Про що писали в Радянських журналах в 1946 році (ч.6)

Новини соціальних мереж

Индекс материала
Про що писали в Радянських журналах в 1946 році (ч.6)
Страница 2
Страница 3
Все страницы

 

Здогад стає теорією.

У першому нарисі з циклу «Розповіді про атоми і атомної енергії», надрукованому у № 7 журналу «Знання - Сила», було показано, як з спостереження явищ природи виникла здогадка про атоми. У цій статті розповідається про те, як за активної участі великого російського вченого Михайло Васильовича Ломоносова атомне вчення з простої здогади перетворилося на справжню наукову теорію і стало фундаментом всієї сучасної науки про природу.


4 вересня 1626 Паризький парламент під страхом смертної кари заборонив вчення про атоми. Чи міг думати великий Демокрит, що через дві тисячі років будуть страчувати його послідовників?

Паризький парламент не перший ополчився на атомне вчення. Його на 1200 років випередили Діонісій Александрійський, блаженний Августин та інші Отці церкви. Церква засудила вчення, за яким всі тіла природи утворюються без допомоги божественних сил, з'єднанням і роз'єднанням невидимо дрібних, вічних і неподільних частинок - атомів.

І коли з катастрофою стародавнього світу церква надовго безроздільно заволоділа духовним життям людства, здогад про атоми майже на півтори тисячі років зникла з ужитку вчених. У ній не було потреби: сама породила її наука про природу в той період майже зникла з ужитку людства.

Але ось в 1643 році учень знаменитого Галілея, італійський фізик Еванжеліста Торрічеллі наповнив ртуттю запаяну з одного кінця скляну трубку завдовжки в два лікті і перекинув її відкритим кінцем у посудину з ртуттю. Стовпчик ртуті в трубці ковзнув вниз, але на висоті півтора ліктів несподівано зупинився: ртуть, яка майже в два рази важче заліза, більше не виливалася, немов якась невидима сила тиснула на нижній відкритий кінець трубки. Так воно і було: це тиснув повітря. А над ртуттю у верхній частині трубки залишилося порожнє простір - знаменита «Торрічелліева порожнеча». Так вперше вчені познайомилися з існуванням порожнечі.

Через 11 років, 8 травня 1654 року, бургомістр міста Магдебурга Отто Геріке при великому скупченні народу відкачав винайденим ним повітряним насосом повітря з двох однакових мідних півкуль, складених один з одним, але ніяк не закріплених. А потім запропонував кіньми розтягнути півкулі. «Шістнадцять коней або зовсім не могли розірвати їх, або розривали з великим трудом, - писав він. - Коли розрив відбувався, чувся звук начебто рушничного пострілу. Коли ж у порожнечу півкуль вводився повітря, розняти їх було дуже легко ... Я замовив півкулі більшого розміру ... Ці півкулі після відкачування повітря вже не розривалися 24 кіньми, а коли в них був впустили повітря, вони рознімали дуже легко ». Так існування порожнечі було доведено публічно.

А в проміжку між роботами Торрічеллі і Геріке, в 1647 році, французький учений Блез Паскаль забрався з трубкою Торрічеллі на вершину гори. Висота стовпчика ртуті там виявилася меншою, ніж у підніжжя. Незабаром після того Паскаль знайшов, що навіть на одному і тому ж місці рівень ртуті в трубці не залишається постійним. Висота стовпчика ртуті змінюється в залежності від погоди. Але ж це означає, що повітря буває більш щільним і більше, розрідженим. Значить, повітря не суцільний, між його частинками знаходиться порожнеча - її більше в розрідженому повітрі і менше в щільному.

Знову відкриті факти потребували поясненні. Пояснити ж існування порожнечі поряд з твердими, непроникними частками могло тільки атомне вчення. І не минуло й трьох десятків років після грізного акта Паризького парламенту, як саме в Парижі почала своє друге життя велика здогадка Демокрита. Вона не могла не відродитися. Започаткували саме в цей час розвиток промисловості зрушило з мертвої точки науку про природу, рух же науки без уявлення про

ГРОНО АТОМІВ

Левкіпп і Демокріт тільки здогадувалися про існування порожнечі. Торрічеллі, Паскаль, Геріке довели, що вона дійсно существова, відроджуючи атомне вчення, французький філософ П'єр Гассенді спирався на цей доведений факт. Тому нове вчення про атоми не залишалося вже простий здогадкою. Воно почало перетворюватися на теорію.

Гассенді не просто повторив Демокрита. Він доповнив його погляди, уточнивши питання про причини різноманіття тел природи.

Щоб надрукувати сто тисяч слів, зовсім не треба сто тисяч сортів букв. Будь-яка кількість слів можна скласти з трьох десятків сортів букв, якщо безмежно загальне число букв.

Щоб побудувати тисячу хат, зовсім не треба стільки ж видів будматеріалів. З достатньої кількості однакових цеглин, балок, колод можна звести скільки завгодно будинків різних розмірів і форм.

Для утворення всіх тіл природи зовсім не треба стільки сортів атомів, скільки тел. Нескінченно тільки загальне число атомів, різних же сортів, видів їх - небагато. Коли з крихітних, невидимих ​​атомів утворюються тіла, атоми спочатку з'єднуються, як букви в слова, в окремі грона або зростки, а вже з цих грон, які самі невидимо малі, складаються тіла. Як слова розрізняються числом і видом букв, атомні грона одного тіла відрізняються від зростків атомів інших тіл числом і видом атомів. Нескінченно кількість можливих комбінацій атомів. Тому й велике розмаїття тел природи.

Гассенді назвав первинні зростки або грона атомів молекулами, що значить - найменша частина тіла, «массочка», «тільце» (по-латині «молес» - маса).

