«Научная культура и другие эссе»

Опровергая упрек в узости, к которому, несомненно, часто приводит наша система выбора в Кембридже, как часто я настаивал на самоочевидном положении, что пробудить любовь к учебе по любому предмету, неважно, насколько подчинено его значение или насколько ограничен его охват, — значит сделать первый шаг к тому, чтобы сделать из вашего человека ученого; в то время как не суметь вызвать его интерес к какому-либо предмету — значит упустить всю цель образования, — и то, что верно для человека, еще более верно для ребенка. Классическая культура, с одной стороны, и научная культура, с другой, — отличные вещи, но если вашего мальчика нельзя заставить проявить интерес ни к классике, ни к науке, как ясно, что такие сокровища не для него, и при отсутствии одного условия, которое может придать ценность любому изучению, как праздны и непоследовательны кажутся все вопросы относительно относительных достоинств этих исследований! С другой стороны, любовь к учебе, однажды обретенная, делает все исследования одинаково хорошими.

И как с учеником, так и с учителем. Никакое обучение не имеет никакой реальной ценности, если оно не исходит непосредственно от интеллекта и сердца учителя и, таким образом, не обращается к интеллекту и сердцу ученика. Это, конечно, подразумевает большее приобретение, и требуется гораздо больше энергии, чтобы учить на основе собственных знаний, чем учить по книге, но тогда, точно в той же пропорции к преодоленным трудностям, учитель возвышает свою профессию и облагораживает себя. Нет более благородного служения, чем жизнь истинного учителя; но простой надсмотрщик не имеет права на имя учителя и никогда не сможет достичь награды учителя.

IV.

РАДИОМЕТР:

НОВОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО МОЛЕКУЛЯРНОЙ ВСЕЛЕННОЙ.

Лекция, прочитанная в театре Сандерса Гарвардского университета 6 марта 1878 года.

Никто, кто не знаком с историей естественных наук, не может оценить, насколько современны те великие концепции, которые добавляют так много возвышенности научным исследованиям; и из многих, кто в одну из наших звездных ночей смотрит в глубины космоса и испытывает трепет от мыслей об этой необъятности, которые наполняют разум, я полагаю, немногие осознают тот факт, что почти все знания, которые придают такое величие этому зрелищу, являются результатом сравнительно недавних научных исследований; и что самый элементарный студент может теперь получить представления о необъятности вселенной, о которых отцы астрономии никогда не мечтали. И как же грандиозны привычные астрономические факты, которые внушает вид звездного неба!

Эти яркие точки — все солнца, подобные тому, которое образует центр нашей системы и вокруг которого вращается наша земля; однако настолько невообразимо удаленные, что, хотя они движутся через пространство с невероятной скоростью, они существенно не изменили своего относительного положения с тех пор, как начались зарегистрированные наблюдения. По сравнению с их расстоянием расстояние до нашего собственного солнца — 92 000 000 миль — кажется ничем; однако насколько невообразимо даже это расстояние, когда мы пытаемся измерить его нашими земными стандартами! Ибо если бы, когда Коперник — великий отец современной астрономии — умер в 1543 году, как раз в конце протестантской Реформации, гонец отправился бы к солнцу и с тех пор путешествовал бы со скоростью железнодорожного поезда — тридцать миль в час, — он бы еще не достиг своего пункта назначения!

Очевидно, тогда, никакие стандарты, которые, подобно нашим обычным мерам, имеют простое или, по крайней мере, мыслимое отношение к размерам наших собственных тел, не могут помочь нам протянуть линию в такой вселенной. Мы должны искать какую-то величину, которая соизмерима с этими необъятностями пространства; и в удивительно быстром движении света астрономия предоставляет нам подходящий стандарт. По затмениям спутников Юпитера астрономы определили, что это таинственное истечение достигает нас от солнца за восемь с половиной минут и, следовательно, должно путешествовать через пространство с невероятной скоростью — осмелюсь ли я назвать ее? — 186 000 миль в секунду времени! Однако, как бы невообразимо быстро ни было это движение, способное опоясать землю почти восемь раз за одну секунду, самая ближайшая из неподвижных звезд, α Центавра, настолько удалена, что свет, которым ее увидят в южном небе сегодня вечером, рядом с тем великолепным созвездием, Южным Крестом, должен был начать свое путешествие три с половиной года назад. Но этот свет исходит лишь с порога звездной вселенной; и телескоп открывает нам звезды настолько далекие, что, если бы они были стерты из существования, когда началась история, вести об этом событии еще не могли бы достичь земли!

Сравните теперь с этими великими концепциями популярное убеждение всего несколько веков назад. Там, где мы смотрим в бесконечные глубины, наши пуританские предки видели только твердый купол, окаймляющий землю и небеса, и через чьи открытые двери сходил дождь. Они рассматривали солнце и луну просто как великие светила, помещенные на этом небосводе, чтобы управлять днем и ночью, и в их понимании звезды не служили никакой лучшей цели, чем блестки, которые мерцают на лазурном потолке многих современных церквей. Великий труд Коперника «De Orbium Cœlestium Revolutionibus», которому суждено было в конечном итоге ниспровергнуть грубую космографию, которую христианство унаследовало от иудаизма, был опубликован только в самом конце жизни автора в 1543 году, дата, упомянутая ранее. Телескоп, который требовался, чтобы полностью убедить мир в его предыдущей ошибке, был изобретен только более чем полвека спустя, и только в 1835 году Струве обнаружил параллакс α Лиры. Измерение этого параллакса, вместе с определением Бесселем параллакса 61 Лебедя и Хендерсоном параллакса α Центавра, примерно в то же время, дали нам наше первое точное знание расстояний до неподвижных звезд.

К мысли, которую я пытался выразить, я должен добавить еще одну, прежде чем смогу извлечь урок, который хочу преподать. Великие научные истины популяризируются очень медленно, и после того, как они были тщательно проработаны исследователями, часто проходят многие годы, прежде чем они становятся частью текущего знания человечества. Прошел целый век после смерти Коперника с его великим томом — еще влажным от нюрнбергской типографии — в руках, прежде чем теория Коперника была принята в целом даже учеными; и нетерпимый дух, с которым была встречена эта работа, и преследования, с которыми столкнулся Галилей более чем полвека спустя, были обусловлены исключительно тем обстоятельством, что новая теория имела тенденцию подорвать популярную веру в космографию Церкви. В наше время, с множеством популярных популяризаторов науки, распространение новой истины происходит быстрее; но даже сейчас всегда существует долгий интервал после любого великого открытия в абстрактной науке, прежде чем новая концепция переводится на язык обыденной жизни, так что она может быть воспринята массой даже образованных людей.

