны, и они не прошли мимо того явления, что время от времени на поверхности земли встречаются камня, притягивающие друг друга. Это было чудо. А всякое чудо привлекает внимание. Почему мертвый камень способен рождать движение? Почему магнит притягивает?
Над этим вопросом думали еще древние египтяне. Они называли магнитные камни костями бога Ра и считали их священными.
Не менее древние китайцы уже в VI веке до нашей эры знали о притяжении железа и железной руды кусками «чу-ши» — магнита. Позже они обратили внимание на способность «чу-ши» ориентироваться в пространстве и ошибочно приписывали это воздействию звезд. Китайцы же придумали прибор для гадания — железную пластину с нанесенными на ней знаками зодиака и «ложку», изготовленную из естественного магнита. Ловко управляя «магнитной ложкой», китайские маги предсказывали будущее. Существует предположение, что этот же прибор послужил прообразом для изготовления «указателя юга» — китайского компаса.
Вопрос о том, почему магнит притягивает, интересовал и брахманов Индии, которые называли его «тум-бака». Они по-разному толковали свойства магнита в многочисленных религиозно-философских школах.
Сегодня мы знаем более подробно о физических воззрениях и представлениях натурфилософов древней Эллады. Греки дали магниту много имен. В том числе им принадлежит и само название «магнит». Плиний уверял, что своим названием удивительный камень обязан волопасу Магнису, гвозди от сандалий которого и железный наконечник посоха прилипали к неведомым камням.
Однако Тит Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей» пишет, что слово «магнит» происходит от Магнезии — страны магнетов, где есть гора из камня, притягивающего железо.
Интересно, что русский путешественник В. Теплов, посетивший Магнезию (ныне провинция Манисса) в прошлом веке, подтвердил существование горы Сепил, на которой часто встречаются магнитные камни. Еще он писал, что гора эта знаменита частыми ударами в нее молний.
Любопытно, что тем же самым отличалась и гора Магнитная на Урале, почти целиком состоящая из железной руды — магнетита.
Пока людей на любой вопрос удовлетворял ответ «по божьей воле», особых неприятностей от загадки магнитного притяжения никто не испытывал. Но в том и заключалось величие и достоинство греческой мысли раннего периода, что она пыталась просто и конкретно ответить на все вопросы, обходясь без помощи сверхъестественных сил.
Древние греки не были безбожниками. Об этом говорят прекрасные мифы, созданные ими о богах и героях. Но относились они к своим небожителям довольно иронично. Вспомните комедии Аристофана. Такое свободомыслие дало ученым Эллады уникальную возможность установить границы между наукой и религией. Первые натурфилософы практически ничего не знали о количественной стороне фактов и явлений, которые они наблюдали, и все-таки упорно искала ответы на вопросы о внутреннем механизме феноменов, о том, что скрывается за внешней стороной наблюдаемого.
В одно яркое солнечное утро 334 года до нашей эры в Пирей — афинскую морскую гавань вошла длинная и черная от покрывавшей ее борта смолы триера. Так назывались тогда суда с тремя рядами весел по бортам, с косыми парусами на мачте.
Пока матросы убирали спасти, на берег в сопровождении рабов сошел единственный пассажир. Небольшого роста и не спортивного телосложения, он не привлек внимания портовых зевак. Тем более что новоприбывший был далеко не молод. Время расцвета — акме, для мужчин греки считали его равным сорока годам, для него уже миновало. Редкие волосы, колючий, пронзительный взгляд и тонкие губы, словно змеящиеся в насмешливой ухмылке, делали его облик даже неприятным. Правда, выступал он важно — в белой тоге с цветной каймой, значит, был человеком с достатком…
Примерно так можно представить себе приезд великого стагирита — древнегреческого философа Аристотеля — в Афины.
Оставленный своим царственным воспитанником — Александром Македонским, Аристотель вернулся в Афины богатым человеком. Здесь, неподалеку от гимнасии, посвященной Аполлону Ликейскому, философ купил землю и в парке, в просторных зданиях, организовал школу. Она так и стала называться Ликеем, или Лицеем, как привыкли произносить это название мы.
По вечерам Аристотель читал лекции для всех желающих. Он учил риторике, разбирал вопросы политики и этики, отвечал спрашивающим о феноменах природы. По утрам же, окруженный избранными учениками, прогуливался по дорожкам сада, вел дискуссии и пояснял наиболее запутанные вопросы логики и метафизики, внимательно наблюдая, чтобы его слова записывались на восковых табличках.
Рассказывают, что порой в полдень раздавался громкий стук в ворота. Рабы-привратники отворяли и впускали гонцов от бывшего ученика, ныне прославленного полководца Александра Македонского. Для афинян это был ненавистный победитель, враг. А для Аристотеля — ученик, воспитанник, которым он гордился. Что же привозили гонцы? Послания? Вряд ли. Никаких писем от Александра Македонского к философу той поры не сохранилось. Скорее — подарки. Именно благодаря им в Ликее Аристотель собрал великолепную библиотеку и создал настоящий музей. Невиданные камни, растения, шкуры животных и всевозможные диковинки из разных стран заполняли его комнаты. Пожалуй, большинством своих трудов по естественной истории Аристотель обязан именно этим подаркам. Не зря же он учил, что настоящий философ из капле должен видеть отражение мира.
Но главное — то, что присланные вещи будили мысль, воображение, рождали тысячи вопросов, на которые еще никто не смог дать ответа. В чем причина падения камня на землю? Почему дым от костра и искры стремятся вверх, летят от земли? В чем загадка притяжения «геркулесова камня», присланного Александром? Почему к магниту устремляется только железо, а натертый электрон-янтарь и согретые солнцем или огнем драгоценные камни притягивают любые другие легкие частицы?