Після Гассенді вчення про атоми отримало визнання більшості вчених. З'явилося безліч спроб з допомогою уявлення про атоми витлумачити перш незрозумілі явища. На перших порах це були не особливо глибокі тлумачення. Даючи волю фантазії, вчені намагалися вгадати, що ж являють собою атоми і молекули, і наділяли їх по своєму смаку найрізноманітнішими властивостями.

«Кислотність рідини обумовлюється загостреними, що знаходяться в русі частинками кислот; ніхто, думаю, не буде заперечувати, що кислота має вістря, так як всі досліди це доводять: досить її спробувати на смак, щоб це відчути, тому що вона викликає поколювання мови, подібні ... тим, які викликалися б якимось тілом, відшліфованим у вигляді тонкого вістря ».

Так писав в 1675 році відомий французький хімік Микола Лемері. Такими ж наївними міркуваннями були сповнені твори та інших вчених того часу.

Новий крок вперед у вченні про атоми і молекулах зробив великий російський вчений Михайло Васильович Ломоносов. У його руках це вчення вперше стало знаряддям наукового дослідження.

Проти таємничого МАТЕРІ

Z "1 амим слабким місцем фізики в той час було питання про причини властивостей тел.

У вчених працях можна було прочитати, що тяжкість тілам надає особлива «матерія тяжкості», що пружність повітрю повідомляє особлива «матерія пружності», що теплота викликається особливою «теплотворної матерією», і т.д.

Даремно було б намагатися дізнатися: що ж являють собою ці «матерії»? Це не знали самі автори праць. Вони говорили, що ці матерії можна ні бачити, ні відчувати, ні чути, ні зловити в якій-небудь посудину, що вони проникають крізь будь-які стінки і абсолютно неуло-

Ломоносова не радували такі міркування. Чому землеміри обчислюють площі земельних ділянок і навіть цілих країн, не вдаючись до жодних таємничим матерій? Чому астрономи визначають терміни появи зірок, планет, комет без допомоги яких-небудь таємничих сил? Чому механіки розраховують розміри водяного колеса і висоту греблі водяного млина, не закликаючи на допомогу чогось таємничого і незрозумілого? І чому без цього не обходяться фізики? Адже, по суті справи, байдуже - прямо сказати: «Я не знаю, що таке теплота», або: «Я знаю, що теплота - це теплотворна матерія, але що таке теплотворна матерія, - я не знаю».

Спираючись на атомне вчення, Ломоносов рішуче виступив проти таємничих «тонких матерій». Він поставив собі за мету «знайти причини видимих ​​властивостей, в тілах на поверхні відбуваються, від внутрішнього їх складання», тобто пояснити всі властивості тіл їх власним внутрішнім будовою.

У 1744 році Ломоносов створив теорію теплоти. Він виходив з відомих, перевірених фактів.

Коли у нас мерзнуть руки, ми не закликаємо на допомогу «теплотворну матерію». Ми просто потираємо руки, і вони зігріваються.

А якщо швидко терти один про одного шматки дерева, вони спалахнуть полум'ям.

З найхолодніших кременів можна сильним ударом висікти іскри. А від частих і сильних ударів молота холодні шматки заліза при куванні іноді розжарюються до червона.

Чому руки, дерево, кремені, залізо не нагріваються, поки вони в спокої? Чому тільки рух рук, дерева, кременів, молота викликає теплоту? Чи не говорить це, що причина теплоти - рух?

Але ж мандрівник може зі швидкістю птиці мчати зимою на трійці і все ж відморозити ніс. Однак досить потерти застиглий ніс рукою, і він швидко почне «горіти». Значить, не всякий рух-причина теплоти. Очевидно, молекули щільно притиснутою до носа руки при терті чіпляються за молекули, носа, примушуючи їх рухатися швидше. Зовнішнє рух всього тіла перетворюється у внутрішній рух його молекул.

Ось це-то внутрішній рух молекул і є теплота.

Правда, ми не бачимо руху молекул. Але під час сильного вітру листя і гілки дерев теж здаються спокійними, якщо дивитися на них здалеку. «Тут внаслідок відстані. .. в теплих тілах внаслідок малості частинок ... коливання вислизає від погляду », - писав Ломоносов.

Б'ючи по шматку заліза, молот коваля як би підштовхує частинки заліза, змушує їх рухатися швидше. Якщо доторкнутися тепер до заліза, його швидко рухаються частинки, у свою чергу, штовхнуть молекули шкіри - і ми відчуємо опік.

Чим більше нагрівають тіло, тим швидше рухаються його молекули і тим сильніше вони відштовхуються один від одного. Проміжки між ними стають більше - тіло розширюється. Нарешті, проміжки збільшуються настільки, що форма тіла більше не може зберігатися: тіло розплавляється, стає рідким. Якщо продовжувати нагрівання далі, швидкість молекул і сила їх відштовхування так зростуть, що вони розлетяться на всі боки: рідина випарується.

Чим швидше рухаються молекули, тим тепліше тіло. Швидкість руху молекул може рости нескінченно. Тому немає межі і для високих температур. Зате є межа для температур низьких: тіло може охолоджуватися лише до тих пір, поки не перестануть рухатися його молекули. Це буде абсолютний нуль температури.

Так, відкинувши таємничу «теплотворну матерію», Ломоносов не тільки просто і природно пояснив всі відомі в його час теплові явища, але й домігся того, що складає сенс створення нових теорій, - передбачив ще невідомі: абсолютний нуль температури і можливість безмежно високої температури. Обидва прогнози згодом підтвердилися.