Я так подробно остановился на том, что должно быть знакомыми фактами в прошлой истории астрономии, потому что они иллюстрируют и помогут вам осознать нынешнее состояние гораздо более молодой отрасли естественных наук; ибо в переходный период, который я описал, сейчас существует концепция, которая открывает видение микрокосма под нами, столь же обширное и грандиозное, как то, которое теория Коперника открыла в макрокосме над нами.

Концепция, к которой я обращаюсь, будет сразу же подсказана каждому научному исследователю словом «молекула». Это слово является латинским уменьшительным, которое означает, прежде всего, малую массу материи; и, хотя до сих пор часто применялось в механике к бесконечно малым частицам тела, между которыми могли бы действовать силы притяжения или отталкивания, оно только недавно приобрело то точное значение, с которым мы теперь его используем.

Пытаясь обнаружить первоначальное использование слова «молекула», я был удивлен, обнаружив, что оно, по-видимому, было впервые введено в науку великим французским натуралистом Бюффоном, который использовал этот термин в очень своеобразном смысле. Бюффон, по-видимому, не был обеспокоен проблемой, которая так занимает наших современных натуралистов — как растительное и животное царства развились до их нынешнего состояния, — но он был сильно озадачен столь же трудной проблемой, которая, по-видимому, была упущена из виду в нынешней полемике и которая сегодня столь же неясна, как и во времена Бюффона, в конце прошлого века, а именно: почему виды так устойчивы в Природе; почему желудь всегда вырастает в дуб и почему каждое существо всегда производит себе подобных. И если вы поразмыслите над этим, я уверен, вы придете к выводу, что эта последняя проблема является гораздо более фундаментальной из двух и той, которая обязательно включает в себя первую. То, что из двух яиц, в которых ни один анатом не может обнаружить никакой структурной разницы, одно должно за несколько коротких лет развить интеллект, подобный ньютоновскому, в то время как другое вскоре заканчивается морской свинкой, безусловно, является большей загадкой, чем то, что в течение бесчисленных веков обезьяны путем незаметных градаций должны были вырасти в людей.

Чтобы объяснить замечательное постоянство видов, Бюффон выдвинул теорию, которая, будучи освобожденной от многого, что было причудливым, может быть выражена так: Атрибуты каждого вида, будь то растений или животных, заключены в их предельных частицах, или, чтобы использовать более философское, но менее знакомое слово, присущи этим частицам, которые Бюффон называет «органическими молекулами». Согласно Бюффону, дуб обязан всеми особенностями своей организации специальным дубовым молекулам, из которых он состоит; и так все различия в растительном или животном царстве, от низших до высших видов, зависят от фундаментальных особенностей, которыми были изначально наделены их соответствующие молекулы. Должно, конечно, быть столько видов молекул, сколько существует различных видов живых существ; но, хотя молекулы одного и того же вида считались точно одинаковыми и обладающими сильным сродством или притяжением друг к другу, молекулы разных видов предполагались внутренне различными и не имеющими таких сродств. Бюффон далее предположил, что эти молекулы органической природы более или менее широко распространены в атмосфере и в почве, и что желудь вырастал в дуб просто потому, что, состоя сам из дубовых молекул, он мог извлекать только дубовые молекулы из окружающей среды.

С нашими нынешними знаниями о химическом составе органических существ мы можем найти много фантастического и абсурдного в этой теории Бюффона; но следует помнить, что наука химия почти полностью является продуктом нынешнего века, в то время как Бюффон умер в 1788 году; и если мы посмотрим на теорию исключительно с точки зрения его знаний, мы найдем в ней многое, что было достойно этого великого человека. Действительно, в наше время основные черты теории Бюффона были перенесены из естественной истории в химию почти без изменений.

Согласно нашей современной химии, качества каждого вещества заключены или присущи его молекулам. Возьмите этот кусок сахара. Он обладает определенными качествами, с которыми каждый знаком. Являются ли эти качества атрибутами куска или его частей? Конечно, его частей; ибо, если мы разобьем кусок, мельчайшие частицы все равно будут иметь сладкий вкус и проявлять все характеристики сахара. Могли бы мы тогда продолжать это деление бесконечно, при условии только, что у нас были бы чувства или тесты, достаточно тонкие, чтобы распознать качества сахара в полученных частицах? На этот вопрос современная химия отвечает решительно: Нет! Вы бы вскоре достигли мельчайшей массы, которая может обладать качествами сахара. У вас не было бы трудностей с разбиванием этих масс, но вы получили бы тогда не меньшие частицы сахара, а частицы тех совершенно иных веществ, которые мы называем углеродом, кислородом и водородом — одним словом, частицы элементарных веществ, из которых состоит сахар. Эти предельные частицы сахара мы называем молекулами сахара, и таким образом мы приходим к нынешнему химическому определению молекулы: «Мельчайшие частицы вещества, в которых заключены его качества», что, как вы видите, является воспроизведением идеи Бюффона, хотя и примененной к материи, а не к организму.

Кусок сахара, таким образом, имеет свои специфические качества, потому что он является совокупностью молекул, которые обладают этими качествами, и кусок соли отличается от куска сахара просто потому, что молекулы соли отличаются от молекул сахара, и так с каждым другим веществом. В Природе существует столько же видов молекул, сколько различных веществ, но все молекулы одного и того же вещества абсолютно одинаковы во всех отношениях.

До сих пор, как вы видите, мы лишь возрождаем в другой ассоциации старые идеи Бюффона. Но именно в этот момент появляется новая концепция, которая придает гораздо большее величие нашей современной теории: ибо мы полагаем, что те мельчайшие частицы, в которых заключены качества вещества, являются определенными телами или системами тел, движущимися в пространстве, и что кусок сахара — это вселенная движущихся миров.

Если в ясную ночь вы направите телескоп на одно из многих звездных скоплений нашего северного неба, вам будет представлена глазу такая же хорошая диаграмма, какую мы можем в настоящее время нарисовать того, что, как мы предполагаем, было бы видно при определенных обстоятельствах в куске сахара, если бы мы могли заглянуть в молекулярную вселенную с той же легкостью, с какой телескоп проникает в глубины космоса.