Аристотель выдвинул понятие о внутренней целесообразности проявления и развития природы, о наличии у природы цели, а следовательно, и о жесткой предназначенности каждой вещи, каждого предмета и даже каждого живого существа. Только тогда наблюдаемый мир становился гармоничным и мог сохранять свою цельность. Он учил, что как деятельность человека содержит в себе некоторую определенную, существенную для него цель, так и все предметы природы в любом своем «стремлении» имеют некую высшую цель, заложенную в них изначально. При этом Аристотель считал, что именно эта внутренняя цель является причиной всех видов движения в природе — от нижних ступеней к самым верхним…
В мире Аристотеля каждая вещь должна была знать свое место. Сдвинутая, стронутая с него, она в естественном движении стремилась вернуться и занять его снова. Вот почему подброшенный камень падает вниз на землю, а огонь, имеющий свое обиталище в небе, мечет свои искры и дым вверх.
Птицы предназначены для того, чтобы летать, рыбы — чтобы плавать. Кошки — ловить мышей. Солнечный камень электрон — притягивать мелкие тельца, магнит — железо, а раб — повиноваться своему господину. Стройная и строгая, а главное, очень удобная концепция. Не правда ли?
Возникал неудобный вопрос: кем введена эта всемирная предназначенность? Тут материалистические позиции не выдерживали, и приходилось обращаться к всесильным богам. Слишком мало знаний было еще накоплено людьми.
Такая идеалистическая антропоморфизация природных явлений, приписывание природе определенных целей, перенос на нее сугубо человеческой способности к целеполаганию, получила название телеологии, от греческих слов «цель» и «учение», то есть учение о цели, о целесообразности. Позже это идеалистическое учение в самых разных вариантах поддерживалось и развивалось многими философами и даже учеными-естествоиспытателями, например сторонниками витализма и т.п.
Однако в наше время современные достижения науки позволяют дать строгое объяснение в рамках диалектических концепций причинности всех явлений материального и духовного мира, включая и те, которые раньше по недостатку знаний могли служить некоторым основанием для «телеологического подхода» к их толкованию.
Сегодня все попытки возродить телеологию, создать, ссылаясь, к примеру, на кибернетику или молекулярную биологию, так называемую «материалистическую телеологию» должны рассматриваться как реакционные, отбрасывающие нас назад и потому имеющие отрицательное значение для общего прогресса познания.
Именно тогда, во время вынужденного бездействия при осаде итальянского городка Люцера, некий француз Пьер де Марикур написал прелюбопытнейшую книжку: «Послание о магните Пьера де Марикур, по прозванию Перегрина, к рыцарю Сигеру де Фукокур». Сказать определенно и достаточно точно, кем был Перегрин, трудно. А уж о рыцаре де Фукокур и вовсе ничего не известно. Тем не менее в трактате немало неожиданных сведений. Пьер де Марикур подробно излагает свойства магнитного камня и дает подробные указания, как находить у него полюса и как с его помощью намагничивать железную иглу компаса. Он пишет о «совокуплении» — притяжения разноименных полюсов и об отталкивании одноименных, о проникновении магнитных сил через стекло и воду. В отличие от древних воззрений китайцев и арабов, полагавших, что стрелка компаса притягивается Полярной звездой, Пьер де Марикур пишет: «…на самом деле она поворачивается к полюсу». Он утверждает, что «полюсы (естественных) магнитов получают силу от полюсов мира», то есть от земного магнита.
Вот только причину притяжения Южного и Северного полюсов объясняет он довольно туманно: «Южная часть притягивается той, которая имеет свойства и природу севера, хотя обе они имеют одну и ту же специфическую форму. Однако это не исключает некоторых свойств, существующих более полно в южной части. Но эти свойства северная часть имеет лишь в возможности, и потому они при этой возможности и проявляются»[3].
В заключение в трактате описывается прибор, демонстрирующий якобы «вечное вращение колеса под влиянием магнита»[4].
Как хотите, но, чтобы сделать такое описание, нужно быть хорошо знакомым со свойствами магнитов, и не понаслышке, а воочию. Чем мог заинтересовать магнит мыслителей средневековья? Прежде всего необычайностью своих свойств, взаимодействием с железом. А вот прочтите сводку сведений о магнитах, которые были накоплены да начала Возрождения и считались неопровержимыми.
1. Прием магнита внутрь «в малых дозах» продлевает молодость.
2. Если положить магнит под подушку, то он сбросит с постели прелюбодейку.
3. Днем магнит притягивает сильнее, чем ночью.
4. Магнит открывает любые замки и запоры,
5. Магнит является прекрасным слабительным.
6. Если потереть магнит чесноком или положить рядом с ним бриллианты, его сила исчезнет.
7. Стоит завернуть магнит в красную материю, как сила его увеличится. То же самое произойдет, если выкупать его в крови козла.
8. Магнит, который хранится в рассоле из рыбы прилипалы, может извлекать золото из самых глубоких колодцев.
9. Существуют магниты, которые притягивают серебро, алмазы, яшму, стекло, есть магниты мясные и магниты для дерева. В заволжских степях растет удивительное растение «баранец», которое притягивает к себе живых овец и пожирает их…
Перечень этих «наидостовернейших сведений» можно при желании продолжить.
Между тем в том же XII веке известнейший алхимик Гебер писал: «У меня был магнит, поднимающий 100 драхм железа. Я дал ему полежать некоторое время и поднес к нему другой кусок железа. Магнит его не поднял. В куске оказалось 80 драхм. Значит, сила магнита ослабла». То есть Гебер уже знал явление «старения» магнитов.
Чрезвычайно интересна догадка Аверроэса (Ибн Рушд). По его мнению, естественный магнит искажал ближайшее к нему пространство в соответствии со своей формой. Эти области искажали следующие за ними и так далее, пока они не достигали железа… Не кажется ли вам, что при желании в этих рассуждениях можно усмотреть намек на особую форму материи — магнитное поле?