АТОМНЕ ВЧЕННЯ ЗАВОЙОВУЄ ФІЗИКО

Перший досвід застосування атомного 1 січня навчання як знаряддя наукового дослідження блискуче вдався. Успіх окрилив Ломоносова. У 1748 році він створив теорію газів, вірніше теорію повітря, бо це був єдиний відомий на той час газ.

Треба було пояснити найважливіше властивість повітря - його пружну силу, здатність дуже сильно стискатися при стисненні і розширюватися при зменшенні тиску. Сучасники Ломоносова давали звичайна відповідь: між частинками повітря знаходиться тонка «матерія пружності», яка і розштовхує їх в різні боки.

Таємнича «матерія пружності» так само мало задовольняла допитливого російського вченого, як і «теплотворна матерія», від якої він тільки що визволив науку.

Ломоносов знову виходив з перевірених фактів.

Ще років за вісімдесят до нього англієць Роберт Бойль, а потім француз Маріотт відкрили, що тиск повітря зростає рівно в стільки разів, у скільки зменшується його обсяг.

Але і без зміни обсягу тиск повітря зростає, якщо нагрівати його в закритій посудині.

Два різних дії призводять до одного результату. Мабуть, в них є щось спільне.

Стиснення зменшує порожні проміжки між молекулами. Нагрівання збільшує швидкість молекул. Мабуть, секрет пружної сили, секрет тиску пов'язаний з рухом молекул повітря, тому що тільки рух молекул - спільне в обох явищах. Значить, треба в поведінці молекул повітря шукати розгадку цього секрету. І Ломоносов зумів намалювати картину поведінки молекул повітря.

Повітря - це безладне скупчення безладно рухаються молекул. Рухаючись безладно, окремі молекули в незначні частки секунди стикаються з іншими, відскакують, налітають на треті, знову відскакують і, безперервно відштовхуватися один від одного частими взаємними ударами, прагнуть розлетітися в різні боки і при цьому безперервно бомбардують стінки посудини. Прагнення розсіятися і є пружна сила. А результат ударів молекул повітря об стінки судини є тиск. Звичайно, удар однієї мізерно малої молекули стінка не помітить. Але коли щомиті багато мільярдів мільярдів молекул мільйони разів вдаряються об стінку, ці удари в сумі створюють такий тиск, що може розірвати - і іноді розриває - найміцніші судини. Стиснення зменшує проміжки між молекулами. Молекулам стає тісніше, і вони стикаються між собою і налітають на стінки посудини частіше. Тиск зростає.

Нагрівання збільшує швидкість молекул. Вони швидше долають відстані, тому частіше стикаються і частіше вдаряються об стінки посудини. Тиск знову-таки зростає.

У цій картині немає місця для «матерії пружності». Властивості газів пояснені без участі таємничих

Користуючись своєю теорією, Ломоносов дав точний математичний висновок закону Бойля-Маріотта. Це одне вже було величезним досягненням. Але Ломоносов зробив щось набагато більше. Він передбачив неминучість відхилень від закону Бойля-Маріотта при дуже великому стисненні газу. Коли газ стиснутий мало, порожні проміжки між молекулами великі. Якщо збільшити тиск вдвічі, молекули безперешкодно зблизяться і щільність газу збільшиться рівно вдвічі. Але коли газ стиснутий дуже сильно, порожні проміжки між молекулами дуже малі. Молекули починають заважати один одному, і зблизити їх ще більше - важко. Щоб за цих умов щільність газу збільшилася вдвічі, треба підвищити тиск вже не вдвічі, а набагато більше.

І це передбачення Ломоносова повністю виправдалося.

Роботи Ломоносова довели, що вчення про атомах і молекулах - справжній фундамент фізики, на якому можна побудувати всі найважливіші закони цієї науки, не вдаючись до допомоги таємничих матерій і сил.

Роботи Ломоносова з фізики з'явилися подальшими кроками атомного вчення по шляху перетворення з здогади в теорію.

Роботи Ломоносова, вперше давши можливість передбачати ще невідомі явища, перетворили атомне вчення в знаряддя наукового дослідження.

ЗАКОН ЛОМОНОСОВА

Ломоносов хотів застосувати атомну вчення і в хімії. Він прекрасно розумів, що якщо для фізики важливо знати, як тіла складаються з молекул і як поводяться ці молекули при різних зовнішніх впливах - нагріванні, освітленні і т. п., - то для хімії не менш важливо знати, як самі молекули складаються з атомів і як ці атоми, що складають молекули, ведуть себе при хімічних перетвореннях. Він говорив, що «у темряві повинні звертатися фізики, особливо хіміки, не знаючи внутрішнього ... частинок будови ». Ломоносов був упевнений, що «якщо коли-небудь це таїнство відкриється; то справді Хімія тому першому проводирка буде, перша відкриє завісу внутрішнього цього святилища натури».

Але в хімії становище в той час було набагато складніше, ніж у фізиці. Перевірених фактів, на які можна було б спиратися, тут накопичилося ще вкрай мало. Грунт для перетворення атомного вчення в знаряддя наукового дослідження в галузі хімії ще не дозріла.

Переконавшись у цьому, Ломоносов зумів намацати шляхи до підготовки такого грунту. Він відкрив в 1748 році один з найбільших законів природи - закон збереження ваги речовини.

«Усі зміни, в натурі трапляються, - писав Ломоносов, - такого суть стану, що скільки чого в одного тіла відніметься, стільки ж додати до іншого. Так, коли де убуде кілька матерії, то збільшиться в іншому місці ».

У 1756 році Ломоносов довів свій закон точними дослідами. Він хотів перевірити одну роботу англійського вченого Роберта Бойля, яка здавалася йому помилковою.