Вы скажете мне, что абсурдности Бюффона были мудростью по сравнению с такими дикими спекуляциями, как эти? Критика — это просто то, что я ожидал, и я должен напомнить вам, что, как я намекнул в самом начале, эта концепция современной науки находится в переходном периоде, о котором я тогда говорил, и, хотя она очень знакома научным исследователям, она еще не была воспринята популярным умом. Я могу далее только добавить, что, как бы дико это ни казалось, эта идея является продуктом законного научного исследования, и выразить свое убеждение, что она вскоре станет такой же частью популярного убеждения, как и те великие концепции астрономии, о которых я упоминал.

Вы возразите, что мы можем видеть солнца в звездном скоплении, но не можем даже начать видеть молекулы? Я должен снова напомнить вам, что, по сути, вы видите только точки света в поле зрения телескопа и что ваше знание о том, что эти точки являются невообразимо удаленными солнцами, является выводом астрономической науки; и, далее, что наше знание — если я могу так назвать наше уверенное убеждение — о том, что кусок сахара является совокупностью движущихся молекул, является столь же законным выводом молекулярной механики, науки, которая, хотя и является гораздо более новой, является столь же позитивной областью исследования, как и астрономия. Более того, зрение — не единственный путь к знанию; и, хотя наши материальные ограничения запрещают нам ожидать, что микроскоп когда-либо сможет проникнуть в молекулярную вселенную, мы чувствуем уверенность, что смогли с помощью строго экспериментальных методов взвесить молекулярные массы и измерить молекулярные величины с такой же точностью, как и величины неподвижных звезд.

Из всех форм материи газ имеет самую простую молекулярную структуру, и, как можно было ожидать, наше знание о молекулярных величинах пока в основном ограничено материалами этого класса. Ниже я привел некоторые результаты, которые были получены в отношении молекулярных величин газообразного водорода, одного из наиболее хорошо изученных веществ этого класса; и, хотя огромные числа столь же невообразимы, как и числа астрономии, они не могут не впечатлить вас реальностью величин, которые они представляют. Я беру водородный газ для своей иллюстрации, а не воздух, потому что наша атмосфера является смесью двух газов, кислорода и азота, и поэтому ее состояние менее простое, чем у совершенно однородного материала, такого как водород. Молекулярные размеры других веществ, хотя и сильно различаются по своим относительным значениям, находятся в том же порядке величины, что и эти. [A]

Размеры молекул водорода, рассчитанные для температуры таяния льда и для среднего уровня барометра на уровне моря:

Средняя скорость, 6 099 футов в секунду. Средний путь, 31 десятимиллионная доля дюйма. Столкновения, 17 750 миллионов каждую секунду. Диаметр, 438 000, расположенные бок о бок, составляют 1/100 дюйма. Масса, 14 (миллионов в кубе) весят 1/1000 грана. Газовый объем, 311 (миллионов в кубе) заполняют один кубический дюйм.

Объяснение того, как были получены представленные здесь значения, было бы неуместным в популярной лекции, [B] но несколько слов относительно двух или трех данных необходимы для разъяснения предмета этой лекции.

Во-первых, что касается массы или веса молекул. Что касается их относительных значений, химия дает нам средства определения молекулярных весов с очень большой точностью; но когда мы пытаемся оценить их веса в долях грана — наименьшего из наших общих стандартов, — мы не можем ожидать точности просто потому, что сравниваемые величины находятся в таком разном порядке; и то же самое верно для большинства других абсолютных размеров, таких как диаметр и объем молекул. Мы рассматриваем значения, приведенные в нашей таблице, только как очень грубую оценку, но все же у нас есть веские основания полагать, что они достаточно точны, чтобы дать нам истинное представление о порядке величин, с которыми мы имеем дело; и будет видно, что, хотя числа, необходимые для выражения отношений к нашим обычным стандартам, столь велики, эти молекулярные величины не более удалены от нас с одной стороны, чем величины астрономии с другой.

Переходя далее к скорости молекулярного движения, мы находим в ней величину, которая, хотя и велика, соизмерима со скоростью звука, скоростью винтовочной пули и скоростями многих других движений, с которыми мы знакомы. Мы, следовательно, не сравниваем, как раньше, величины совершенно иного порядка, и мы уверены, что смогли определить значение в очень узких пределах ошибки. Но насколько удивителен результат! Эти молекулы водорода постоянно движутся туда и обратно с этой огромной скоростью, и не только молекулы всех газообразных веществ движутся с похожими, хотя и различающимися скоростями, но то же самое в равной степени верно для молекул любого вещества, независимо от его состояния агрегации.

Газ — это самое простое молекулярное состояние материи, потому что в этом состоянии молекулы настолько удалены друг от друга, что их движения не подвержены влиянию взаимных притяжений. Следовательно, в соответствии с хорошо известными законами движения, молекулы газа должны всегда двигаться по прямым линиям и с постоянной скоростью, пока они не столкнутся друг с другом или не ударятся о стенки содержащего их сосуда, когда, вследствие своей упругости, они сразу же отскакивают и начинают новый путь с новой скоростью. В этих столкновениях, однако, нет потери движения, ибо, поскольку молекулы имеют одинаковый вес и совершенно упруги, они просто меняются скоростями, и то, что одна может потерять, другая должна приобрести.

Но если скорость меняется таким образом, вы можете спросить, какой смысл имеет определенное значение, приведенное в нашей таблице? Ответ заключается в том, что это среднее значение скорости всех молекул в массе водородного газа при принятых условиях; и, согласно только что изложенному принципу, среднее значение не может быть изменено столкновениями молекул между собой, каким бы большим ни было изменение в движении отдельных особей.

Как в жидкостях, так и в твердых телах молекулярные движения, несомненно, столь же активны, как и в газе, но они должны быть сильно подвержены влиянию взаимных притяжений, которые удерживают частицы вместе, и поэтому условия здесь гораздо более сложны и представляют проблему, которую мы смогли решить лишь очень несовершенно и с которой, к счастью, нам в настоящее время не приходится иметь дело.

Ограничивая, таким образом, наше изучение молекулярным состоянием газа, представьте себе, каким должно быть состояние нашей атмосферы с ее молекулами, летающими во всех направлениях. Представьте, какой молекулярный шторм должен бушевать вокруг нас и как он должен бить по нашим телам и по каждой открытой поверхности. Молекулы нашей атмосферы движутся в среднем почти в четыре (3,8) раза медленнее, чем молекулы водорода при тех же условиях; но зато они весят в среднем в четырнадцать с половиной раз больше, чем молекулы водорода, и поэтому ударяют с такой же энергией. И не думайте, что эффект этих ударов незначителен из-за того, что молекулярные снаряды так малы; они компенсируют своим количеством то, чего им недостает в размере.