И конечно, магнит был незаменим для всякого рода гаданий. Вряд ли что-нибудь еще могло так воздействовать на жителя средневековья, как самостоятельное движение или волеизъявление куска магнита. Из обломков естественных магнитов получались превосходные амулеты, которым знахари и прочие шарлатаны придавали самые невероятные свойства. А люди верили…
«Per aspera ad astra!» («Сквозь тернии к звездам!») — любили говорить древние. Мы себе подчас даже не представляем, как трудно было первым ученым пробиться к свету истины сквозь нагромождения привычек, суеверий, обычаев и ложной практики, накопленной обществом. Можно привести в качестве примеров немало трагических фигур, загубленных судеб…
В 1600 году из-под печатного пресса вышел обширный труд Уильяма Гильберта — лейб-медика" королевы Англии Елизаветы. Назывался он «О магните, магнитных телах и о великом магните — Земле». Манускрипт в шести книгах написан прекрасным латинским языком. Вам, может быть, не очень понятно, почему лейб-медик занимается исследованиями магнита? Попробую объяснить.
О магните с незапамятных времен ходили невероятные легенды. В медицине XVI века, в химии и в ятрохимии, как называли тогда фармакологию, изучающую действие лекарств на организм человека, магнит занимал почетное место, которого он не уступил столетие спустя и позже. Но всегда его применению сопутствовала какая-то чертовщинка, мистика. Причина, по-видимому, лежит в загадочности свойств магнита притягивать к себе железо без видимых глазом усилий, без зримых передатчиков силы. Магнит был необходимой принадлежностью астрологов всех времен. Те приписывали его действие звездам.
Еще древнеримский врач I века нашей эры Диоскорид Педаний прописывал носить магнит от меланхолии и для улучшения настроения. Другой философ и врач Марцелл в IV веке нашей эры рекомендовал надевать магнитное ожерелье при головной боли.
Знахари уверяли, что магнит возвращает молодость, красоту и здоровье. Об этом писал Гебер, или Джабир ибн Хайян, потому что именно так звучало его арабское имя на пороге VIII и IX веков. И лишь позже латинисты переделали его в Гебера.
Великий Авиценна (Ибн Сина) — Абу Али Хусейн ибн Абдаллах — в XI веке лечил магнитом селезенку, а Альберт Фон Больштедт — алхимик XIII века — считал, что ношение кольца с магнитом на левой руке избавляет человека от ночных кошмаров. Не потому ли, много лет спустя, уже в просвещенных XVII и XVIII столетиях достопочтенный сэр Исаак Ньютон, весьма неравнодушный к тайнам алхимических превращений, носил перстень с сильнейшим магнитом. Его магнитный камень притягивал к себе груз, превышающий его вес в 50 раз.
Много писал о целебных свойствах магнита и Другой арабский врач — знаменитый Аверроэс, настоящее имя которого звучало слишком сложно для европейского уха — Абул-Валид Мухаммед, ибн Ахмед. Он жил в ХII веке в Кордове и, как все средневековые врачи" утверждал, что толченый магнит с водой — прекрасное слабительное.
После работ Агриппы Неттесгеймского, Парацельса, других врачей и специалистов по различным вопросам магии магнит стали широко использовать в качестве лечебного средства против нервных болезней.
Все это Гильберт, разумеется, знал. В его арсенале находились и методы лечения знаменитого Парацельса, который отдавал должное магниту… В общем — понятно. Королеве исполнилось семьдесят. И ее волновала проблема сохранения если не молодости, то здоровья, залогом чего, как известно, является прежде всего исправное функционирование августейшего желудка.
Отдадим Гильберту должное. После многолетних опытов и исследований он осмелился, несмотря на авторитеты, утверждать, что прием толченого магнитного камня внутрь «вызывает мучительные боли во внутренностях, чесотку рта и языка, ослабление и сухотку членов…». Правда, он не протестовал против того, что девушкам тот же магнит «возвращает красоту лица и здоровье… поскольку сильно сушит и стягивает, не причиняя вреда».
Некоторое противоречие имеется, конечно. Ну а представьте на минутку себя на месте лейб-медика. Многие годы вы занимаетесь опытами с магнитом и уверяете королеву, что ищете способ сохранить ее драгоценное для подданных здоровье. И за это получаете приличное вознаграждение. Но затем выпускаете в свет ученый труд, из которого ясно, что лекарства, коими вы пользовали своих пациентов, могут лишь ухудшать их самочувствие. После такого откровения карьера лейб-медика могла прийти к концу… Гильберт был умен и не понимать этого не мог.
Представим себе, что королева и двор — в Виндзоре, в красивейшем месте графства Беркс. От центра Лондона примерно километров двадцать. Здесь, на правом берегу Темзы, еще в XI веке Вильгельм Завоеватель построил замок. Потом его много раз перестраивали, украшали, имв конце концов он стал любимым местом жительства английских королей.
В Виндзоре всегда весело: охота, театральные представления, торжественные приемы. Правда, возраст королевы уже не тот, не та прыть… Сегодня она предпочитает тихие развлечения. И потому на вечер назначена демонстрация чудес доктора Гильберта с магнитами. А вот и он сам: слегка лысоват, высок, лет шестидесяти. Бритый подбородок выдает в нем человека, не принадлежащего к придворной аристократии. Одет скромно: в черном атласном камзоле с испанским воротником и в плаще. Висячие усы не позволяют заподозрить в нем священника. Он переставляет различные предметы на столе, приготовленном для показа опытов. Все ждут королеву.