Бойль в 1673 році нагрівав метали і закритій посудині. «Після двох годин нагрівання, - писав він, - був відкритий запаяний кінчик реторти, причому в неї увірвався з шумом зовнішнє повітря ... На нашу спостереженню при цій операції був прибуток у вазі на 8 грані ». Бойль думав, що при нагріванні частки «матерії вогню» проникали крізь скляні стінки судини і з'єднувалися з металом, збільшуючи вагу.

Ось це-то згадка таємничої «матерії вогню» і змусило насторожитися Ломоносова. Він в точності повторив досліди англійського вченого - «робив досліди в заплавленимміцно скляних посудинах, щоб дослідити, прибуває чи вага металів від чистого спеку». Але після прожарювання Ломоносов, на відміну від Бойля, зважував посудини з металами не розкриваючи. «Оними дослідами знайшлося, - писав він, - що славного Роберта Бойля думку помилково, бо без пропущених зовнішнього повітря вага спаленого металу залишається в одній мірою» і, отже, ніяка «матерія вогню» в посудину не проникає. Ломоносов встановив, що частина повітря в посудині при нагріванні з'єднується з металом. Але скільки додалося до металу, стільки поменшало від повітря. І якщо зважували посудину не розкриваючи - «без пропущених зовнішнього повітря», - вага залишався незмінним. При розтині ж вага збільшувався за рахунок зовнішнього повітря, який вривався в посудину на місце з'єднав з металом. Закон збереження ваги був доведений.

Його досліди показали важливість зважування і вимірювання при хімічних дослідженнях. Сам він наполегливо радив хімікам в роботі завжди керуватися «мірою і вагою». Поступово на вказаний Ломоносовим шлях вступили й інші вчені, і через півстоліття, особливо після робіт знаменитого французького хіміка Антуана Лавуазьє, який остаточно підтвердив правильність закону збереження ваги, вимір і зважування стали неодмінною умовою роботи кожного хіміка. А це незабаром привело до важливих відкриттів.
Нагрівання збільшує швидкість руху молекул. Вони швидше долають відстані, тому частіше стикаються і частіше вдаряються об стінки посудини. Тиск зростає. Стиснення зменшує проміжки між молекулами. Молекулам стає тісніше, і вони стикаються між собою і налітають на стінки посудини частіше. Тиск зростає.

Від полюса до полюса

В кінці XVIII століття французький хімік Жозеф Луї Пруст визначив хімічний склад багатьох речовин.

Пруст взяв два зразки червоної фарби кіновар - один з Іспанії, інший з Японії. Він зробив хімічний аналіз обох зразків. Здобута в різних кінцях земної кулі кіновар показала абсолютно однаковий хімічний склад: 86,2% ртуті і 13,8% сірки.

Пруст досліджував проби хлористого срібла, привезені з Перу і з Сибіру. В їх хімічному складі не виявилося абсолютно ніякої різниці. І сибірське і перуанське хлористе срібло складається на 75,3% з срібла і на 24,7% з хлору. Пруст виписав з безлічі країн зразки кухонної солі. Аналіз показав, що на півдні і на півночі, на сході і на заході, в морях і океанах, в соляних озерах і підземних копальнях кухонна сіль завжди містить 39,3% натрію і 60,7% хлору.

Пруст вивчив величезну кількість проб води найрізноманітнішого походження. Йому надсилали пляшки, наповнені водою з Тихого і Атлантичного океанів, з холодних північних і теплих південних морів, з розтанули льодів Заполяр'я і ніколи не замерзають африканських річок, з високогірних озер і глибоких шахт. Ваги показали, що у всіх точках земної кулі вода завжди складається на 11,1% з водню і на 88,9% з кисню.

«З'єднання є привілейований продукт, якому природа дала постійний склад, - писав Пруст. - Від одного полюса до іншого сполуки мають тотожний складу ». Так був відкритий знаменитий закон сталості складу: хімічна сполука має постійний склад, що не залежить від часу, місця і способу приготування.

Однак пояснити причину сталості складу з'єднань Прустом НЕ

НОВА МЕТОДИКА

D кінці XVIII століття хіміки зайнялися LJ посиленим вивченням газоподібних тел. Були відкриті гази кисень, азот, водень, вуглекислота й інші. Робота з газами дуже наочна. Результати зважувань можна порівнювати тільки у вигляді цифр на папері. Порівнювати обсяги газів можна безпосередньо в приладі. Нова наочна методика незабаром наштовхнула на нові відкриття.

Коли за допомогою ваг знайшли, що газ аміак (розчиняючись у воді, він утворює всім відомий нашатирний спирт) складається на 17,6% з водню і на 82,4% з азоту, ці цифри нікому не здалися дивними. Але коли в 1774 році вдалося розкласти аміак на водень і азот і виявилося, що обсяг утворився водню рівно втричі більше обсягу азоту, - це привернуло увагу вчених.

Коли ваговим методом визначили, що вода складається на 11,1% з водню і на 88,9% з кисню, ці цифри нікого не здивували і не викликали ніяких роздумів. Але коли в 1802 році виміряли об'єм водню і кисню, що виділилися при розкладанні води електричним струмом, і виявилося, що обсяг виділився водню рівно вдвічі більше обсягу кисню, - це змусило замислитися багатьох.

Особливо вразили ці прості співвідношення знаменитого англійського вченого Джона Дальтона, і він почав збирати нові факти того ж. Він вивчив склад чадного та вуглекислого газів. Обидва вони складаються з вуглецю і кисню. Дальтон знайшов, що в вуглекислоті на одне і те ж кількість вуглецю припадає рівно вдвічі більше кисню, ніж в чадному газі.

