Имя Гемфри Дэви (Хамфри Дэви) не так уж известно. Но именно он открыл для науки знаменитого Майкла Фарадея, первооткрывателя электромагнитной индукции и самого известного бритакнского ученого 19 века.
Период наиболее значительной научной деятельности Майкла Фарадея не был периодом радикальных технических изменений. Скорее, это был период совершенствования методов производства.
Потребность в более быстром сообщении стимулировала развитие железных дорог, развитие пароходов и телеграфа. Уголь вытеснял дерево в качестве топлива, а сталь начала успешно конкурировать с деревом в качестве строительного материала.
Универсальным двигателем, который на протяжении большей части XIX века находил самое разнообразное применение в промышленности, шахтах, на транспорте и т. д., была паровая машина.
Хотя были созданы первые простые электрические машины, они использовались больше для физических экспериментов, чем для практического применения. В основном это было изобретение электромагнита, который использовался для преобразования электрической энергии в механическое движение.
Майкл Фарадей на почтовой марки Великобритании 1991 года
Гемфри Дэви
Значение для науки Гемфри Дэви и Майкла Фарадея и их несколько противоречивые взаимоотношения требуют более близкого изложения основных фактов их жизни, особенно периода их более тесного личного общения.
Гемфри Дэви родился 17 декабря 1778 года. Его огтец был корнуоллским ремесленником — резчиком и позолотчиком, специализирующимся на рамах для картин и каминных полках.
Молодой Дэви провел некоторое время в средней школе Труро, но из его записей ясно, что он был самоучкой. Когда его отец умер (Дэви в то время было шестнадцать), он бросил школу и поступил в ученики к хирургу в Пензансе.
Он любил таинственную красоту места своего рождения в Корнуолле и написал о нем несколько описательных стихов. Но Корнуолл, юго-западная оконечность Англии, был также районом горняков, где новые машины сыграли большую роль.
Вместе с сыном Джеймса Уатта, у которого здесь были установлены пять паровых машин, он предпринимал экспедиции и собирал полезные ископаемые. В то время это был самый распространенный путь в науку для способных молодых людей.
Гемфри Дэви
Работа Дэви врачом сделала его страстным химиком. Во время своих геологических экспедиций в Корнуолле он познакомился с Томасом Беддоусом, который создавал здесь Пневматический институт медсестер, и Дэви приняли предложенную должность ассистента.
Институт был основан с целью использования искусственного воздуха и газов в медицинской практике. Здесь проводились эксперименты с опиумом и его производным, так называемым райским газом, и другими предшественниками сегодняшних анестетиков.
Институт был местным центром науки, литературы и искусства, и юный Дэви познакомился здесь с учеными и прогрессивными поэтами.
Под влиянием этой среды он создал свое жизненное кредо: "Наука будет великой освободительной силой, которая изменит материальную сторону человеческого существования!"
И одна из наук — химия — станет главным инструментом для облегчения человеческих страданий и создания новых чудес.
Одним из первых его достижений были эксперименты Дэви с райским газом, газом, преодолевающим человеческую боль. Это предопределило его использование в операциях. Прошло еще 40 лет, прежде чем врачи начали использовать эфир для тех же целей.
Он часто публиковал различные статьи о своих разнообразных экспериментах и усилиях по созданию объединяющей теории химических реакций.
Молодой Дэви в лаборатории
В 1801 году ему пришло приглашение от графа Румфорда, чье настоящее имя было Бенджамин Томпсон, в недавно основанный Королевский институт Великобритании в Лондоне и мандат на управление лабораторией.
Принятие Дэви предложенной должности открыло современную эпоху науки в Великобритании. Из лаборатории Дэви он создал первый научно-исследовательский институт и исключительно хорошо усвоил умение знакомить публику с научными результатами.
Его цикл лекций «Введение в химию», представленный в Королевском институте с января 1802 года, имел сенсационный успех. В 1806 году его лекция «О некоторых химических эффектах электричества» была встречена восторженным откликом международного научного сообщества.
Он включал демонстрацию работы батареи столбцов Вольта, которую Дэви собрал сам. Через год, также по собственной методике, он выделил и назвал натрий и калий.
Всего открыл шесть новых химических элементов (калий, натрий, барий, стронций, магний и бор), в 1810 году доказал, что хлор — это элемент, разработал теорию кислот (показав, что кислоты не обязательно должны содержать кислород, как считал Лавуазье) и разъяснил роль водорода в кислотах.
Дэви доказал, что тепловое излучение распространяется даже в вакууме, что алмаз состоит из чистого углерода. Он занимался электрохимическими явлениями и доказал, что вода разлагается на водород под действием электрического тока и кислород.
В 1808 году Гемфри Дэви создал угольную дуговую лампу (приводимую в действие большой батареей гальванических элементов), которая стала использоваться в общественных местах для освещения в ночное время.
Его серия лекций также принесла ему множество приглашений в большие загородные дома. Так он познакомился с наследницей острова Антигуа, богатой и очень красивой вдовой Джейн Керр из Келсо, двоюродной сестрой писателя сэра Вальтера Скотта (1771–1832), на которой он женился в 1812 году. В том же году он был возведен в дворянский статус.