— Ваше величество! — Гильберт говорит мягко, приятным голосом, как и подобает врачу. — Я собираюсь, если будет на то божья воля, не умаляя заслуг тех, кто говорил о том до меня, изложить здесь перед вами открытую мною с помощью многих трудных и дорогостоящих экспериментов истину, которая противоречит мнению многих других философов, даже самых древних… Почему магнитная стрелка, применяемая на кораблях вашего доблестного флота, одержавшего беспримерную победу над Великой Армадой, всегда показывает одно направление? Почему? — Он поднимает над головой шар. — Этот шар, выточенный с немалыми расходами из магнитного камня, я назвал тереллой. Что означает маленькая земля — «земелька». Я подношу к ней магнитную стрелку, и вы видите? Джентльмены все видят, как один конец стрелки притягивается к одному полюсу тереллы, а другой — к другому. Не так ли ведут себя и стрелки компасов, установленных на кораблях флота ее величества? И не значит ли это, что и вся наша Земля является одним «большим магнитом»?
Гильберт водит железной стрелкой по поверхности тереллы.
— Взгляните, ваше величество, на разных удалениях от полюсов стрелка по-разному наклоняется к горизонту. Это открыл верный подданный вашего величества Роберт Норман — строитель компасов, доказав тем самым, что точка притяжения магнита находится не на небе… — он слегка поклонился в сторону лорда адмиралтейства: зачем важивать себе врагов при дворе? — а на земле.
Вперед протиснулись два адмирала. В те времена умели достаточно точно определять по высоте светил, на какой широте находится судно в открытом море, но никто не знал, как определять долготу.
Наши моряки верят, что стрелку притягивают, огромные железные горы, которые скрыты во льдах на севере. Мореплаватели рассказывают, что эти ужасные горы притягивают неосторожно приблизившиеся корабли и вытягивают из них гвозди, так что те разваливаются, обрекая на гибель команду…
Гильберт терпеливо напоминает об арабских сказках, повествующих о подобных же случаях, и добавляет:
— Взгляните, как ведет себя стрелка возле тереллы. Ее наклонение уменьшается к экватору, тогда как на магнитных полюсах она стремится встать торчком. Нет, джентльмены, все дело в том, что наша Земля, как и терелла, — магнит…
Гильберт кладет маленькие магнитные стерженьки в легкие кораблики и пускает их плавать в корыто с водой. Всплескивают руками дамы, наблюдая, как устремляются под действием притяжения разноименных полюсов друг к другу легкие суденышки и как расходятся они, стоит повернуть магнитики навстречу друг другу одноименными концами. Присутствующие в восторге.
Наконец королева зевнула. Ученая беседа утомила ее и давно наскучила остальным. Лишь Бэкон, казалось, был готов слушать до бесконечности, но его глаза так часто загорались блеском сдерживаемого возражения, что Гильберт старался не смотреть в его сторону. Он тоже устал. Не доверяя слугам, после ухода придворных он собрал свои приборы и ушел почти незамеченным.
«Из доказательств наилучшее есть доказательство опытом, — напишет Бэкон спустя несколько лет и тут же добавит: — Однако нынешние опыты бессмысленны. Экспериментаторы скитаются без пути, мало продвигаясь вперед, а если найдется серьезно отдающийся науке, то и он роется в каком-нибудь опыте, как Гильберт в магнетизме». Странное высказывание для того, кто во главу всей новой науки требовал поставить экспериментальный метод. Но Бэкон — противоречивая натура, и трудно сказать, насколько принципиальные побуждения двигали им в оценках трудов современников.
Зато совсем иначе звучит отзыв Галилея, жившего в то же время: «Величайшей похвалы заслуживает Гильберт… за то, что он произвел такое количество новых и точных наблюдений. И тем посрамлены пустые и лживые авторы, которые пишут не только о том, чего сами не знают, но и передают все, что пришло им от невежд и глупцов».
К сожалению, сам Гильберт об этой блестящей оценке уже узнать не мог. В марте 1603 года умерла королева, а несколько месяцев спустя и ее врач.
Все свое имущество Гильберт завещал Лондонскому обществу медиков. Однако большой пожар уничтожил приборы. И остались лишь сочинение «О магните…» да имя на обложке. Но много ли нового узнали мы о магнетизме и магните за промчавшиеся столетия?
Сегодня магнетизм широко применяется в науке и технике. Явления магнетизма важной составляющей вошли в основу нашей цивилизации.
Ну а почему Земля — магнит? Как возникает магнитное поле, и что является его носителем? Какое влияние оказывает магнитное поле на жизнь?
Увы, главные свой тайны «черный камень из страны магнетов» по-прежнему хранит в неприкосновенности.
А что же Гильберт? Сохранилась ли должная память о нем в наш перегруженный информацией век? Какой памятник мы, потомки, поставили великому создателю науки о магнетизме, подарившему нам еще и термин «электричество»?
В память о нем единица напряженности магнитного поля в международной системе единиц «СИ» называется сегодня «гильберт». И прав английский поэт Джон Драйден, написавший, что «Гильберт будет жить, пока магнит не перестанет притягивать».
Размышляя и рассуждая о душе, о ее божественности, Фалес фактически выбрасывал из нее идеалистическую сущность и понимал душу лишь как источник движения, как силу. И это, несмотря на то, что никто из философов той поры, даже те, кто слыл атеистом, на самом деле богов не отрицали. Без них пока было еще не обойтись. Философы лишь старались найти и объяснить причины наблюдаемых явлений в мире исходя из свойств вещей и самого мира, а не из волеизъявления богов. Поэтому мы и называем их натурфилософами.
Любители порассуждать не расчленяли явления. Единым взглядом они старались охватить не отдельные детали, как это делает современная наука, а всю картину мира. При этом объединяли многие факты просто по сходству внешних проявлений. Почему притягивают магнит и электрон-янтарь? Почему этим же свойством обладают некоторые драгоценные камни?