Дальтон визначив склад масло-родного і болотного газів. Обидва вони складаються з вуглецю і водню. Виявилося, що в болотному газі на одне і те ж кількість вуглецю припадає рівно вдвічі більше водню, ніж в маслородного.

Дальтон досліджував п'ять різних сполук, які утворюються з кисню та азоту. Він з'ясував, що

кількість азоту припадає кисню рівно в два, в три, в чотири і в п'ять разів більше, ніж у поєднанні з найменшим вмістом кисню.

І в цих та в інших вивчених Дальтоном речовинах кількість одного елемента, що припадає на те ж саме кількість іншого, завжди змінюється рівними цілими порціями. У вуглекислому газі кисню на ту ж кількість вуглецю не в IV2, не в І / 4, не в 13/8 рази більше, ніж в чадному газі, а рівно вдвічі. Такі ж прості кратні відносини спостерігаються і в з'єднаннях вуглецю з воднем, азоту з киснем і у всіх інших.

У 1803 році Дальтон назвав відкриту ним чудову закономірність законом простих кратних відносин. Так само як закон сталості складу, новий закон потребував поясненні.

Щоб пояснити ці закони, Дальтону довелося в 1808 році зробити те, необхідність чого передбачав ще Ломоносов: ввести в хімію вчення про атоми. Час для цього приспіло. рідних і кисневих атомів вже не буде вуглекислотою.

Якщо кожна молекула хлористого срібла складається з одного атома срібла та одного атома хлору, то - отримано ця речовина студеної зимою в Сибіру або спекотним літом в Перу - воно все одно буде мати незмінний хімічний склад.

Причина сталості складу тел в тому і полягає, що кожна молекула якого тіла завжди побудована з одного і того ж числа атомів одних і тих же сортів, незалежно від часу, місця і способу приготування цього тіла.

Причина ж кратності відносин авних частин тіл полягає в тому, молекули можуть утворюватися тільки з цілих атомів, але ніяк не з половинок, четвертинок, восьмушек чи інших часток. Саме тому, наприклад, у вуглекислому газі - його молекула побудована з одного вуглецевого і двох кисневих атомів - кисню рівно вдвічі більше, ніж в чадному газі, в молекулах якого по одному вуглецевому і кисневого атому.

Коли при хімічних перетвореннях з одних тел утворюються інші, змінюється тільки розподіл атомів між молекулами, загальне ж число атомів залишається незмінним.

Сутність закону збереження ваги речовини саме і полягає в постійності загального числа атомів у всіх молекулах речовин до і після хімічного перетворення.

Роботи Дальтона показали, що атомне вчення - справжній фундамент хімії, на якому можна побудувати всі закони цієї науки, як. про це здогадувався ще Ломоносов, що довів той же для фізики.

Роботи Дальтона завершили перетворення вчення про атоми з здогади в теорію.

Від моменту відродження П'єром Гассенді вчення про атоми до робіт Дальтона пройшло всього півтораста років. За цей короткий термін атомне вчення, слідуючи по шляху, наміченому Ломоносовим, добився найбільших успіхів. Воно перетворилося на фундамент науки про природу і стало незамінним знаряддям наукового дослідження в галузі фізики та хімії.

Майже всі найважливіші етапи розвитку фізики і хімії з початку XIX століття пов'язані з впровадженням вчення про атоми в нові області цих наук.

Дивовижні досягнення органічної хімії - створення штучних фарб всіляких квітів і відтінків, запашних, лікарських і вибухових речовин, штучного волокна, синтетичного каучуку, пластичних мас - стали можливі тільки після того, як знаменитий російський хімік Олександр Михайлович Бутлеров з'ясував закони, за якими відбувається утворення складних молекул з окремих атомів.

Чудові успіхи вчення про електрику і заснованої на ньому електротехніки стали можливі після того, як була встановлена ​​атомна природа електрики.

Навіть в області оптики всі новітні досягнення пов'язані з тим, що була доведена атомна природа

Тріумфальний хід атомного вчення після Дальтона не зупинялося вже ні на один день. Воно привело до такого глибокого проникнення в таємниці будови речовини, про який раніше здогадувався, може бути, один тільки Ломоносов, який стверджував, що настане час, коли наука «відкриє завісу внутрішнього цього святилища натури».

Необхідною етапом на шляху до повного пізнання таємниць атома і відправним пунктом на шляху до оволодіння атомною енергією з'явилися геніальні роботи іншого великого російського уче - Дмитра Івановича

(Далі буде.)

Минуле Землі

Якщо ви хочете вивчити історію останніх п'яти сторіч, до ваших послуг величезні бібліотеки, архіви документів, численні музейні пам'ятки. Історик, як вправний слідчий, за письмовими «показаннями» сучасників і по різних речовим доказам відновлює далеке минуле.

Історію тисячоліття, що передує останнім п'яти століть, вивчати вже важче. Тоді ще не було книгодрукування, та й інших пам'яток того часу збереглося набагато менше. Доводиться користуватися літописами і різними випадково уцілілими документами та речами.

Ще менше матеріалів для вивчення давньої історії, що охоплює вже близько п'яти тисячоліть. Про найдавніших державах навіть літописів справжніх не залишилося, збереглися тільки уламки кам'яних рукописів - глиняні таблички з забутими письменами.

Однак вчені знайшли ключі до цих ребусів і розгадали таємниці стародавніх письмен. Ці вчені - археологи - виробляють розкопки давним-давно похованих міст, воскрешають і вивчають історію стародавніх держав.