Рассмотрим, например, кубический ярд воздуха, который, если измерить его при температуре замерзания, весит значительно больше двух фунтов. Этот кубический ярд материала содержит более двух фунтов молекул, которые движутся со средней скоростью 1 605 футов в секунду, и это движение эквивалентно во всех отношениях движению пушечного ядра равного веса, несущегося по своей траектории с той же огромной скоростью. Конечно, это верно для каждого кубического ярда воздуха при той же температуре; и если бы движение молекул атмосферы вокруг нас могло быть каким-либо образом направлено в одну и ту же сторону, результатом был бы ураган, проносящийся над землей с этой скоростью — то есть со скоростью 1 094 мили в час, — чьей разрушительной силе не смогли бы противостоять даже Пирамиды.

Живя, как мы живем, посреди молекулярного торнадо, способного на такие эффекты, наша безопасность заключается исключительно в том обстоятельстве, что шторм бьет одинаково во всех направлениях в одно и то же время, и сила, таким образом, настолько точно сбалансирована, что мы совершенно не осознаем этого хаоса. Даже лист осины не шелохнется, ни самая тонкая мембрана не порвется; но давайте удалим воздух с одной из поверхностей такой мембраны, и тогда сила молекулярного шторма станет очевидной, как в привычных экспериментах с воздушным насосом.

Как уже было намекнуто, значения скоростей как молекул водорода, так и молекул воздуха, приведенные выше, были измерены при определенной температуре, 32° по нашему термометру Фаренгейта, точке замерзания воды; и это вводит очень важный момент, касающийся нашего предмета, а именно, что молекулярные скорости очень сильно варьируются в зависимости от температуры. Действительно, согласно нашей теории, само это молекулярное движение составляет то состояние или условие материи, которое мы называем температурой. Горячее тело — это то, чьи молекулы движутся сравнительно быстро, а холодное тело — то, в котором они движутся сравнительно медленно. Однако, не вдаваясь в дальнейшие подробности, которые вовлекли бы всю механическую теорию тепла, позвольте мне обратить ваше внимание на одно следствие принципа, который я изложил.

Когда мы нагреваем водород, воздух или любую массу газа, мы просто увеличиваем скорость его движущихся молекул. Когда мы охлаждаем газ, мы просто уменьшаем скорость тех же молекул. Возьмите поток воздуха, который входит в комнату через печь. При прохождении он вступает в контакт с нагретым железом и, как мы говорим, нагревается. Но, как мы рассматриваем этот процесс, молекулы воздуха, находясь в контакте с горячим железом, сталкиваются с очень быстро колеблющимися металлическими молекулами и отлетают назад, как бильярдный шар при подобных обстоятельствах, с сильно увеличенной скоростью, и именно это более быстрое движение составляет более высокую температуру.

Рассмотрим далее, каким должен быть эффект на поверхности. Минутное размышление покажет, что нормальное давление, оказываемое молекулярным штормом, всегда бушующим в атмосфере, обусловлено не только ударом молекул, но и реакцией, вызванной их отскоком. Когда молекулы отскакивают, они, так сказать, отталкиваются от поверхности в силу присущей упругости как поверхности, так и молекул. Теперь, что происходит, когда одна масса материи отталкивается от другой — когда, например, пушечное ядро вылетает из пушки? Что ж, пушка дает отдачу! И поэтому каждая поверхность, от которой отскакивают молекулы, должна давать отдачу; и если скорость не меняется при столкновении, половина давления, вызванного молекулярной бомбардировкой, обусловлена отдачей. От нагретой поверхности, как мы сказали, молекулы отскакивают с увеличенной скоростью, и, следовательно, отдача должна быть пропорционально увеличена, определяя большее давление на поверхность.

Согласно этой теории, следовательно, мы должны ожидать, что воздух будет давить неравномерно на поверхности при разных температурах и что, при прочих равных условиях, оказываемое давление будет тем больше, чем выше температура поверхности. Такой результат, конечно, полностью противоречит общему опыту, который говорит нам, что однородная масса воздуха давит одинаково во всех направлениях и на все поверхности одной и той же площади, независимо от их состояния. Казалось бы, на первый взгляд, что мы здесь столкнулись с заметным случаем, в котором наша теория терпит неудачу. Но дальнейшее изучение убедит нас, что результат как раз такой, какой мы должны ожидать в плотной атмосфере, подобной той, в которой мы живем; и, чтобы это стало очевидным, позвольте мне далее обратить ваше внимание на другой класс молекулярных величин.

Должно казаться в самом деле странным, что мы способны измерять молекулярные скорости; но следующий момент, на который я должен обратить ваше внимание, еще более странен, ибо мы уверены, что смогли с приблизительной точностью определить для каждого вида молекул газа среднее число столкновений одной из этих малых частиц с соседями в секунду, предполагая, конечно, что заданы условия состояния газа. Зная теперь молекулярную скорость и число столкновений в секунду, мы можем легко вычислить средний путь молекулы — то есть среднее расстояние, которое она проходит при тех же условиях между двумя последовательными столкновениями. Конечно, для любой отдельной молекулы этот путь должен постоянно меняться; поскольку, хотя в один момент молекула может обнаружить свободный путь и совершить длинный пробег, в следующий момент она может едва начать движение, как ее путь будет прерван. Тем не менее, если рассматривать массу газа при постоянных условиях, теория средних величин показывает, что средний путь должен иметь определенное значение, и пример даст представление о том, каким образом мы смогли его оценить.

Тошнотворный, пахучий газ, который мы называем сероводородом, имеет плотность лишь немного большую, чем у воздуха, и поэтому его молекулы должны двигаться почти с такой же скоростью, как средняя молекула воздуха — то есть около четырнадцатисот восьмидесяти футов в секунду; и мы могли бы поэтому ожидать, что при открытии сосуда с этим газом его молекулы мгновенно распространятся по окружающей атмосфере. Но, напротив, если воздух спокоен, так что газ не переносится потоками, пройдет довольно много времени, прежде чем характерный запах будет ощущен на противоположной стороне обычной комнаты. Причина очевидна: молекулы должны прокладывать себе путь сквозь толпу молекул воздуха, которые уже занимают пространство, и поэтому могут продвигаться лишь медленно; и очевидно, что чем чаще они сталкиваются со своими соседями, тем медленнее должен быть их прогресс. Зная, таким образом, среднюю скорость молекулярного движения и будучи в состоянии измерить соответствующими средствами скорость диффузии, как ее называют, мы имеем данные, из которых можем вычислить как число столкновений в секунду, так и средний путь между двумя последовательными столкновениями. Результаты, как и следовало ожидать, того же порядка, что и другие молекулярные величины. Но, сколь бы невообразимо коротким ни был свободный пробег молекулы, в случае газообразного водорода он все же в 136 раз превышает диаметр движущегося тела, что, безусловно, было бы расценено среди людей как вполне достаточное пространство для маневра.