Гай Плиний Старший, живший позже Фалеса, уже в начале нашей эры, писал в своей «Естественной истории»: «Эти камни (он имел в виду драгоценные камни своего времени: лихнис, тусклый карбункул, ионий и кархедоний. — А.Т.), будучи нагреты солнцем или трением пальцев, притягивают лоскутки бумаги и мякину». Как и большинство предшественников, Плиний был убежден в жизненной силе, исходящей от этих камней: «Кто не знает, что орлы и аисты не строят своих гнезд без размещения в них камней под названием лихнис для помощи и выживания птенцов и для отпугивания змей».
Чтобы проследить начало знакомства людей с магнитом, нам пришлось бы, наверное, углубиться в доисторические времена. Предки были весьма наблюдательны, и они не прошли мимо того явления, что время от времени на поверхности земли встречаются камня, притягивающие друг друга. Это было чудо. А всякое чудо привлекает внимание. Почему мертвый камень способен рождать движение? Почему магнит притягивает?
Над этим вопросом думали еще древние египтяне. Они называли магнитные камни костями бога Ра и считали их священными.
Не менее древние китайцы уже в VI веке до нашей эры знали о притяжении железа и железной руды кусками «чу-ши» — магнита. Позже они обратили внимание на способность «чу-ши» ориентироваться в пространстве и ошибочно приписывали это воздействию звезд. Китайцы же придумали прибор для гадания — железную пластину с нанесенными на ней знаками зодиака и «ложку», изготовленную из естественного магнита. Ловко управляя «магнитной ложкой», китайские маги предсказывали будущее. Существует предположение, что этот же прибор послужил прообразом для изготовления «указателя юга» — китайского компаса.
Вопрос о том, почему магнит притягивает, интересовал и брахманов Индии, которые называли его «тум-бака». Они по-разному толковали свойства магнита в многочисленных религиозно-философских школах.
Сегодня мы знаем более подробно о физических воззрениях и представлениях натурфилософов древней Эллады. Греки дали магниту много имен. В том числе им принадлежит и само название «магнит». Плиний уверял, что своим названием удивительный камень обязан волопасу Магнису, гвозди от сандалий которого и железный наконечник посоха прилипали к неведомым камням.
Однако Тит Лукреций Кар в своей поэме «О природе вещей» пишет, что слово «магнит» происходит от Магнезии — страны магнетов, где есть гора из камня, притягивающего железо.
Интересно, что русский путешественник В. Теплов, посетивший Магнезию (ныне провинция Манисса) в прошлом веке, подтвердил существование горы Сепил, на которой часто встречаются магнитные камни. Еще он писал, что гора эта знаменита частыми ударами в нее молний.
Любопытно, что тем же самым отличалась и гора Магнитная на Урале, почти целиком состоящая из железной руды — магнетита.
Пока людей на любой вопрос удовлетворял ответ «по божьей воле», особых неприятностей от загадки магнитного притяжения никто не испытывал. Но в том и заключалось величие и достоинство греческой мысли раннего периода, что она пыталась просто и конкретно ответить на все вопросы, обходясь без помощи сверхъестественных сил.
Древние греки не были безбожниками. Об этом говорят прекрасные мифы, созданные ими о богах и героях. Но относились они к своим небожителям довольно иронично. Вспомните комедии Аристофана. Такое свободомыслие дало ученым Эллады уникальную возможность установить границы между наукой и религией. Первые натурфилософы практически ничего не знали о количественной стороне фактов и явлений, которые они наблюдали, и все-таки упорно искала ответы на вопросы о внутреннем механизме феноменов, о том, что скрывается за внешней стороной наблюдаемого.
В одно яркое солнечное утро 334 года до нашей эры в Пирей — афинскую морскую гавань вошла длинная и черная от покрывавшей ее борта смолы триера. Так назывались тогда суда с тремя рядами весел по бортам, с косыми парусами на мачте.
Пока матросы убирали спасти, на берег в сопровождении рабов сошел единственный пассажир. Небольшого роста и не спортивного телосложения, он не привлек внимания портовых зевак. Тем более что новоприбывший был далеко не молод. Время расцвета — акме, для мужчин греки считали его равным сорока годам, для него уже миновало. Редкие волосы, колючий, пронзительный взгляд и тонкие губы, словно змеящиеся в насмешливой ухмылке, делали его облик даже неприятным. Правда, выступал он важно — в белой тоге с цветной каймой, значит, был человеком с достатком…
Примерно так можно представить себе приезд великого стагирита — древнегреческого философа Аристотеля — в Афины.
Оставленный своим царственным воспитанником — Александром Македонским, Аристотель вернулся в Афины богатым человеком. Здесь, неподалеку от гимнасии, посвященной Аполлону Ликейскому, философ купил землю и в парке, в просторных зданиях, организовал школу. Она так и стала называться Ликеем, или Лицеем, как привыкли произносить это название мы.
По вечерам Аристотель читал лекции для всех желающих. Он учил риторике, разбирал вопросы политики и этики, отвечал спрашивающим о феноменах природы. По утрам же, окруженный избранными учениками, прогуливался по дорожкам сада, вел дискуссии и пояснял наиболее запутанные вопросы логики и метафизики, внимательно наблюдая, чтобы его слова записывались на восковых табличках.
Рассказывают, что порой в полдень раздавался громкий стук в ворота. Рабы-привратники отворяли и впускали гонцов от бывшего ученика, ныне прославленного полководца Александра Македонского. Для афинян это был ненавистный победитель, враг. А для Аристотеля — ученик, воспитанник, которым он гордился. Что же привозили гонцы? Послания? Вряд ли. Никаких писем от Александра Македонского к философу той поры не сохранилось. Скорее — подарки. Именно благодаря им в Ликее Аристотель собрал великолепную библиотеку и создал настоящий музей. Невиданные камни, растения, шкуры животных и всевозможные диковинки из разных стран заполняли его комнаты. Пожалуй, большинством своих трудов по естественной истории Аристотель обязан именно этим подаркам. Не зря же он учил, что настоящий философ из капле должен видеть отражение мира.