Хотя широкая публика чаще всего связывает имя Дэви с изобретением безопасной шахтерской лампы (в 1816 году).
Лампа Дэви
Демонстрация безопасной шахтерской лампы
Гемфри Дэви был одним из самых важных и влиятельных ученых своего времени, и его значение подтвердилось временем. Он был автором многих научных открытий и технических изобретений. Однако, когда его спросили в конце его карьеры, что было его самым большим открытием, он ответил: Майкл Фарадей!
Ученичество Майкла Фарадея
Майкл Фарадей был сыном бедного кузнеца из Йоркшира и дочерью фермера из Сассекса. Оба родителя были членами Сандеманской секты, которая поощряла самосовершенствование, запрещала сквернословие и многое другое. Мирским заботам уделялось мало внимания, что приводило к некоторому отделению от мира. Все это оказало большое влияние на формирование характера Фарадея и помогло ему преодолеть жизненные трудности.
Майкл Фарадей
Он провел свое раннее детство в Ньюингтоне, Южный Лондон. Позже семья переехала к северу от Темзы в Джейкобс Уэлл Мьюз, недалеко от Бейкер-стрит. Майкл вырос на улице и получил лишь базовое образование в местной церковно-приходской школе для бедных.
В возрасте тринадцати лет он стал учеником лондонского книгопродавца Рибо, а через год был принят им в ученики переплетчика. За семь лет своего ученичества он прочитал все книги, которые переплел.
Много уроков на всю жизнь он извлек из книг. Он принял в качестве своих правил самосовершенствования: просмотр лекций, постоянное чтение, непосредственное наблюдение за природой, создание небольшой дискуссионной группы, ведение дневника и т. д.
Большое влияние на него оказала книга «Беседы о химии, особенно для женщин» автора Джанет Мерсер. Для него это было открытием, и он искал способ повторить эксперименты, описанные в книге. Он написал письмо (мы уже знаем) сэру Джозефу Бэнксу, президенту Королевского общества, с просьбой о помощи в продолжении его научных исследований. Но ответа не получил.
Осенью 1812 года закончилось ученичество Майкла — годы, проведенные в дружеской обстановке книжной лавки и книжной лавки Рибо.
Помимо обучения его переплетному делу, г-н Рибо также поддерживал его в дальнейшем обучении. Но было мало надежды на то, что Майкл Фарадей, подмастерье переплетчика, сможет стать кем-то другим, кроме Майкла Фарадея-переплетчика.
Лабораторная тетрадь Майкла Фарадея в Королевском институте в Лондоне
Как иногда бывает, в его жизни свою роль, и в данном случае положительную, сыграл случай. В то время Рибо через клиента также достал для Майкла билеты на последний цикл лекций Гемфри Дэви в Королевском институте. Фарадей был очень впечатлен лекциями, и с тех пор Дэви стал его кумиром.
Он делал подробные записи лекций, которые переплетал в небольшую книгу. По совету мистера Рибо в декабре 1812 года он написал письмо Дэви с просьбой о помощи и приложил свои переплетенные записи своих лекций.
Дэви, хотя и был очень занят, ответил Майклу в день Рождества: «Милорд, я очень тронут работой, которую вы мне дали. Он указывает на большое усердие, сильную восприимчивость и внимание. Я должен покинуть город сейчас и вернусь в январе. Но тогда я хотел бы встретиться с вами. Я бы очень хотел вам помочь, и надеюсь, это будет в моих силах. Ваш преданный слуга Х. Дэви».
Дэви в то время работал по государственному заказу — тестировал взрывчатые вещества, необходимые во время осады, и во время октябрьских экспериментов он повредил роговицу и временно ослеп. Так что ему нужен был помощник, и хотя он был польщен интересом своего молодого человека, в данный момент он не мог ему помочь.
Однако вскоре представилась возможность. В феврале 1813 года его предыдущий помощник был уволен из института за уличные беспорядки. Гемфри сразу вспомнил Фарадея.
Он показал письмо Фарадея начальнику Королевского института с просьбой дать совет. Тот сказал ему: «…пусть помоет бутылки; если он на что-то годен, то сделает это, если отвергнет, то ни на что не годен».
Однако у Дэви были на него другие планы. На совещании знатных представителей — директоров Королевского института, состоявшемся 18 марта 1813 г., он направил свою рекомендацию о приеме Майкла Фарадея в лабораторию института.
В письме он писал: «Сэр Хамфри Дэви имеет честь сообщить директорам, что он нашел человека, который желает занять место в учреждении, которое до сих пор занимал Уильям Пейн. Его зовут Майкл Фарадей. Ему 22 года. Насколько сэр Х. Дэви мог судить или установить, что он хорошо подходит для этого места. У него хорошие манеры, он активен и подвижен, и у него умные манеры. Он готов занимать эту должность на тех же условиях, что и г. Пейн, когда он уходил из Института».
