Курс истории физики - Кудрявцев Степанович

Лидерство в перевооружении физики заняла Германия, которая с 40-х годов переживала национальный и культурный подъем. Из феодальной страны Германия превращалась в капиталистическую империю, разгромившую Австрию и францию, сплотившую под эгидой Пруссии княжества раздробленной со времен реформации страны.

Первая физическая лаборатория была создана в Геттингенском университете В. Вебером, который был приглашен туда в 1831 г. Гауссом. Вебер привлек студентов к подготовке лекционных опытов. Наиболее способным он предложил небольшие физические исследования. Позднее он ввел практические занятия для желающих. В 1837 г. Вебер был вынужден покинуть университет, протестуя в числе других профессоров университета против нарушения королем Эрнстом-Августом Ганноверской конституции. Руководство физическим отделом университета было передано Листингу. При нем научная и педагогическая деятельность заметно упала, но зато произошло некоторое увеличение площади, занятой под физический отдел. В 1849 г. Вебер возвратился в Гет-тинген, где вновь начался подъем научно-педагогической деятельности физического отдела университета.

При Вебере происходит деление физического отдела на кафедры экспериментальной и теоретической физики Первой заведовал Вебер, второй —Листинг. Цели и задачи обеих кафедр были одинаковы, разница заключалась лишь в том, что Вебер читал экспериментальную физику, а Листинг—теоретическую.

Помещения физического отдела университета были тогда очень малы. В лаборатории Вебер проводил работы в области геомагнетизма и гальванизма, электрических колебаний, совместно с Рудольфом Кольраушем (1809— 1858) он определил отношение электростатических и магнитных единиц. В лаборатории Вебера работали ученые из различных стран мира. Здесь работал наш замечательный физик А. Г. Столетов, английский ученый Артур Шустер (1851-1934) и др.

Новый поворот в развитии физического отдела Геттингена был связан с приходом в него в качестве экстраординарного профессора физики сына Рудольфа Кольрауша — Фридриха Коль-рауша (1840-1910), ученика Вебера. Ему было поручено устройство физического практикума и руководство им. Свой богатый опыт педагогической деятельности в Геттингене Кольрауш обобщил в книге, ставшей всемирно известным первым пособием по практической физике.

Итак, в Геттингенском университете Вебером была создана одна из первых физических лабораторий, в которой в основном проводились исследования в области электромагнетизма. Вскоре маленькая лаборатория была расширена и превратилась в физический институт. Здесь появился первый учебник по практической физике, с выходом которого практические занятия по физике начали распространяться по всем университетам и политехническим институтам мира. Впоследствии физический институт так разросся, что дал начало пяти новым подотделам института, в которых работали многие известные ученые, такие, как Нернст (1864—1941), Вихерт (1861-1928), Клейн (1849-1925), Рикке (1845—1915) и др., было подготовлено много ученых не только из Германии, но и из других стран мира.

В 40-х годах в Берлине университетский профессор Генрих Густав Магнус оборудовал несколько комнат в своем доме под физическую лабораторию и принимал студентов для работы в ней. Университет оплачивал расходы по содержанию лаборатории.

Лаборатория Магнуса была устроена со всеми возможными в частном доме удобствами. У Магнуса учились молодые исследователи не только из Германии, но и из Америки, Англии, России: Видеман (1826-1899), Варбург (1846-1931), Тиндаль, Гиббс, А.Г.Столетов, М. П.Авенариус и др. Тематика исследований у Магнуса была самой разнообразной. Гельмголыд, например, изучал процессы гниения и брожения; Кундт исследовал распространение звука в твердых телах. В 1843 г. Магнус положил начало физическим коллоквиумам.

Ошибочно было бы считать, что лаборатория Магнуса была единственной частной физической лабораторией при Берлинском университете. Почти каждый профессор физики Берлинского университета имел в своей квартире лабораторию, где студенты выполняли практические работы. Так, профессор Эрман (1806—1877) имел в своей квартире лабораторию, где студенты могли производить магнитные наблюдения. Лекционный курс профессора Квинке (1834—1924) дополнялся практическими занятиями, проводившимися у него на дому. Но лаборатория Магнуса имела наибольшую известность как в Германии, так и за рубежом.