Но главное — то, что присланные вещи будили мысль, воображение, рождали тысячи вопросов, на которые еще никто не смог дать ответа. В чем причина падения камня на землю? Почему дым от костра и искры стремятся вверх, летят от земли? В чем загадка притяжения «геркулесова камня», присланного Александром? Почему к магниту устремляется только железо, а натертый электрон-янтарь и согретые солнцем или огнем драгоценные камни притягивают любые другие легкие частицы?
Аристотель выдвинул понятие о внутренней целесообразности проявления и развития природы, о наличии у природы цели, а следовательно, и о жесткой предназначенности каждой вещи, каждого предмета и даже каждого живого существа. Только тогда наблюдаемый мир становился гармоничным и мог сохранять свою цельность. Он учил, что как деятельность человека содержит в себе некоторую определенную, существенную для него цель, так и все предметы природы в любом своем «стремлении» имеют некую высшую цель, заложенную в них изначально. При этом Аристотель считал, что именно эта внутренняя цель является причиной всех видов движения в природе — от нижних ступеней к самым верхним…
В мире Аристотеля каждая вещь должна была знать свое место. Сдвинутая, стронутая с него, она в естественном движении стремилась вернуться и занять его снова. Вот почему подброшенный камень падает вниз на землю, а огонь, имеющий свое обиталище в небе, мечет свои искры и дым вверх.
Птицы предназначены для того, чтобы летать, рыбы — чтобы плавать. Кошки — ловить мышей. Солнечный камень электрон — притягивать мелкие тельца, магнит — железо, а раб — повиноваться своему господину. Стройная и строгая, а главное, очень удобная концепция. Не правда ли?
Возникал неудобный вопрос: кем введена эта всемирная предназначенность? Тут материалистические позиции не выдерживали, и приходилось обращаться к всесильным богам. Слишком мало знаний было еще накоплено людьми.
Такая идеалистическая антропоморфизация природных явлений, приписывание природе определенных целей, перенос на нее сугубо человеческой способности к целеполаганию, получила название телеологии, от греческих слов «цель» и «учение», то есть учение о цели, о целесообразности. Позже это идеалистическое учение в самых разных вариантах поддерживалось и развивалось многими философами и даже учеными-естествоиспытателями, например сторонниками витализма и т.п.
Однако в наше время современные достижения науки позволяют дать строгое объяснение в рамках диалектических концепций причинности всех явлений материального и духовного мира, включая и те, которые раньше по недостатку знаний могли служить некоторым основанием для «телеологического подхода» к их толкованию.
Сегодня все попытки возродить телеологию, создать, ссылаясь, к примеру, на кибернетику или молекулярную биологию, так называемую «материалистическую телеологию» должны рассматриваться как реакционные, отбрасывающие нас назад и потому имеющие отрицательное значение для общего прогресса познания.
Сквозь тернии к звездам!
На страницах истории науки часто попадаются — удивительнейшие загадки и поразительные факты. Мы уже встречались с необъяснимым происхождением громоотводов у египетских и древнеримских храмов. Не менее загадочна история происхождения странного трактата о магните, вышедшего, вернее появившегося в рукописном виде в 1269 году.Именно тогда, во время вынужденного бездействия при осаде итальянского городка Люцера, некий француз Пьер де Марикур написал прелюбопытнейшую книжку: «Послание о магните Пьера де Марикур, по прозванию Перегрина, к рыцарю Сигеру де Фукокур». Сказать определенно и достаточно точно, кем был Перегрин, трудно. А уж о рыцаре де Фукокур и вовсе ничего не известно. Тем не менее в трактате немало неожиданных сведений. Пьер де Марикур подробно излагает свойства магнитного камня и дает подробные указания, как находить у него полюса и как с его помощью намагничивать железную иглу компаса. Он пишет о «совокуплении» — притяжения разноименных полюсов и об отталкивании одноименных, о проникновении магнитных сил через стекло и воду. В отличие от древних воззрений китайцев и арабов, полагавших, что стрелка компаса притягивается Полярной звездой, Пьер де Марикур пишет: «…на самом деле она поворачивается к полюсу». Он утверждает, что «полюсы (естественных) магнитов получают силу от полюсов мира», то есть от земного магнита.
Вот только причину притяжения Южного и Северного полюсов объясняет он довольно туманно: «Южная часть притягивается той, которая имеет свойства и природу севера, хотя обе они имеют одну и ту же специфическую форму. Однако это не исключает некоторых свойств, существующих более полно в южной части. Но эти свойства северная часть имеет лишь в возможности, и потому они при этой возможности и проявляются»[3].
В заключение в трактате описывается прибор, демонстрирующий якобы «вечное вращение колеса под влиянием магнита»[4].
Как хотите, но, чтобы сделать такое описание, нужно быть хорошо знакомым со свойствами магнитов, и не понаслышке, а воочию. Чем мог заинтересовать магнит мыслителей средневековья? Прежде всего необычайностью своих свойств, взаимодействием с железом. А вот прочтите сводку сведений о магнитах, которые были накоплены да начала Возрождения и считались неопровержимыми.
1. Прием магнита внутрь «в малых дозах» продлевает молодость.
2. Если положить магнит под подушку, то он сбросит с постели прелюбодейку.
3. Днем магнит притягивает сильнее, чем ночью.
4. Магнит открывает любые замки и запоры,
5. Магнит является прекрасным слабительным.
6. Если потереть магнит чесноком или положить рядом с ним бриллианты, его сила исчезнет.
7. Стоит завернуть магнит в красную материю, как сила его увеличится. То же самое произойдет, если выкупать его в крови козла.
8. Магнит, который хранится в рассоле из рыбы прилипалы, может извлекать золото из самых глубоких колодцев.
