Безопасность аспартама в контексте гуков в джунглях
Ну все отметившиеся в телевизоре, разумеется.
Ну все отметившиеся в телевизоре, разумеется.
Продолжаю серию постов по истории популяризации науки. В этот раз речь пойдет про Англию. 1650-х годах там (в Оксфорде) сформировался кружок из полутора десятка относительно молодых и образованных людей, который они сами называли просто The Company или «невидимый колледж».
Во главе с Джоном Уилкинсом они проводили различные эксперименты. Сначала воспроизводили опыты Галилея и Торричелли, потом стали придумывать свои. Эта деятельность оживилась в 1653 году, когда в Оксфорд из Лондона приехал физик, химик и богослов в одном флаконе, граф Коркский, более известный в истории науки как Роберт Бойль. Вскоре у Бойля появился молодой лаборант из студентов Оксфорда – Роберт Гук. Он то и будет главным героем сегодняшнего поста.
Участники «колледжа» развлекались от души – ставили различные опыты с воздушным насосом, наблюдали Луну в восьмидесятифутовый телескоп, вводили различные инъекции в кровь животным и проектировали корабли для подводного плавания. И через какое-то время решили, что им пора расширять аудиторию, с целью показать, что в науку могут не только итальянцы, но и англичане. А чтобы сразу поставить дело на надежную базу – решили заручиться поддержкой короля. Взошедший на престол по итогам гражданской войны Карл II считал, что наука вещь для государства полезная и даже проводил какие-то химические опыты во дворце (короли могут развлекаться по-разному). Так что идею оксфордцев (большей частью уже перебравшихся в Лондон, где стало безопасно) он поддержал и на свет родилось Лондонское королевское общество.
Роберт Гук не вошел официально в число его основателей (поскольку был всего лишь лаборантом у Бойла), но его роль была тоже очень важной. Гук, в отличие от «отцов-основателей» (в большинстве своем – университетских преподавателей) был не только простым лаборантом, но и незнатного происхождения. Проще говоря, довольно беден. Поэтому было решено, что в обмен на некоторое жалование из бюджета Общества, он возьмет на себя подготовку экспериментальной работы и проведение еженедельных открытых семинаров с демонстрацией научных достижений. Поэтому его можно считать одним из первых профессиональных популяризаторов науки.
Собственно, на этой стороне его деятельности я бы и хотел сосредоточиться больше всего. Хотя Гук, несомненно, прежде всего был талантливым ученым, его называют одним из «отцов экспериментальной физики». Да и коллеги Гука уважали и уже через год работы избрали полноценным членом Королевского общества.
Что касается семинаров, перед Гуком была поставлена двойная задача. Во-первых, развивать экспериментальные исследования природы, а во-вторых, демонстрация возможностей науки далеким от науки людям. В состав общества входили многие аристократы, и чтобы они платили членские взносы (а общество на них жило), нужно чтобы им было интересно. Поэтому к каждому семинару (а они проводились еженедельно) Гук готовит эксперименты и «вопросник» – список вопросов, на которые нужно отвечать, чтобы всесторонне исследовать данное явление.
Для такой работы Гуку пришлось самому изготовить немало приборов, а некоторые и вовсе разработать с нуля. В результате, вклад Гука-изобретателя в копилку человеческого знания впечатляющ.
Вот лишь некоторые примеры. Исследуя законы механики, он придумал механизмы воспроизведения нужного ему движения или для преобразования одного типа движения в другой. И в результате изобрел карданный шарнир, который мог передавать вращательное движение между двумя осями, расположенными под небольшим углом друг к другу. Этот шарнир широко применяется до сих пор.
Небольшое уточнение. Википедия и ряд других источников указывают, что карданный шарнир изобрел итальянец Кардано, в честь которого он и назван. Да и сделал это на несколько десятилетий раньше Гука. Но тут есть, как говорится, нюанс. Интернета в ту пору не было. Энциклопедий и справочников тоже не было. И массовой механизации тоже не было. Поэтому периодически случались истории, когда в разное время в разных местах разные люди изобретали один и тот же «велосипед». С карданным шарниром так и вышло: это мы сейчас знаем про Кардано, соответственно и называем его карданом. Гук же о нем ничего не знал (механизмы Кардано были в единичных экземплярах и не в Англии), изобретал его сам и называл по-другому. Поэтому неверным было бы написать «Гук первым изобрел...». Но он его именно изобрел, а не скопировал.