Хотя в этой лекции у меня еще не было повода упомянуть радиометр, я отнюдь не забыл свою основную тему, и все, что было сказано, имеет прямое отношение к теории этого замечательного прибора; и все же, прежде чем вы сможете понять тот огромный интерес, с которым к нему относятся, мы должны проследить другой ход мыслей, сходящийся в той же точке.

Одним из самых замечательных результатов современной науки является открытие того, что вся энергия, действующая на поверхности этой планеты, исходит от Солнца. Большинство из вас, вероятно, видели на нашей Столетней выставке тот большой искусственный каскад в Машинном зале и были впечатлены мощностью парового насоса, который мог поддерживать течение такой массы воды. Но осознали ли вы также, стоя перед водопадом Ниагара, тот факт, что огромные потоки воды, которые вы видели бурлящими над теми скалами, точно так же снабжались всемогущим насосом, и этот насос — Солнце? И это верно не только в отношении воды, но в равной степени верно и то, что каждая падающая капля воды, каждая бьющаяся волна, каждый дующий ветер, каждое существо, движущееся по поверхности земли, — все они оживлены тем таинственным истечением, которое мы называем солнечным лучом. Я говорю «таинственное истечение», ибо то, как эта энергия передается на те 92 000 000 миль между Землей и Солнцем, до сих пор остается одной из величайших загадок природы.

В науке об оптике, как хорошо известно, явления света объясняются предположением, что энергия передается волнами через среду, заполняющую все пространство, называемую светоносным эфиром, и нет сомнения, что эта теория природы, известная в науке как волновая теория света, является, как рабочая гипотеза, одной из самых всеобъемлющих и глубоких, которые когда-либо создавал человеческий разум. Она как связала известные факты, так и указала путь к замечательным открытиям. Но как только мы пытаемся применить ее к стоящей перед нами проблеме, она требует условий, которые испытывают на прочность даже доверчивость философа.

Как слишком часто учит печальный опыт на океане, энергия может передаваться волнами так же, как и любым другим способом. Но любой механик скажет вам, что передача энергии, независимо от используемых средств, подразумевает определенные хорошо известные условия. Предположим, что энергия должна быть использована для вращения веретен хлопчатобумажной фабрики. Инженер может сказать вам точно, сколько лошадиных сил он должен подавать каждый рабочий день, и столь же верно, что определенное количество энергии должно исходить от Солнца, чтобы выполнять работу каждого дня на поверхности земного шара. Далее, инженер также скажет вам, что для передачи мощности от своей турбины или паровой машины он должен иметь валы, шкивы и ремни достаточной прочности, и он знает в каждом случае, каков нижний предел безопасности. Точно так же среда, через которую передается энергия, управляющая миром, должна быть достаточно прочной, чтобы выполнять огромную работу, возложенную на нее; и если энергия передается волнами, это подразумевает, что среда должна обладать чрезвычайно большой упругостью, упругостью, значительно превосходящей упругость стали самого лучшего закала.

Но обратимся теперь к астрономам и узнаем, что они могут рассказать нам относительно предполагаемого светоносного эфира, через который, как предполагается, передается вся эта энергия. Наша планета несется по своей орбите вокруг Солнца со средней скоростью более 1000 миль в минуту и совершает свое годовое путешествие в 550 000 000 миль за 365 дней, 6 часов, 9 секунд и 6/10 секунды. Заметьте десятые доли; ибо астрономические наблюдения настолько точны, что если бы продолжительность года постоянно менялась на десятую долю секунды, мы бы знали об этом; и вы легко можете понять, что если бы в пространстве существовала среда, которая оказывала бы такое же сопротивление движению Земли, какое паутинки оказывают скаковой лошади, планета никогда не могла бы приходить вовремя, год за годом, с точностью до десятой доли секунды.

Как же тогда мы можем спасти нашу теорию, которой мы так дорожим, и по праву, потому что она так эффективно помогала нам в изучении природы? Если нам будет позволен такой экстравагантный солецизм, давайте предположим, что инженер из нашего предыдущего примера был героем сказки. Он построил фабрику, установил паровую машину в подвале, расположил свои веретена наверху и соединяет шкивы обычными ремнями, когда какая-то суровая необходимость требует от него передать всю энергию с помощью паутины. Конечно, добрая фея приходит ему на помощь, и что она делает? Просто делает паутину бесконечно прочной. Так и физики, не желая отставать от фей, делают свой эфир бесконечно упругим, и их теория приводит их именно к этому: среда, заполняющая все пространство, в тысячи раз более упругая, чем сталь, и в тысячи тысяч раз менее плотная, чем газообразный водород. Где-то должна быть ошибка, и я сильно подозреваю, что она кроется в наших обычных материалистических представлениях о причинности, которые включают старую метафизическую догму «nulla actio in distans» и которые в наши дни завершились знаменитым афоризмом немецкого материалиста: «Kein Phosphor kein Gedanke».

Но не в моих целях обсуждать доктрины причинности, и я остановился на трудности, которую представляет этот предмет в связи с волновой теорией, исключительно потому, что хотел, чтобы вы оценили тот огромный интерес, с которым ученые искали какое-либо прямое проявление механического действия света. Правда, эфирные волны должны иметь размеры, подобные размерам молекул, обсуждавшихся выше, и поэтому мы должны ожидать, что они будут действовать прежде всего на молекулы, а не на массы материи. Но все же хорошо известные принципы волнового движения заставили компетентных физиков утверждать, что эфирные волны должны оказывать более или менее значительное давление на поверхности, о которые они ударяются, как частичный результат молекулярных колебаний, первоначально переданных. Еще в прошлом веке предпринимались попытки обнаружить какие-либо доказательства такого действия, и в различных экспериментах прямые солнечные лучи концентрировались на пленках, деликатно подвешенных и тщательно защищенных от всех других посторонних влияний, но без какого-либо видимого эффекта; и так вопрос оставался до тех пор, пока около трех лет назад научный мир не был поражен объявлением г-на Крукса из Лондона о том, что, подвесив небольшой кусочек почерневшей сердцевины бузины в очень совершенном вакууме, который теперь можно получить с помощью ртутного насоса, изобретенного Шпренгелем, он увидел, как это легкое тело действительно отталкивается солнечными лучами; и они были еще более поражены, когда после нескольких дальнейших экспериментов он представил нам прибор, который назвал радиометром, в котором солнечные лучи выполняют немалую работу по вращению маленького колеса. Давайте на мгновение рассмотрим конструкцию этого замечательного прибора.