Більше того, археологи проникають в доісторичну глиб століть, на десятки й сотні тисяч років тому. У печерах, в місцях перебування первісних людей, збереглися знаряддя їх праці та зброя, їх малюнки на скелях, кістки самих людей і тварин, якими вони харчувалися. За всім цим речовим доказам археолог може судити про життя наших далеких предків.

Ну, а далі? Як вивчати ще більш далекі епохи, що охоплюють сотні мільйонів років, коли і людей на Землі ще не було?

Тут і археологу вже робити нічого. Він поступається своїм місцем геологу, що вивчає будову Землі і виводить звідси її історію.

У геолога своя літопис. Геологічні документи - самі довговічні й достовірні: вони відображені не на папері, а на камені, і не рукою людини, а самою природою, бездоганно точної в своїх свідченнях свідків. Сторінки цієї кам'яного літопису - шари Землі - зберігають у своїх надрах численні записи і навіть малюнки. Потрібно тільки вміти в них розбиратися.

Літопис Землі.

Спустимося в глибокий яр десь під Москвою. Зверху ми побачимо глину, під нею - щільний шар іржавого піску, це піщаник; нижче - знову глину, а ще глибше - білий або жовтуватий вапняк. Познайомимося з цими шарами ближче. Розглянувши їх уважно, ми знайдемо в них раковини, риб'ячі зуби, залишки морських їжаків, корали, безліч мертвих, скам'янілих жи-

І ось дивна річ: усі вони - типовий морські мешканці. Яким же чином вони опинилися на суші, під Москвою, в такій кількості? Всі ці скам'янілі свідки далекого минулого стверджують: там, де тепер столиця нашої батьківщини, колись шуміли морські хвилі.

Поїдемо на Україну. Під Білгородом і в інших місцях ми зустрінемо потужні пласти крейди, відомого всім школярам. Подивимося під мікроскопом на крупинку крейди. Вона майже цілком складається з крихітних химерних раковинок у вигляді "кружечків і спіральок. Звідки вони з'явилися тут?

Щоб отримати відповідь на це питання, поїдемо ще далі на південь, до Чорного моря. Зачерпни з морського дна мул і розглянемо його під мікроскопом. Ми побачимо тут раковинки, подібні крейдяним. Тільки ці раковинки живі, вірніше всередині цих скорлупок живуть мікроорганізми. Багато хто з них пересуваються, випускаючи тоненькі ніжки, немов корінці. Цих тварин так і назвали - корненожки.

Потужні пласти крейди на Україну також створені корененіжки, тільки іншими видами, вже давно вимерлими. Значить, і Україні колись була морським дном.

Раковинки корененіжок ми знайдемо і в Жигулівських горах на Волзі, і в околицях Парижа, і в крейдяних скелях Англії. Незліченна безліч не видимих ​​простим оком істот, покритих, як панцир, білими шкарлупками, створили величезні товщі вапняку, які ми зустрічаємо у багатьох місцях на Землі. Так невже скрізь в таких місцях було море? Так, більша частина нинішньої суші в далекому минулому була покрита водою. І більшість людей живе на дні древніх, зниклих морів.

Море завжди повно життя. На дні ростуть водорості, живуть губки, корали, у воді плавають риби, медузи, кити, дельфіни. Одні істоти віддають перевагу верхні поверхи морського царства, ближче до поверхні, інші облюбували підводні глибини, треті повзають по морському дну або все життя сидять на одному місці.

Втім, майже всі ці рослини і тварини, закінчивши свій життєвий шлях, рано чи пізно опускаються на дно. Тут - загальне кладовище всіх морських мешканців, якщо тільки вони за життя не були з'їдені сильнішими ворогами або їх останки не розклалися, розсипалися порохом, розчинилися в морській воді.

Дуже повільно нагромаджуються відкладення на морському дні, але поступово вони створюють все більш товстий шар. Він покривається наносами піску і мулу, які у великій кількості приносяться в моря річками. Під таким шаром землі, мулу, піску, глини на дні морів і озер інколи добре зберігаються залишки рослин і тварин. Вони просочуються мінеральним розчином, цементіоуются, стають твердими, як камінь.

Зверху на цьому шарі із століття в століття утворюються нові кладовища морських істот, які покриваються новими пластами наносів. Поверх за поверхом ростуть на дні такі шари опадів, досягаючи товщини в сотні і тисячі метрів. Під вагою верхніх шарів нижні стають все щільніше і перетворюються, нарешті, в тверді породи - пісковик, глинисті сланці, вапняк.

А потім буває і так, що змінюється поверхню Землі, дно моря подни-| мается, і море залишає це місце. Скам'янілі рештки тварин і рослин, похованих колись у підводних шарах землі, виявляються на суші. Ось ці «малюнки», що відображають літопис Землі, і служать точними документами тих часів, коли відклалися опади.

Найкраще зберігаються, звичайно, тверді частини тварин і рослин, кістки і зуби, раковини і панцирною щитки, стовбури дерев, які опинилися на дні моря. Але іноді на скам'янілою глині ​​або піску зустрічаються відбитки зниклих листя, крил бабок та інших комах, які дуже мало або зовсім не схожі на нинішніх. Все це - документи, за якими можна відновити історію Землі, дізнатися, як розвивалося життя на ній.

Свідоцтво минулого.

Вивчаючи шари земні від верхніх до нижніх, геолог як би спускається сходами століть. За яким планом природа будувала цей будинок? Зрозуміло, за звичайним: спочатку перший поверх, потім другий, третій і т. д. Чим вище шар землі, тим він повинен бути молодше. Насправді це далеко не так просто.

Адже окремі шари землі розташовані не рівно, по лінієчці, як у листковому пирозі, а вигнуті. Інший раз вони бувають так зламані або роблять такі складні зигзаги, що молодший шар виявляється набагато глибше, ніж давній.