Другая его работа касалась усовершенствования зубчатой передачи: его идея заключалась в том, что между зубцами колес не должно происходить удара, а это возможно, если зубцы колес находятся в постоянном контакте друг с другом, а точка их контакта лежит на прямой, соединяющей центры колес.
Еще один пример. Область научных интересов Гука была очень широка и однажды он заинтересовался микрографией – изучением объектов, которые обычным глазом толком и не разглядеть. Дальнейшая история – это типичный Гук. Сначала он сам сделал микроскоп (Алиэкспресс еще не было) Потом провел полсотни исследований, рассматривая все, что оказывалось под рукой и подходило по размерам. Но как было продемонстрировать их результаты другим? И Гук стал перерисовывать то, что увидел. А рисовал он очень хорошо. На фото, которое я прикрепил справа фото блохи, сделанное в наше время, слева – рисунок Гука.
Когда он показывал этот рисунок на своих семинарах, дамы падали в обморок (видимо, представив, что по их одежде периодически прыгает ЭТО). Чтобы рисунки быстро не истрепались, Гук стал делать на их основе детальные гравюры. Опять сам, своими руками. А когда рисунков набралось много – издал книгу «Микрография» со своими иллюстрациями. Благодаря им, научный трактат стал популярен среди людей, от науки вроде бы далеких. Так получилась еще одна известная научно-популярная книга. Но известная, увы, не у нас – ее до сих пор так и не перевели на русский язык.
Много времени Гук потратил на изобретение и создание различных метеорологических приборов - измерителей температуры, давления, влажности воздуха, направления и скорости ветра. Кстати, в некоторых их современных аналогах используются принципы, заложенные Гуком. Например, в барометре.
Перечислять работы Гука можно еще долго. Но есть один важный нюанс. Он постоянно не завершал свои исследования, когда из-за нехватки денег, когда из-за дефицита времени (надо было готовить следующий семинар). Эту работу проделывали другие, тот же Бойль, они же получали всю славу. Что доводило Гука до белого каления, он ввязывался в споры о приоритете, но они редко заканчивались для него успешно, ведь формально его работу завершали другие (пусть часто им была проделана основная ее часть), либо, проделав схожие исследования позже, документировали свои результаты, чем Гук тоже не всегда заморачивался.
Ситуацию усугубляло то, что Гук был, говоря современным языком, интровертом и человеком вспыльчивым. А еще – горбуном со слабым здоровьем, что вкупе с загрузкой тоже порой служило причиной бросить исследования, не доведя их до конца. В общем, так он и вошел в историю как автор закона упругости и изобретатель ряда механизмов. Хотя его вклад в науку намного больше. А сколько людей (и весьма влиятельных в Англии людей) поменяло свое отношение к науке благодаря его еженедельным семинарам и подсчитать невозможно.
Пока что будет только 1-2 поста в день. Ждите большего!
#STAYHOME
Публикуем главу из книги «Вся физика в 50 экспериментах». В ней рассказывается, что история с яблоком, упавшим на голову Ньютона, – похоже, просто выдумка!
Правдива ли история об упавшем яблоке? Законы динамики
Ньютон родился в Англии, в графстве Линкольншир, и именно туда он отправился, когда в 1665 году Кембриджский университет закрылся из-за чумы, проведя на родине около 18 месяцев. Вероятно, он, замкнутый человек, получивший достаточно времени на размышления, большую часть своих блестящих научных работ задумал именно в это время.
Если верить легенде, перед его домом росла очень старая яблоня. Однажды, увидев, как яблоко упало с ветки, Ньютон подумал, что что-то должно было потянуть плод вниз. Значит, сила, притянувшая яблоко, должна распространяться от Земли вверх, по меньшей мере до вершины яблони. А может, она достигает Луны? Если так, то она должна повлиять и на ее орбиту.