Так, Фарадей был принят в Королевский институт 18 марта 1813 г. — в некоторых источниках указывается, что это было уже 1 марта, «…для чистки бутылок и пробирок» лаборантом для профессоров и тех, кто читал здесь лекции - он закупал приборы для их лекций, потом разбирал, чистил и хранил их. Он получал 25 шиллингов в неделю и мог пользоваться двумя комнатами на чердаке Института.
В своем письме, которое он написал через полгода домой, он заявил, между прочим: «Раньше я был книготорговцем и переплетчиком, а теперь стал философом». Почему-то термин "физик" Фарадей ненавидел. Научная карьера Майкла Фарадея началась.
Майкл Фарадей в лаборатории Деви
Помощник Дэви
Вскоре после того, как Майкл Фарадей поступил в Королевский институт, Дэви получил от Наполеона разрешение путешествовать по Европе с научными целями, несмотря на войну между Англией и Францией.
Он взял с собой жену, ее служанку и Фарадея, помощника, секретаря, научного сотрудника и дворецкого в одном лице. Фарадей был описан в паспорте как человек с «круглым подбородком, каштановой бородой, широким ртом и большим носом».
Верный своему принципу, Фарадей подробно описал почти двухлетнее путешествие в своем дневнике.
Компания отправилась в Плимут 17 октября 1813 года, и когда они прибыли во Францию, их встретили радушно. При тогдашней обстановке в Европе такого приема никто не ожидал.
В Париже выдающийся физик и химик Жозеф Луи Гей-Люссак (1778–1850) ввел их в число ведущих ученых. Затем состоялась встреча с французским авторитетом в области электричества - Андре Мари Ампером.
Во время встречи Ампер предложил Дэви для анализа кусочек пурпурного вещества, происходящего из морских водорослей, которое он получил от владельца селитровой фабрики.
С помощью Фарадея Дэви проанализировал это вещество в своей передвижной ручной лаборатории в отеле «Де Пренс» и назвал его йодом — так родился новый элемент.
Будучи назначенным членом-корреспондентом Императорского института, Дэви и его компания отправились в трудное путешествие по заснеженным Альпам.
Во время их скитаний между Англией и Францией был заключен мир. После посещения Рима их путешествие продолжилось дальше на юг и увенчалось восхождением на Везувий, связанным с измерениями и опытами.
На обратном пути они встретили в Павии Алессандро Вольта, которого Фарадей называл «величайшим из ныне живущих ученых». Они также остановились в Женеве у профессора Огюста де ла Рива (1801–1873), известного своими исследованиями в области электролиза.
В дневнике Фарадея нет жалоб на путешествие с Дэви. Однако он писал в письме своему другу, что иногда всерьез подумывал бросить все и вернуться домой. Причиной, вероятно, было барское поведение леди Дэви, которая утверждала свою власть в любой ситуации. Также было трудно выносить "ее постоянное чириканье".
Дэви порядочно относился к подчиненным, а Фарадей имел с ним взаимопонимание в научной работе. Для Фарадея поездка была полезна еще и тем, что во время нее он выучил французский и итальянский языки.
Статуя Дэви в Пензансе, Корнуолл
Дэви вернулся в Англию со своей компанией весной 1815 года. Майкл Фарадей был повторно принят в Королевский институт в качестве «помощника в лаборатории и коллекции минералов и главного хранителя инструментов». Его еженедельная зарплата была увеличена до 30 шиллингов.
В течение следующих четырех лет его деятельность продолжала углубляться, и около 1819 года он уже был полностью занят лабораторной деятельностью, научными собраниями и приемом учеников. Он преуспел в экспериментах с большой ловкостью и с большой изобретательностью, он также проектировал и конструировал различные устройства, которые были ему необходимы для его экспериментов.
До 1820 г. Майкл Фарадей публиковал лишь отдельные научные заметки, а в 1820 году прочитал свою первую лекцию в Королевском обществе.
В июне 1821 года, когда его повысили до должности управляющего домом и лабораторией, он женился на двадцатиоднолетней дочери старейшины сандеманской церкви Саре Барнард. Ему разрешили привести жену в комнаты на чердаке, где они потом всю жизнь прожили вместе в простом и довольном счастье. Их брак остался бездетным.
После женитьбы началась его сорокалетняя исследовательская работа. По предложению Гемфри Дэви Фарадей был назначен директором лаборатории в 1825 году.
Одним из его первых шагов после назначения была организация пятничных вечерних собраний членов института, которые вскоре стали знаменитыми еженедельными дебатами. Не менее известными стали так называемые рождественские лекции «для молодежи», которые до сих пор проводятся в Королевском институте.
Майкл Фарадей стал членом Королевского общества в 1824 г., даже вопреки воле его тогдашнего президента Гемфри Дэви.
Мемориал сэра Гемфри Дэви
В последние годы жизни в темпераментной натуре Дэви стали преобладать вспыльчивые черты поэта (он писал превосходные стихи) и начала проявляться зависть к научным достижениям Фарадея.
Гемфри Дэви умер от сердечного приступа в Женеве 29 мая 1829 года в возрасте пятидесяти лет.