9. Существуют магниты, которые притягивают серебро, алмазы, яшму, стекло, есть магниты мясные и магниты для дерева. В заволжских степях растет удивительное растение «баранец», которое притягивает к себе живых овец и пожирает их…
Перечень этих «наидостовернейших сведений» можно при желании продолжить.
Между тем в том же XII веке известнейший алхимик Гебер писал: «У меня был магнит, поднимающий 100 драхм железа. Я дал ему полежать некоторое время и поднес к нему другой кусок железа. Магнит его не поднял. В куске оказалось 80 драхм. Значит, сила магнита ослабла». То есть Гебер уже знал явление «старения» магнитов.
Чрезвычайно интересна догадка Аверроэса (Ибн Рушд). По его мнению, естественный магнит искажал ближайшее к нему пространство в соответствии со своей формой. Эти области искажали следующие за ними и так далее, пока они не достигали железа… Не кажется ли вам, что при желании в этих рассуждениях можно усмотреть намек на особую форму материи — магнитное поле?
И конечно, магнит был незаменим для всякого рода гаданий. Вряд ли что-нибудь еще могло так воздействовать на жителя средневековья, как самостоятельное движение или волеизъявление куска магнита. Из обломков естественных магнитов получались превосходные амулеты, которым знахари и прочие шарлатаны придавали самые невероятные свойства. А люди верили…
«Per aspera ad astra!» («Сквозь тернии к звездам!») — любили говорить древние. Мы себе подчас даже не представляем, как трудно было первым ученым пробиться к свету истины сквозь нагромождения привычек, суеверий, обычаев и ложной практики, накопленной обществом. Можно привести в качестве примеров немало трагических фигур, загубленных судеб…
В 1600 году из-под печатного пресса вышел обширный труд Уильяма Гильберта — лейб-медика" королевы Англии Елизаветы. Назывался он «О магните, магнитных телах и о великом магните — Земле». Манускрипт в шести книгах написан прекрасным латинским языком. Вам, может быть, не очень понятно, почему лейб-медик занимается исследованиями магнита? Попробую объяснить.
О магните с незапамятных времен ходили невероятные легенды. В медицине XVI века, в химии и в ятрохимии, как называли тогда фармакологию, изучающую действие лекарств на организм человека, магнит занимал почетное место, которого он не уступил столетие спустя и позже. Но всегда его применению сопутствовала какая-то чертовщинка, мистика. Причина, по-видимому, лежит в загадочности свойств магнита притягивать к себе железо без видимых глазом усилий, без зримых передатчиков силы. Магнит был необходимой принадлежностью астрологов всех времен. Те приписывали его действие звездам.
Еще древнеримский врач I века нашей эры Диоскорид Педаний прописывал носить магнит от меланхолии и для улучшения настроения. Другой философ и врач Марцелл в IV веке нашей эры рекомендовал надевать магнитное ожерелье при головной боли.
Знахари уверяли, что магнит возвращает молодость, красоту и здоровье. Об этом писал Гебер, или Джабир ибн Хайян, потому что именно так звучало его арабское имя на пороге VIII и IX веков. И лишь позже латинисты переделали его в Гебера.
Великий Авиценна (Ибн Сина) — Абу Али Хусейн ибн Абдаллах — в XI веке лечил магнитом селезенку, а Альберт Фон Больштедт — алхимик XIII века — считал, что ношение кольца с магнитом на левой руке избавляет человека от ночных кошмаров. Не потому ли, много лет спустя, уже в просвещенных XVII и XVIII столетиях достопочтенный сэр Исаак Ньютон, весьма неравнодушный к тайнам алхимических превращений, носил перстень с сильнейшим магнитом. Его магнитный камень притягивал к себе груз, превышающий его вес в 50 раз.
Много писал о целебных свойствах магнита и Другой арабский врач — знаменитый Аверроэс, настоящее имя которого звучало слишком сложно для европейского уха — Абул-Валид Мухаммед, ибн Ахмед. Он жил в ХII веке в Кордове и, как все средневековые врачи" утверждал, что толченый магнит с водой — прекрасное слабительное.
После работ Агриппы Неттесгеймского, Парацельса, других врачей и специалистов по различным вопросам магии магнит стали широко использовать в качестве лечебного средства против нервных болезней.
Все это Гильберт, разумеется, знал. В его арсенале находились и методы лечения знаменитого Парацельса, который отдавал должное магниту… В общем — понятно. Королеве исполнилось семьдесят. И ее волновала проблема сохранения если не молодости, то здоровья, залогом чего, как известно, является прежде всего исправное функционирование августейшего желудка.
Отдадим Гильберту должное. После многолетних опытов и исследований он осмелился, несмотря на авторитеты, утверждать, что прием толченого магнитного камня внутрь «вызывает мучительные боли во внутренностях, чесотку рта и языка, ослабление и сухотку членов…». Правда, он не протестовал против того, что девушкам тот же магнит «возвращает красоту лица и здоровье… поскольку сильно сушит и стягивает, не причиняя вреда».
Некоторое противоречие имеется, конечно. Ну а представьте на минутку себя на месте лейб-медика. Многие годы вы занимаетесь опытами с магнитом и уверяете королеву, что ищете способ сохранить ее драгоценное для подданных здоровье. И за это получаете приличное вознаграждение. Но затем выпускаете в свет ученый труд, из которого ясно, что лекарства, коими вы пользовали своих пациентов, могут лишь ухудшать их самочувствие. После такого откровения карьера лейб-медика могла прийти к концу… Гильберт был умен и не понимать этого не мог.
Представим себе, что королева и двор — в Виндзоре, в красивейшем месте графства Беркс. От центра Лондона примерно километров двадцать. Здесь, на правом берегу Темзы, еще в XI веке Вильгельм Завоеватель построил замок. Потом его много раз перестраивали, украшали, имв конце концов он стал любимым местом жительства английских королей.