Легенда гласит, что Ньютон схватил попавшийся под руку документ о праве его матери на землю и принялся делать расчеты на обороте.
Он понял, что сила притяжения уменьшается с высотой, на которой находится объект, и догадался, что она меняется обратно пропорционально квадрату расстояния между объектом и центром Земли. Результаты этих расчетов, как он сам заметил, сходились почти идеально. Он также предположил, что подобное притяжение может быть причиной и других орбитальных движений, и назвал его «всемирным тяготением».
Об этой истории не было ничего слышно еще почти 20 лет, пока три друга, Эдмунд Галлей, Роберт Гук и Кристофер Рен, встретившись, как обычно, в лондонской кофейне, не принялись спорить о траектории кометы, когда она приближается к Солнцу. Гук заявил, что он выполнит необходимые расчеты, но так и не справился с этим.
Визит в Кембридж
Галлей был одним из немногих друзей Ньютона, и когда в 1684 году, оказавшись неподалеку, Галлей навестил его в Кембридже, то спросил Ньютона, какова будет траектория кометы, если принять во внимание закон притяжения с обратным квадратом. Ньютон сразу ответил, что это эллипс, и добавил, что знает ответ, потому что уже вычислил его.
Продемонстрировать решение Ньютон не смог, не сумев отыскать доказательство среди бумаг, однако пообещал выполнить вычисления заново и прислать их Галлею.
В ноябре того же года Ньютон прислал ему девятистраничную статью «О движении тел по орбите», в которой выводились следствия закона обратных квадратов, а в 1687 году вышел фундаментальный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии».
В этой большой и сложной книге, написанной по-латыни, Ньютон раскрыл не только закон обратных квадратов и свою концепцию всемирного тяготения, но и законы движения, названные его именем, хотя первые два из них были хорошо известны и до него. Словом, «Начала» описывали все основные принципы классической механики.
История с яблоком
Уильям Стьюкли был антикварием — историком и археологом, первым исследовавшим Стоунхендж, а также другом Ньютона и его первым биографом. Стьюкли в красках (и с гордостью) описывает события 15 апреля 1726 года:
Я навестил сэра Исаака Ньютона... и провел весь день с ним. Стояла прекрасная погода, после обеда мы сели в саду под яблонями и пили чай. Среди прочего он рассказал мне, что при таких же обстоятельствах впервые понял природу притяжения материи — по яблоку, падающему с дерева.
Почему это яблоко всегда неизменно падает перпендикулярно на землю? Почему оно не падает кверху, вбок или наискосок?
Подобные вопросы, по словам Стьюкли, «крутились в его голове», и «с этого он начал обдумывать и искать характер и законы этой всеобщей силы в материи и применять их к движению небесных тел, к притяжению материи и постигать истинное строение Вселенной».
Другой биограф Ньютона, его помощник Джон Кондуитт, в 1727 году в своем сочинении также приводит историю с яблоком.
Итак, Ньютон рассказал о яблоке по меньшей мере двум людям. Но к этому моменту прошло уже 60 лет с тех пор, как, по его словам, эта история приключилась, и вполне возможно, Ньютон ее просто выдумал.
Зачем он это сделал?
Из писем Ньютона до 1682 года следует, что он придерживался теории вихря, впервые предложенной Декартом, который утверждал, что планеты мчатся вокруг Солнца в эфирном вихре подобно тому, как вода утекает через сливное отверстие. Но в 1682 году эта теория была подорвана кометой Галлея, орбита которой оказалась ретроградной, то есть комета двигалась в направлении, противоположном движению всех планет.
Гук писал о гравитации еще в 1674 году и подошел очень близко к решению тяготения как математической проблемы.
В эссе «О движении Земли», опубликованном в 1674 году, Гук писал о гравитации, что ее «притягивающая сила действует гораздо сильнее, если приблизить друг к другу центры взаимодействующих тел». Гук мыслил в верном направлении, но не сумел выразить свои соображения математически.