Движущаяся часть радиометра — это небольшое горизонтальное колесо, к концам спиц которого прикреплены вертикальные лопасти, обычно из слюды, почерневшие с одной стороны. Стеклянный колпачок образует ступицу, и благодаря искусству стеклодува колесо заключено в стеклянную колбу так, что колпачок опирается на острие швейной иглы; и колесо настолько деликатно сбалансировано на этой оси, что вращается с величайшей свободой. Из внутренней части колбы воздух теперь откачивается с помощью насоса Шпренгеля, пока не останется менее 1/1000 первоначального количества, после чего единственное отверстие герметично запечатывается. Если теперь солнечный свет или даже свет от свечи падает на лопасти, почерневшие поверхности — которые покрыты ламповой сажей — отталкиваются, и, поскольку они симметрично расположены вокруг колеса, различные силы объединяются, чтобы произвести быстрое движение, которое в результате получается. Эффект имеет все признаки прямого механического действия, оказываемого светом, и некоторое время рассматривался как таковой г-ном Круксом и другими выдающимися физиками, хотя следует добавить, что в своих опубликованных работах г-н Крукс тщательно воздерживался от спекуляций на эту тему, стремясь, как он сказал позже, оставаться непредвзятым по отношению к любой теории, пока он накапливал факты, на которых могло бы основываться удовлетворительное объяснение.

Как ни странно, однако, первые аспекты новых явлений оказались полностью обманчивыми, и движение, отнюдь не являющееся эффектом прямого механического действия световых волн, теперь считается новым и очень поразительным проявлением молекулярного движения. К этому мнению пришел и сам г-н Крукс, и в недавней статье он пишет: «Однако двенадцатимесячное исследование пролило много света на эти действия, и объяснение, предоставляемое динамической теорией газов, делает то, что год назад было неясным и противоречивым, теперь разумным и понятным».

Как это часто бывает в природе, основной эффект здесь заслоняется различными второстепенными явлениями, и неудивительно, что возникло большое расхождение во мнениях относительно причины движения. Это было бы неподходящим местом для описания многочисленных исследований, вызванных спором, многие из которых самым поразительным образом показывают, как легко экспериментальные данные могут быть честно истолкованы неверно в поддержку предвзятого мнения. Я, однако, осмелюсь злоупотребить вашим терпением настолько, чтобы описать несколько экспериментов, с помощью которых еще в самом начале спора я удовлетворил свой собственный ум по этому вопросу.

Когда два года назад у меня впервые появилась возможность экспериментировать с радиометром, все еще преобладало мнение, что движение колеса является прямым механическим эффектом световых волн и, следовательно, импульсы исходят извне прибора, причем волны свободно проходят через стеклянную оболочку. С самого начала это мнение не казалось мне разумным или согласующимся с хорошо известными фактами; ибо, зная, насколько великим должно быть молекулярное возмущение, вызванное солнечными лучами, как показывает их нагревательная способность, я не мог поверить, что остаточное действие, о котором упоминалось, впервые проявится в этих деликатных явлениях, наблюдаемых г-ном Круксом, и должно проявляться только в вакууме ртутного насоса.

При осмотре прибора мое внимание сразу же привлекло покрытие из ламповой сажи на чередующихся поверхностях лопастей; и, исходя из замечательной способности ламповой сажи поглощать лучистое тепло, сразу стало очевидно, что, какие бы другие эффекты ни вызывали лучи от Солнца или пламени, они обязательно должны определять постоянную разность температур между двумя поверхностями лопастей, и сразу же пришла мысль, что, в конце концов, движение может быть прямым результатом этой разности температур — другими словами, что радиометр может быть маленьким тепловым двигателем, чьи движения, как и движения любого другого теплового двигателя, зависят от разности температур между его частями.

Но если бы это было правдой, эффект должен был бы быть пропорционален исключительно нагревательной способности лучей, и очень простой способ грубой проверки этого вопроса был под рукой. Хорошо известно, что водный раствор квасцов, хотя и пропускает свет так же свободно, как чистейшая вода, сильно поглощает те лучи любого источника, которые обладают основной нагревательной способностью. Соответственно, я поместил то, что мы называем квасцовой кюветой, на пути лучей, падающих на радиометр, и тогда, хотя свет на лопастях был таким же ярким, как и раньше, движение было почти полностью остановлено.

Этот эксперимент, однако, не был окончательным, так как все еще можно было сказать, что теплоизлучающие лучи действовали механически, и следует признать, что основная часть энергии в лучах, даже от самых ярких источников света, всегда принимает форму тепла. Но если действие механическое, то противодействие должно быть направлено против среды, через которую передаются лучи, в то время как если радиометр — это просто тепловой двигатель, то действие и противодействие должны быть, по крайней мере в конечном итоге, между нагревателем и охладителем, которыми в данном случае являются соответственно почерневшие поверхности лопастей и стеклянные стенки заключающей их колбы; и здесь, опять же, сразу же напрашивался очень простой метод проверки фактического состояния.

Если движение колеса радиометра является эффектом механических импульсов, передаваемых в направлении луча света, то, безусловно, следовало ожидать, что луч будет действовать как на блестящие, так и на почерневшие поверхности слюды, какой бы большой ни была разница в равнодействующих, производящих механическое движение, вследствие большой поглощающей способности ламповой сажи. Более того, поскольку прибор сконструирован так, что из двух лопастей на противоположных сторонах колеса одна всегда представляет почерневшую, а другая блестящую поверхность падающему лучу, мы должны были бы далее ожидать обнаружить в движении колеса дифференциальное явление, обусловленное неравным действием света на эти поверхности. С другой стороны, если радиометр — это тепловой двигатель, и реакция происходит между нагретыми почерневшими поверхностями лопастей и более холодным стеклом, очевидно, что общий эффект будет просто суммой эффектов на отдельных поверхностях.