В лабораторию Магнуса приходило все больше и больше учеников. Многим приходилась отказывать из-за недостатка помещений. В 1863 г. лабораторию переносят в здание университета. Она становится не частной, а государственной лабораторией, достигнув своего расцвета при знаменитом преемнике Магнуса— Гельмгольце.

В отличие от Магнуса ф. Нейман в созданной им в Кенигсберге лаборатории умело сочетал экспериментальную и теоретическую физику. При создании лаборатории Нейман столкнулся с немалыми трудностями. О н обращался к официальным властям с просьбой финансировать физическую лабораторию в дополнение к его семинару по математической физике. Официальные власти отказали, и в 40-х годах Нейман организовал лабораторию на собственные средства. Учеников у Неймана было меньше, чем у Магнуса. Они, прежде чем перейти к экспериментам, проходили большую теоретическую подготовку по механике и математической физике. Среди великих его учеников был Густав Роберт Кирхгоф.

Впоследствии Кирхгоф сам становится руководителем физической лаборатории в Гейдельберге, сменив на этом посту Ф. Г. Жолли (1809-1884).

Жолли создал лабораторию в двух небольших частных комнатах в 1846 г. В лаборатории Жолли Кирхгоф и Бунзен провели исследования, приведшие к открытию спектрального анализа.

В лаборатории Кирхгофа был создан один из лучших курсов экспериментальной физики, привлекавший учеников из различных стран мира. Этот курс расширил преемник Кирхгофа Квинке.

В новом Страсбургском университете, основанном в 1872 г., уже заранее было предусмотрено строительство физического института. Его директор Кундт создал очень удобный для обучения и исследования институт, который долго служил прототипом для многих институтов, аудиторий, лабораторий различных стран. Здесь под руководством Кундта была подготовлена плеяда тонких экспериментаторов, таких, как рентген, Лебедев, Пашен, Рубенс, Винер, Голицын и др.

Вслед за Страсбургским институтом в 1875 г. создаются физические институты в Лейпциге, Мюнхене, Бонне, Бреслау, Фрайбурге и других городах.

Вскоре каждый немецкий университет обзавелся хорошо оборудованной физической лабораторией. Создание лабораторий повлекло за собой развитие старых и основание новых мастерских физических приборов.

В 70-х годах XIX в. Великобритания, ведущая капиталистическая держава мира, начала терять былое могущество и отставать от своих более молодых соперниц — Германии и США. Это отставание сказалось и на темпах строительства лабораторий.

Среди пионеров экспериментального обучения в Великобритании были профессораВ.Томсон (Кельвин), Клифтон, фостер, Адаме, Б. Стюарт.

В 1846 г. 22-летний Томсон занял пост профессора натурфилософии в университете Глазго. Для проведения серии экспериментов по электродинамике он пригласил себе в помощь нескольких студентов. До 1870 г. лабораторией Томсону и его студентам служили старые лекционные комнаты и заброшенный винный подвал, а после переезда университета в новое здание в 1870 г. Томсону были предоставлены просторные помещения для экспериментальной работы. Мы еще вернемся к лаборатории В.Томсона, Гельмгольца и других. А пока продолжим рассказ о создании физических лабораторий.

В Оксфорде в 1867 г. в небольшой комнате, выделенной университетом, профессор Клифтон начал обучение экспериментальной физике. В 1872 г. вступила в строй спланированная Клифтоном Кларендонская лаборатория. Она послужила прототипом для многих лабораторий мира. Д. К. Максвелл посе-тил ее, когда планировал Кавендишскую лабораторию в Кембридже.

В октябре 1867 г. профессор К. фостер в университетском колледже в Лондоне в небольшой комнате также начал занятия по экспериментальной физике. Он писал: «Я убежден, что не может быть нормального обучения физике отдельно от практической работы, студенты должны иметь личное знакомство с явлением до того, как они смогут с пользой рассуждать о нем». Мысль фостера об обязательном практическом обучении для всех студентов была претворена В. Адамсом в Кинг-колледже.

В 1871 г. в Оуэн-колледже (Манчестер) занятия в физической лаборатории начали проводиться под руководством Бальфура Стюарта. У него учились искусству экспериментировать известный английский физик А. Шустер и знаменитый Дж. Дж. Томсон, открывший электрон. Вначале экспериментальная работа проводилась в нескольких маленьких комнатах с немногочисленной аппаратурой, а с 1898 г. было выстррено новое здание лаборатории, оборудованное лучшей аппаратурой того времени.