Ньютон ни за что в жизни не признал бы, что Гук хоть в чем-то его обошел. Вполне вероятно, Ньютон сочинил историю с яблоком спустя столько лет лишь затем, чтобы подтвердить, что он нашел решение задачи еще в 1666 году — задолго до Гука.
Всем привет)
Сегодня у меня для вас немного интересностей о современнике Ньютона, об истинном механике, который сделал первый шаг к открытию всемирного тяготения.
Существует закон, который назван в честь этого ученого, он об упругости. Когда на упругое тело действует сила, всегда появляется противоположная сила, которая стремится вернуть тело в его исходное состояние. Опытным путем Гук установил зависимость силы и деформации, вывел линейное отношение, которое имело применение во многих сферах.
Пара слов о религии. Отец Роберта хотел, чтобы его сыл стал слугой Церкви, но у мальчика от всего этого очень болела голова. В конце жизни он поставил под сомнение само существование Бога, так как придерживался механицизма: все явления природы можно объяснить через механику. Никаких потусторонних сил, возможно, не существует) Такая точка зрения влекла философский и религиозный конфликт, указывала смысл. Тогда атеизм был неприемлем. Гук в некоторых своих текстах упоминает о Боге, но это не говорит о его глубокой вере, скорее о "гибкости", хотя сегодня подобное упоминание совершенно некстати. Будучи ассистентом у Бойля, Роберт сконструировал первую вакуумную камеру. Когда он стал самостоятельным ученым, то поставил опыт с отношением дыхания и атмосферного давления. Им было замечено, что птица, которая содержится в ограниченном пространстве, умирает через определенное время, за которое заканчивается объем воздуха. Была выведена пропорция, и ученый решил провести опыт на себе. Он построил контейнер, откачал из него воздух с помощью воздушного насоса, стал наблюдать свои изменения и они не заставили себя ждать. Боль в ушах с последующей потерей слуха и проблемы с дыханием не позволили Гуку долго находиться в помещении с пониженным давлением. Сегодня такое недомогание называется высотной болезнью. Полученные им результаты много значили, он расширил границы четырех стихий - воздуха, огня, воды и земли, - которые на протяжении веков определяли видение мира. Ученый пришел к этому путем опытов, а не философских размышлений.
Чтобы представить значительную часть своих открытий, Гук опубликовал книгу "Микрография". Там представлены наблюдения, научные теории и опыты, объяснения конструкций приборов, которые могут расширить возможности наших органов чувств, предположения и системный взгляд на науку. Также теория эфира, источника всего сущего, по мнению Аристотеля, "пятый элемент".
Гук считал, что структура эфира представляет собой вибрацию, появляющуюся в разных точках пространства и вызывающую сферические волны, движение частиц вещества, которые гармонично отзываются на колебания. Частицы разных элементов притягиваются друг к другу в зависимости от частоты вибраций.
С помощью этой схемы он ответил на вопрос о силе тяготения. Эта же схема помогла ученому объяснить теорию упругости - свойства. которые он приписывал и газам, объяснить давление, предвосхитить кинетическую теорию газов.
Закон Гука, применимый к упругим материалам, в общем виде, гласит: сила, стремящаяся вернуть пружину в равновесие, прямо пропорциональна значению ее удлинения по отношению к положению равновесия. Постоянная упругости, или постоянная возвращающей силы, зависит от природы пружины и ее геометрической формы.
Когда мы воздействуем с какой-либо силой на тело, возникающее при этом движение отличается от направления и силы воздействия. Результат может также быть очень разным в зависимости от того, постоянна эта сила или нет. В мире существуют периодические движения, при которых предмет проходит через одно и то же положение по прошествии определенного промежутка времени. Таким важным движением обладают планеты, молекулы и струны музыкального инструмента, а также пружины, на которые воздействует свободный вес или сила. Общее свойство для них - возвращающая сила и траектория, которая обязательно проходит через положение равновесия.
Ученый также долгое время работал над конструкцией часов, которые были бы надежны во время морских путешествий. Наряду с Гюйгенсом, он внес большой вклад в улучшение часового механизма, отстаивал свое авторство изобретения часов с пружинным приводом, которые он сконструировал задолго до Гюйгенса, однако в который раз не был услышан.