Чтобы исследовать возникший таким образом вопрос, я поместил радиометр перед обычной керосиновой лампой и наблюдал с помощью секундомера число секунд, прошедших за десять оборотов маленького колеса. Обнаружив, что это число абсолютно постоянно, я затем закрыл половину колбы, так что только почерневшие грани подвергались воздействию света, когда колесо поворачивало их в луч. Снова я несколько раз наблюдал число секунд за десять оборотов, которое, хотя и было столь же постоянным, оказалось больше, чем раньше. Наконец, я закрыл почерневшие поверхности так, что по мере вращения колеса только блестящие поверхности слюды подвергались воздействию света, когда, к моему удивлению, колесо продолжало вращаться в том же направлении, что и раньше, хотя и гораздо медленнее. Казалось, что блестящие поверхности притягиваются светом. Снова я наблюдал время десяти оборотов, и здесь я собрал свои результаты, приведя их в последнем столбце так, чтобы показать соответствующее число оборотов за одно и то же время:

CONDITIONS.Time of ten revolutions.No. of revolutions in same time. Both faces exposed 8 seconds. 319 Blackened faces only 11 " 232 Mica faces only 29 " 88

Можно заметить, что 88 + 232 равняется почти 319. Очевидно, что эффект, отнюдь не являясь дифференциальным, является совпадающим. Следовательно, действие, вызывающее движение, должно происходить между частями прибора и не может быть прямым эффектом импульсов, передаваемых эфирными волнами; иначе мы приходим к самой невероятной альтернативе, что ламповая сажа и слюда должны обладать такой замечательной избирательной способностью, что импульсы, передаваемые светом, должны оказывать отталкивающую силу на одной поверхности и притягивающую силу на другой. Если бы, однако, существовал такой невероятный эффект, он должен был бы быть независимым от толщины слюдяных лопастей; в то время как, с другой стороны, если, как нам теперь казалось наиболее вероятным, весь эффект зависел от разности температур между ламповой сажей и слюдой, и если свет производил эффект на поверхность слюды только потому, что, поскольку слюдяная пластина в значительной степени диатермична, ламповая сажа нагревалась через пластину больше, чем сама пластина, то из этого следовало бы, что если бы мы использовали более толстую слюдяную пластину, которая поглощала бы больше тепла, мы должны были бы получить заметную разницу в эффекте. Соответственно, мы повторили эксперимент с одинаково чувствительным радиометром, который мы сделали для этой цели, с относительно толстыми лопастями, и с ним эффект луча света на поверхность слюды был абсолютно нулевым, колесо вращалось за одно и то же время, независимо от того, были ли эти грани защищены или нет.

Но теперь не хватало одного, чтобы сделать демонстрацию полной. Тепловой двигатель обратим, и если движение радиометра зависело от того обстоятельства, что температура почерневших граней лопастей была выше, чем температура стекла, то, изменив условия на обратные, мы должны были бы изменить направление движения. Соответственно, я тщательно нагрел стеклянную колбу над лампой, пока она не стала такой горячей, как может выдержать рука, а затем поместил прибор в холодную комнату, полагаясь на большую излучательную способность ламповой сажи, чтобы поддерживать температуру почерневших поверхностей лопастей ниже температуры стекла. Колесо немедленно начало вращаться в противоположном направлении и продолжало вращаться до тех пор, пока температура стекла не пришла в равновесие с окружающими предметами.

Эти ранние эксперименты с тех пор были подтверждены в полной мере, и ни один физик в наши дни не может разумно сомневаться в том, что радиометр — это очень красивый пример теплового двигателя, и это первый, который был заставлен работать непрерывно от тепла солнечного луча. Но одно дело показать, что прибор является тепловым двигателем, и совсем другое — объяснить в деталях, каким образом он действует. Что касается последнего пункта, то здесь все еще остается много места для расхождения во мнениях, хотя физики в целом согласны относить действие к остаточному газу, который остается в колбе. Что касается меня, то я стал твердо убежден — после экспериментов с более чем сотней этих приборов, сделанных под моим собственным наблюдением, с каждым изменением условий, которое я мог предложить, — что эффект был обусловлен той же причиной, которая определяет давление газа, и, согласно динамической теории газов, это равносильно утверждению, что эффект обусловлен молекулярным движением. У меня, однако, нет времени описывать ни мои собственные эксперименты, на которых впервые основывалось это мнение, ни гораздо более тщательные исследования, проведенные с тех пор другими, которые послужили укреплению первого впечатления. Но после наших предыдущих дискуссий нескольких слов будет достаточно, чтобы показать, как молекулярная теория объясняет новые явления.

Хотя воздух в колбе был откачан настолько почти полностью, что осталась менее чем одна тысячная часть, все же следует иметь в виду, что число оставшихся молекул отнюдь не является незначительным. Как будет видно из нашей таблицы, в каждом кубическом дюйме должно оставаться не менее 311 000 миллионов миллионов молекул. Более того, абсолютное давление, которое оказывает этот остаточный газ, является весьма ощутимой величиной. Это просто одна тысячная нормального атмосферного давления, то есть 14 7/10 фунта на квадратный дюйм, что эквивалентно чуть более ста гранам на той же площади. Теперь, площадь почерневших поверхностей лопастей обычного радиометра составляет как раз около квадратного дюйма, и колесо установлено настолько деликатно, что постоянного давления в одну десятую грана было бы достаточно для создания быстрого движения. Таким образом, разница давлений на противоположных гранях лопастей, равная одной тысячной от общего количества, — это все, что нам нужно объяснить; и, как легко подсчитать, разница температур менее чем в полградуса по Фаренгейту вызвала бы всю эту разницу в давлении разреженного воздуха.

Но вы можете спросить: как может существовать такая разница давлений на разных поверхностях, подвергающихся воздействию одной и той же среды? И ваш вопрос вполне правомерен; ибо именно здесь новые явления, кажется, противоречат всему нашему предыдущему опыту. Если, однако, вы следили за мной в моем весьма частичном изложении механической теории газов, вы легко увидите, что в этой теории более трудным вопросом является объяснение того, почему такая разница давлений не проявляется в каждой газовой среде и при любых условиях между любыми двумя поверхностями, имеющими разные температуры.

Мы видели, что давление газа — это двойной эффект, вызванный как ударом молекул, так и отдачей поверхности, сопровождающей их отскок. Мы также видели, что когда молекулы ударяются о нагретую поверхность, они отскакивают с увеличенной скоростью и, следовательно, производят увеличенное давление на поверхность, тем большее, чем выше температура. Согласно этой теории, мы должны были бы ожидать, что одна и та же атмосфера будет давить неравномерно на равные поверхности, если они имеют разные температуры; и разница в давлении на ламповую сажу и поверхности слюды лопастей, которую неизбежно подразумевает движение колеса радиометра, является, следовательно, просто нормальным эффектом механического состояния любой газовой среды. Настоящая трудность заключается в том, чтобы объяснить, почему мы должны откачивать воздух так совершенно, прежде чем эффект проявится.