Яким же чином дізнатися вік земного шару?

Це завдання дозволив більше 150 років тому англійський землемір Вільям Сміт. Він не був ученим і скінчив тільки початкову школу, але поповнив свої знання самоосвітою. У вільний час маленький Віллі любив гуляти по навколишніх ярах і збирати мушлі. Це дитяче захоплення зробило неоціненну послугу Сміту, коли він почав керувати земляними роботами на будівництві дорог'і каналів.

Щоб легше і вигідніше вести такі роботи, потрібно знати склад і будову гірських порід.

Довго і наполегливо розгадував Сміт секрети будови гірських порід і нарешті знайшов те, що шукав, - вірний путівник по верствам земним. Він збирав і уважно вивчав скам'янілості, акуратно розсортовувати їх по пластах, де вони були знайдені, і відкрив дивовижний закон: у кожного пласта свої скам'янілості.

Якщо в двох пластах знаходяться однакові скам'янілості, значить пласти ці відкладені в один і той же час, хоча б один пласт знаходився дуже глибоко, а інший близько до поверхні Землі. Якщо ж скам'янілості різні, то нехай верстви в іншому схожі один з одним, все одно відклалися вони в різний час. Іншими словами, скам'янілості - точний паспорт будь-якого пласта, який вказує його вік. Звичайно, таким способом можна підрахувати, скільки даного пласту років, але точно можна сказати, який пласт старше, а який молодше, якщо навіть вони знаходяться на відстані тисяч кілометрів один від одного.

Тепер можна було окремі шари, немов сторінки літопису Землі, занумерувати в послідовному порядку. За скам'янілостям - бездоганно достовірним документам далекого минулого - стало можливим встановити геологічний календар і прочитати історію Землі.

Цьому сприяли дивовижні відкриття, які зробив французький учений Жорж Кюв'є. ювье зацікавився скам'янілими кістками, вірніше їх уламками, які траплялися в каменоломнях поблизу Парижа. Вчений дбайливо добирав окремі частини кісток і становив з уламків цілі скелети.

Каменоломні, де Кюв'є роздобували скам'янілі кістки, були схожі на багатоповерхове кладовищі. На кожному поверсі були поховані кістки тільки певних видів тварин, які не знайдеш ні вище, ні нижче. Це спостереження сходилося з висновками Сміта.

Але Кюв'є не зупинився на цьому.

Досліджуючи будову сучасних йому тварин, Кюв'є вивчав кожну кісточку, кожен орган не тільки окремо, але в їх взаємному зв'язку і залежності. Раз тигр харчується свіжим м'ясом, міркував Кюв'є, - значить, і зуби тигра, і кістки, і все його тіло пристосовані до цього. Він повинен володіти гострими, міцними кігтями і довгими іклами, щоб схопити і утримати здобич, сильними і спритними ногами, щоб нападати на свою жертву, зіркими очима, щоб здалеку помітити її і підстерегти.

Чому у тигра зовсім інші зуби, ніж, наприклад, у коня? Тому що тигр - хижак, який пожирає інших тварин, а кінь харчується рослинами. Від способу харчування залежить форма не тільки зубів, але і лап. Від зубів ж залежить пристрій щелепи, а значить, і черепа. А череп і лапи впливають на будову хребта, скелета, всього тіла. Кожна жива істота-це єдиний цілісний організм, в якому жоден орган не може змінитися, не викликавши відповідних змін інших органів. Кюв'є, відкривши і пояснивши цю "зв'язок, заявляв:« Дайте мені одну кістку, і я відновлю все тварина! »

Й справді, по одній кістки він упевнено малював скелет і навіть зовнішній вигляд тварини.

Але для Кюв'є виникли дивні загадки, коли він став детально вивчати скелети, знайдені в каменоломнях.

* У верхніх шарах землі скам'янілі кістки належали тваринам, які були схожі з нинішніми. Але в більш древніх шарах скам'янілості відрізнялися такими особливостями, що навіть Кюв'є насилу міг відновити по ним скелети. Багато разів перевіряв себе вчений, відновлюючи зовнішній вигляд давно загиблих тварин. Сумнівів бути не могло: колись на Землі мешкали невідомі нині істоти.

Ось тут-то у Кюв'є і виникли питання, один загадковіше іншого. Чому зовсім зникли ці дивовижні звірі? Чому в древніх шарах Землі не попадаються залишки нинішніх тварин?

За півстоліття до Кюв'є великий російський вчений Ломоносов писав: «Твердо пам'ятати повинно, що видимі на Землі речі і весь світ не в такому стані були, як нині знаходимо, але великі в ньому відбувалися зміни».

Кюв'є і думки не допускав, що все в світі змінюється. Він був релігійною людиною і, в згоді з біблією, вірив, що світ завжди був і залишиться таким, яким створений в перші дні творіння. Але тоді чому в древніх шарах Землі не знаходять кісток людини, а в наш час немає вимерлих тварин, які безсумнівно існували в далекому минулому? Мир викопних тварин, відроджений Кюв'є, явно суперечив твердженнями біблії, але вчений не мав мужності визнати це і придумав таке «пояснення».

Шари Землі в одних місцях зім'яті, роздроблені, перекинуті, в інших вигнуті складками; навіть гори, і ті зруйновані. Майже всюди па суші ми знаходимо залишки морських тварин. Все це показує, що на Землі то в одному місці, то в іншому відбувалися руйнівні катастрофи, що супроводжувалися потопами і т. д. Ось при таких страшних катастрофах в цих місцях і гинули всі тварини. А потім тут знову оселявся спокій, і сюди переселялися інші тварини з тих місцевостей, де катастрофи пе було. Всю історію Землі Кюв'є намагався втиснути в біблійні 6-7 тисяч років, нібито пройшли від створення світу.