В Виндзоре всегда весело: охота, театральные представления, торжественные приемы. Правда, возраст королевы уже не тот, не та прыть… Сегодня она предпочитает тихие развлечения. И потому на вечер назначена демонстрация чудес доктора Гильберта с магнитами. А вот и он сам: слегка лысоват, высок, лет шестидесяти. Бритый подбородок выдает в нем человека, не принадлежащего к придворной аристократии. Одет скромно: в черном атласном камзоле с испанским воротником и в плаще. Висячие усы не позволяют заподозрить в нем священника. Он переставляет различные предметы на столе, приготовленном для показа опытов. Все ждут королеву.
— Ваше величество! — Гильберт говорит мягко, приятным голосом, как и подобает врачу. — Я собираюсь, если будет на то божья воля, не умаляя заслуг тех, кто говорил о том до меня, изложить здесь перед вами открытую мною с помощью многих трудных и дорогостоящих экспериментов истину, которая противоречит мнению многих других философов, даже самых древних… Почему магнитная стрелка, применяемая на кораблях вашего доблестного флота, одержавшего беспримерную победу над Великой Армадой, всегда показывает одно направление? Почему? — Он поднимает над головой шар. — Этот шар, выточенный с немалыми расходами из магнитного камня, я назвал тереллой. Что означает маленькая земля — «земелька». Я подношу к ней магнитную стрелку, и вы видите? Джентльмены все видят, как один конец стрелки притягивается к одному полюсу тереллы, а другой — к другому. Не так ли ведут себя и стрелки компасов, установленных на кораблях флота ее величества? И не значит ли это, что и вся наша Земля является одним «большим магнитом»?
Гильберт водит железной стрелкой по поверхности тереллы.
— Взгляните, ваше величество, на разных удалениях от полюсов стрелка по-разному наклоняется к горизонту. Это открыл верный подданный вашего величества Роберт Норман — строитель компасов, доказав тем самым, что точка притяжения магнита находится не на небе… — он слегка поклонился в сторону лорда адмиралтейства: зачем важивать себе врагов при дворе? — а на земле.
Вперед протиснулись два адмирала. В те времена умели достаточно точно определять по высоте светил, на какой широте находится судно в открытом море, но никто не знал, как определять долготу.
Наши моряки верят, что стрелку притягивают, огромные железные горы, которые скрыты во льдах на севере. Мореплаватели рассказывают, что эти ужасные горы притягивают неосторожно приблизившиеся корабли и вытягивают из них гвозди, так что те разваливаются, обрекая на гибель команду…
Гильберт терпеливо напоминает об арабских сказках, повествующих о подобных же случаях, и добавляет:
— Взгляните, как ведет себя стрелка возле тереллы. Ее наклонение уменьшается к экватору, тогда как на магнитных полюсах она стремится встать торчком. Нет, джентльмены, все дело в том, что наша Земля, как и терелла, — магнит…
Гильберт кладет маленькие магнитные стерженьки в легкие кораблики и пускает их плавать в корыто с водой. Всплескивают руками дамы, наблюдая, как устремляются под действием притяжения разноименных полюсов друг к другу легкие суденышки и как расходятся они, стоит повернуть магнитики навстречу друг другу одноименными концами. Присутствующие в восторге.
Наконец королева зевнула. Ученая беседа утомила ее и давно наскучила остальным. Лишь Бэкон, казалось, был готов слушать до бесконечности, но его глаза так часто загорались блеском сдерживаемого возражения, что Гильберт старался не смотреть в его сторону. Он тоже устал. Не доверяя слугам, после ухода придворных он собрал свои приборы и ушел почти незамеченным.
«Из доказательств наилучшее есть доказательство опытом, — напишет Бэкон спустя несколько лет и тут же добавит: — Однако нынешние опыты бессмысленны. Экспериментаторы скитаются без пути, мало продвигаясь вперед, а если найдется серьезно отдающийся науке, то и он роется в каком-нибудь опыте, как Гильберт в магнетизме». Странное высказывание для того, кто во главу всей новой науки требовал поставить экспериментальный метод. Но Бэкон — противоречивая натура, и трудно сказать, насколько принципиальные побуждения двигали им в оценках трудов современников.
Зато совсем иначе звучит отзыв Галилея, жившего в то же время: «Величайшей похвалы заслуживает Гильберт… за то, что он произвел такое количество новых и точных наблюдений. И тем посрамлены пустые и лживые авторы, которые пишут не только о том, чего сами не знают, но и передают все, что пришло им от невежд и глупцов».
К сожалению, сам Гильберт об этой блестящей оценке уже узнать не мог. В марте 1603 года умерла королева, а несколько месяцев спустя и ее врач.
Все свое имущество Гильберт завещал Лондонскому обществу медиков. Однако большой пожар уничтожил приборы. И остались лишь сочинение «О магните…» да имя на обложке. Но много ли нового узнали мы о магнетизме и магните за промчавшиеся столетия?
Сегодня магнетизм широко применяется в науке и технике. Явления магнетизма важной составляющей вошли в основу нашей цивилизации.
Ну а почему Земля — магнит? Как возникает магнитное поле, и что является его носителем? Какое влияние оказывает магнитное поле на жизнь?
Увы, главные свой тайны «черный камень из страны магнетов» по-прежнему хранит в неприкосновенности.
А что же Гильберт? Сохранилась ли должная память о нем в наш перегруженный информацией век? Какой памятник мы, потомки, поставили великому создателю науки о магнетизме, подарившему нам еще и термин «электричество»?
В память о нем единица напряженности магнитного поля в международной системе единиц «СИ» называется сегодня «гильберт». И прав английский поэт Джон Драйден, написавший, что «Гильберт будет жить, пока магнит не перестанет притягивать».