Новая теория справляется с этой задачей. Как уже было отмечено, в обычном состоянии воздуха амплитуда молекулярного движения чрезвычайно мала, не более нескольких десятимиллионных долей дюйма — очень малая доля, следовательно, высоты неровностей на поверхностях ламповой сажи лопастей радиометра. При таких обстоятельствах, очевидно, молекулы не покидали бы нагретую поверхность, а просто отскакивали бы туда-сюда между лопастями и окружающей массой плотного воздуха, который, будучи почти абсолютно непроводящим тепло, должен действовать по существу как упругая твердая стенка, ограничивающая лопасти с обеих сторон. На данный момент, и до тех пор, пока они не будут заменены конвекционными потоками, колеблющиеся молекулы являются такой же частью лопастей, как наша атмосфера является частью Земли; и на эту систему в целом однородный плотный воздух, который окружает ее, должен давить одинаково со всех сторон. Однако по мере того, как воздух откачивается, молекулы находят больше пространства, и амплитуда молекулярного движения увеличивается, и когда достигается очень высокая степень разрежения, частицы воздуха больше не отскакивают туда-сюда от лопастей без изменения состояния, но они либо отскакивают полностью, как ядро из пушки, либо, передав часть своего импульса, возвращаются с уменьшенной скоростью, и в любом случае сила реакции ощущается.

Таким образом, оказывается, что мы смогли показать с помощью очень определенных экспериментальных доказательств, что радиометр — это тепловой двигатель. Мы также смогли показать, что такая разница температур, которую излучение должно создавать в воздухе в непосредственном контакте с противоположными гранями лопастей радиометра, определяла бы разницу напряжений, которая достаточна для объяснения движения колеса. Наконец, мы показали, насколько это возможно в популярной лекции, что, согласно механической теории газов, такая разница напряжений имела бы свой нормальный эффект только в сильно разреженной атмосфере, и таким образом мы привели новые явления в гармонию с общими принципами молекулярной механики, установленными ранее.

Больше этого нельзя сказать о паровой машине, хотя, конечно, в более старой машине измерения, на которых основывается теория, значительно более точны и полны. Но как только мы пытаемся выйти за рамки общих принципов тепловых двигателей, яркой иллюстрацией которых является паровая машина, и объяснить, как тепло преобразуется в движение, мы должны прибегнуть к молекулярной теории, точно так же, как в случае с радиометром; и движение паровой машины кажется нам менее удивительным, чем движение радиометра, только потому, что оно более привычно и более полно согласовано с остальными нашими знаниями. Более того, сама молекулярная теория, к которой мы призываем для объяснения паровой машины, влечет за собой последствия, которые, как мы видели, были впервые реализованы в радиометре; и именно так этот новый прибор, хотя и обманувший первые ожидания своего изобретателя, предоставил очень поразительное подтверждение этой удивительной теории. Действительно, подтверждение настолько отдаленное и все же настолько близкое, настолько неожиданное и все же настолько сильное, что новые явления почти кажутся прямым проявлением молекулярного движения, которое предполагает наша теория; и когда новое открытие таким образом подтверждает точность предыдущего обобщения и дает нам дополнительные основания полагать, что проблески, которые мы получили в порядке природы, заслуживают доверия, это вызывает, с полным основанием, среди ученых самый теплый интерес.

И когда мы рассматриваем огромный масштаб молекулярной теории, порядок за порядком существований, которые она открывает воображению, как мы можем не быть впечатлены положением, в которое она ставит человека посередине между молекулярным космосом с одной стороны и звездным космосом с другой — положением, в котором он способен, по крайней мере в некоторой мере, изучать и интерпретировать оба?

Со времени, к которому мы обращались в начале этой лекции, когда место обитания человека рассматривалось как центр творения, которое было исключительно подчинено его нуждам, произошла реакция к противоположной крайности, и мы много слышали о полной ничтожности Земли во Вселенной, среди необъятностей которой все человеческое — лишь капля в океане. Когда теперь, однако, мы узнаем от сэра Уильяма Томсона, что капля воды в нашем сравнении сама по себе является вселенной, состоящей из единиц настолько малых, что, если бы капля была увеличена до размеров Земли, эти единицы не превышали бы по величине мяч для крикета, и когда, изучая химию, мы далее узнаем, что эти единицы — не отдельные массы, а системы атомов, мы можем оставить иллюзии воображения с одной стороны, чтобы исправить те, что с другой, и все это преподаст нам великий урок, что место человека в природе следует оценивать не по отношениям величин, а по интеллекту, который делает все творение своим собственным.

Но если привилегия человека — следовать за атомами и звездами в их курсах, он обнаруживает, что, упражняя таким образом высшие атрибуты своей природы, он всегда находится в присутствии неизмеримо превосходящего интеллекта, перед которым он должен склониться и поклониться, и таким образом к нему приходят и уверенность, и залог родства, в котором только и может быть найдена его истинная слава.

V.

МЕМУАР О ТОМАСЕ ГРЭМЕ.

Перепечатано из «Трудов Американской академии искусств и наук», том VIII, 24 мая 1870 г.

Трудно было бы найти в истории науки характер более простой, более благородный или более симметричный во всех своих частях, чем характер Томаса Грэма, и его всегда будут помнить как одного из самых выдающихся среди тех великих исследователей природы, которые прославили нашу саксонскую расу. Он родился в семье шотландцев в Глазго в 1805 году, и в этом городе, где он получил образование, прошла вся его ранняя жизнь. В 1837 году он отправился в Лондон в качестве профессора химии в недавно основанном Лондонском университете, ныне называемом Университетским колледжем, и занимал эту кафедру до 1855 года, когда сменил сэра Джона Гершеля на посту управляющего Королевским монетным двором, должность, которую он занимал до конца своей жизни. Его смерть 16 сентября прошлого года (1869) в возрасте шестидесяти лет была вызвана не активной болезнью, а просто износом организма, ослабленного в юности лишениями, добровольно и мужественно перенесенными ради того, чтобы он мог посвятить свою жизнь научным исследованиям. Как и у всех серьезных исследователей, эта жизнь была лишена событий, если судить по обычным стандартам; и записи о его открытиях составляют единственные материалы для его биографии.