У Гука была очень насыщенная научная жизнь, он часто становился участником публичных споров. Один из них касался астрономии. Ян Гевелий нуждался в рекомендации по поводу выбора покупки телескопа. Гук посоветовал прочитать его книгу, часть об оптических инструментах, на что Гевелий возмутился высокомерием "ремесленника". Роберт был поражен, что Гевелий упорно использовал устаревшие инструменты, которые польский астроном описал в своем труде "Небесная механика" и которые использовал за наблюдением звездного неба. Гук хвалил и расписывал квадрант, микрометрический винт, микрометрическую сетку и универсальные шарниры. Время доказало правоту Роберта, но на тот момент Гук многих не устраивал.
Также печально известны споры Гука и Ньютона о природе света и притяжениях между планетами. Корпускулярная теория Ньютона противоречила теории Гука, который считал свет колебательным движением с крайне малой амплитудой колебаний, волновым движением. Общество приняло точку зрения Ньютона, унизив ученого, даже лишив его права ответить.
Роберт предположил, что массы притягиваются из-за силы, действующей на расстоянии. Он считал, что движение планет вокруг Солнца происходит из-за притяжения, которое оно оказывает на планеты. Именно Гук впервые сформулировал то, что впоследствии получило название закона всемирного тяготения. Он подробно объяснил основы небесной механики, развитой позднее Ньютоном. Общество сделало все, чтобы превратить Ньютона в великую личность, отметая все препятствия, вставшие на его пути. Вопрос об авторстве теорий был очень деликатным, и Гук мешал всему английскому научному сообществу. Это было вторым предательством к талантливому ученому.
В жизни Гука был неожиданный этап, когда он проявил себя как талантливый архитектор. Именно он придумал опускающиеся окна. Его главными творениями стали Королевский медицинский колледж и великолепная больница Бедлам. Последнее строение было настоящим шедевром и предназначалось для пациентов с психиатрическими заболеваниями.
Злой рок, стирающий из истории следы Гука, не обошел и архитектуру; его произведения исчезли, были перестроены, разрушены бомбардировками во время Второй мировой войны, а те, которые сохранились, приписывались другим архитекторам.
В любом случае Гук был достаточно уважаемым ученым, который интересовался и исследовал параллакс звезд, физиологическую функцию дыхания и возвращающую силу упругих тел.
Самой главной в работе (книге) Гука была область геологии. Ей он посвятил наибольшее количество времени. Ученый заложил основы развившихся впоследствии теорий, которые уважаемые последователи присвоили себе, не упомянув даже его имени. Роберт первым сделал предположение об органическом происхождении ископаемых. Исследователь, сравнив ископаемые с другими организмами, утверждал. что они являются остатками живых организмов, уже исчезнувших, что было совершенно неприемлемо для теологического учения. Гук полагал, что Всемирный Потоп произошел не за короткий промежуток времени, как утверждала Библия, но что Земля была погружена под воду на протяжении тысяч лет. Рельеф ее изменился из-за землетрясений и извержений вулканов.
Самый смелый поступок Гука: он предложил искать исчезнувшие виды среди ископаемых, вывел решение, что если сравнить исчезнувшие виды с видами существующими, то можно увидеть, что некоторые живые организмы не исчезают, а меняются, и что эти изменения связаны с изменением среды. Эволюционистская тория, которая стала основой теории Дарвина о происхождении видов спустя 200 лет.
Гук умер 3 марта 1703 года, вскоре президентом Королевского общества был назначен Ньютон. Говорили, что даже через 20 лет после смерти Роберта его имя приводило Ньютона в ярость.
Ученый при жизни не только смог измерить годичный параллакс звезды, но и получил неопровержимое доказательство движения планет вокруг Солнца. Изобретя микроскоп, он также показал незнакомый мир, которого до этого никто не видел.
Его мысль была подчинена механике, и ученый записывал законы, которые диктовала ему природа.
по стене ползёт паук,
присмотрелся - это гук.