Залишалося все ж незрозумілим: чому відбувалися ці катастрофи? Пояснити це Кюв'є не міг, а його послідовники прямо говорили: таємниця ця незбагненна розуму людського. Але для науки немає непізнаваних таємниць, і тут наш перший геолог Ломоносов випередив західноєвропейських вчених.

«Велику зміну заподіюють на земній поверхні знатні повені і потопи, котрі багаторазово траплялися», - писав Ломоносов. Однак він пояснював ці зміни не раптовими катастрофами, а навпаки - «нечутливим довготривалим земної поверхні пониженням і підвищенням». Геніальні думки Ломоносова тільки через 70 років отримали розвиток в працях англійського геолога Чарлза Лайєлла.

Поверхня Землі безперервно змінюється, вчив Лайелл, і море затоплює сушу не відразу, і гори руйнуються не миттєво. Великі зміни викликаються повільним дією звичайних, часто непримітних сил-природи. Для цих змін не потрібно ніяких катастроф. Потрібно тільки час!

Зачерпни стакан річкової води. Вона прозора на вигляд, але зовсім чистої її I назвати не можна: у ній плавають дрібні частинки мулу і розчинені солі. I нікчемний вага цієї каламуті і солей, може бути, близько грама у відрі, але в I тисячі відер набереться вже цілий кілограм, а кожна річка виносить в море j мільйони відер води.



Навіть така невелика річка, як Ріон на Кавказі, за рік викидає в I Чорне море близько 20 мільйонів тонн опадів. А Жовта річка в Китаї тільки I за один місяць повені виносить в море більше опадів, ніж Ріон за сто років! I

Скільки ж опадів доставляють в моря всі ріки світу? Геологи встановили, I що всі поточні води змивають з поверхні Землі щорічно до 15 кубічних I кілометрів піску, глини і т. п.

Гігантську роботу виконують річки, але і вони не так могутні, як сонячні I промені. Сонце випаровує в морях і океанах воду, перетворює її в хмари, а без них 1 не було б дощів і не стало б річок. Сонячні промені нагрівають повітря, змушуючи його переміщатися, - так народжуються вітри та урагани.

Сонце, повітря і вода - наші найкращі друзі. Але ці великі творці життя - одночасно і великі руйнівники.

Днем сонячні промені нагрівають камені, змушуючи їх розширюватися, а вночі від холоду і особливо взимку від морозу вони стискаються. У каменях з'являються тріщини. Навесні і восени в ці тріщинки проникає вода, ще більше розпушує і розчиняє частинки кам'яної породи, а замерзаючи, розширює тріщини. Вітер відносить утворюється пісок.

Звичайно, це відбувається не за один рік. Сонце, вода і вітер гризуть каміння потроху і легенько, але вони роз'їдають і руйнують поступово навіть найміцніші гірські породи.

Якщо ви були на Кавказі, то, напевно, милувалися Ельбрусом чи Казбеком. Вище, ніж на 5000 метрів здіймаються їх вершини, вкриті вічним снігом. Припустимо, що Казбек щороку руйнується тільки на волосок - десяту частку міліметра. Пройде все ваше життя, і ви не помітите, що гора стала на 5-6 міліметрів нижче. Навіть через тисячу років Казбек знизиться тільки на 10 сантиметрів. Але через 10 мільйонів років висота гори буде вже не 5, а 4 кілометри. Пройде ще 20 мільйонів років, потім ще стільки ж, і від гори залишаться лише невеликі горбки. Загибель Казбека - правда, в дуже віддаленому майбутньому - неминуча.

Поверхня Землі зношується, як сукня, тільки так повільно, що людина за своє коротке життя цього зазвичай не помічає. Тому раніше і вважали, що поверхня Землі не змінюється, поки не впаде на неї страшна катастрофа.

Світ не застиг в незмінному сталості, говорив Лайелл. Земна кора ніколи не буває в спокої. В одних місцях вона опускається і затоплюється морем, в інших піднімається, але відбувається це дуже повільно. Всі такі зміни можна пояснити довготривалим дією в минулому тих сил природи, які й працюють зараз, безперервно змінюючи вигляд Землі. Не потрібно тільки насильно втискати історію Землі в біблійні терміни і вести рахунок на дні там, де насправді проходять мільйони років.



1. Історія минулих століть і тисячоліть вивчається за архівними документами, книгам, літописами, пам'ятників старовини.

2. Далекі епохи, що охоплюють сотні мільйонів років, вивчаються геологами по скам'янілостям, що збереглися в надрах землі.

3. Мел під мікроскопом (залишок промивання крейди).

4. Скам'янілості: слід бронтозавра, відбиток викопної бабки, скам'янілість риби.

5. Знайдений в Ірландії скелет велетенського оленя з додатковим обрисом тіла.

6. Кам'яні кулі пустелі Ак-Тау-Готель Мангишлак.

7. Скала «пір'я» - гранітні стовпи правого берега Єнісею у міста Красноярська.

8. Кам'яний стіл із граніту (Чукотський півострів).

9. Бархани в південно-східних Кара-кумів.

10. Лопнув камінь граніту в хребті Сієрра-делес-Долорес (Техас).

11. Мертве море в Мамонтової печери.

12. «Лес» в Китаї.

13. «Чайкова» або «Залізні» ворота на Ведмежому острові.


Статистика

Rambler's Top100

Яндекс.Метрика

© Copyright 2009-2016 Статусы и цитаты для Вконтакте, одноклассников, вайбера и вотсапа.