Майкл Фарадей

Фарадей жил в то время, когда в Англии занял прочные позиции капитализм, окончательно взяв верх над феодализмом. Это положение отразило учение английской классической политической экономии, которое проповедовало полную свободу хозяйственных отношений и считало, что интересы бурно развивающейся буржуазии и интересы всего общества тождественны. Великие технические изобретения XVIII в. нашли применение в промышленности и привлекли внимание значительной части населения страны к естественнонаучным и техническим проблемам.

На смену типичным для Англии XVII -XVIII в. ученым-любителям пришли ученые-профессионалы, главным образом выдающиеся представители буржуазии.

Майкл Фарадей (1791-1867)

Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 г. в предместье Лондона в семье бедного кузнеца. Получив очень плохое образование в начальной школе, Фарадей вынужден был уже в возрасте двенадцати лет работать продавцом газет в книжном магазине. Нужда и страдания были уделом значительной части английского народа в период промышленной революции и превращения Англии в одну из богатейших стран мира. В тринадцать лет Фарадей стал учеником переплетчика. Попавшая к нему для переплета книга "Беседы о химии"²⁷ так заинтересовала мальчика, что он попытался повторить некоторые описанные там опыты. Посещая популярные лекции по естественным наукам, пытливый юноша подружился со студентами, которые давали ему переплетать книги. Разделы об электричестве, которые Фарадей изучил в "Британской энциклопедии", особенно заинтересовали его; в частности, юноша решил вместе со своим старшим братом - жестянщиком получить вольтову дугу.

В 1812 г. Фарадей понял, что он больше не может совмещать работу ученика переплетчика с изучением естественных наук. Особенно ему нравились популярные лекции, которые читал в Лондонском королевском институте химик Гэмфри Дэви. Фарадей переписал эти лекции начисто, снабдил их рисунками и переплел. Сделанную таким образом книжечку лекций Дэви он послал автору с просьбой взять его в помощники для лабораторных работ. Дэви исполнил эту просьбу и нашел в молодом переплетчике хорошего сотрудника. В 1813-1815 гг. Фарадей сопровождал Дэви в путешествии по Франции, Италии, Швейцарии, Тиролю и Германии. Будучи ассистентом и дорожным экономом ученого, Фарадей получил возможность познакомиться со многими выдающимися деятелями начала XIX в.

Английская карикатура, изображающая химические опыты, проводимые в Королевском институте

Уже в 1816 г. Фарадей начал читать лекции по химии. Через появилась его первая самостоятельная работа об анализе обожженного тосканского известняка. Охваченный ложным тщеславием и чувствуя спад собственной творческой активности, Дэви заявил свои права на открытия Фарадея, сделанные, как он считал, по его указанию. Дэви больше не желал способствовать научным успехам Фарадея, который из лабораторного ассистента вырос в самостоятельного ученого. В 1821 г., вопреки желанию Дэви, Фарадей был избран членом Королевского общества²⁸.

После смерти Дэви Фарадей возглавил лабораторию своего учителя, а вскоре стал его преемником и при чтении лекций в Королевском институте. У Фарадея, как и у Дэви, было тоже довольно мало прямых учеников. Наиболее тесно с ним был связан по совместной работе Дж. Тиндаль, который помогал Фарадею в исследованиях по получению коллоидных растворов золота.

Лаборатория М. Фарадея в Лондоне

Фарадей охотно публиковал результаты экспериментальных работ и с удовольствием занимался популяризацией научных знаний. Его небольшая книга "История свечи"²⁹ - одно из лучших научно-популярных произведений в мировой литературе. Фарадей, будучи скромным человеком, постоянно отказывался от неоднократно предлагавшихся ему почетных постов президента Королевского общества и президента Королевского института. Он никогда не стыдился ни своего происхождения, ни своей прежней работы в переплетной мастерской. Хотя открытия Фарадея создали предпосылки для развития электротехники, принесшей миллионные прибыли многим промышленникам, сам ученый не составил себе ни малейшего состояния. Больше того, с наступлением старости, когда память ученого резко ухудшилась и Фарадей вынужден был прекратить научную работу, крайняя бедность стала спутницей последних дней его жизни. Скончался Фарадей 25 августа 1867 г. в Лондоне.

Наиболее важные для развития химии исследования Фарадея относились к области физической химии и особенно к выявлению-связи между электрическими и химическими явлениями.

В начале XIX в., развивая учение об электричестве, Фарадей, живо интересовавшийся еще в юношеские годы последними достижениями науки, установил тождество гальванического и статического электричества и открыл в 1831 г. явление электромагнитной индукции. Эти открытия стали основой для конструирования генераторов, электромоторов, трансформаторов и других устройств по выработке и преобразованию электрической энергии. В работах по магнетизму Фарадей впервые показал, что магнитные свойства присущи не только железу, но являются общими свойствами веществ. Подразделив все соединения на парамагнитные и диамагнитные, Фарадей разработал предпосылки для создания магнетохимии.

Работы Фарадея по изучению электрических и магнитных явлений способствовали также развитию представлений об единстве и взаимопревращаемости сил природы. Он разрешил вопрос о тождестве электричества, полученного различными путями. Фридрих Энгельс в своей книге "Диалектика природы" особенно подчеркивал, что Фарадей первым рассмотрел электричество не как флюид, а как определенную форму движения, силу [5, с. 308].

Работы Фарадея существенно помогли признанию единства сил природы и тем самым содействовали выработке материалистического мировоззрения и развитию естествознания.

Своими работами Фарадей в значительной мере способствовал доказательству положения, что существует единство всех сил в природе. А это вело к совершенствованию материалистической трактовки важнейших вопросов естествознания.

Для химии наибольшее значение имели открытые Фарадеем (1834 г.) и носящие его имя законы электролиза:

1. массы превращенных веществ пропорциональны количеству электричества,, прошедшего через электролит;
2. массы различных веществ, превращенные в результате прохождения через электролит одного и того же количества электричества, пропорциональны химическим эквивалентам этих веществ.

Английский ученый также ввел в электрохимию большинство ее основных понятий - таких, как электролиз, электролит, электрод, анод, катод, ионы, анионы и катионы. Законы Фарадея отражают количественную связь между массами веществ, выделенных при электролизе, и необходимым для этого количеством электричества. Тем самым стало возможным количественно предсказывать ход определенных электрохимических процессов и экспериментально определять эквивалентные массы химических элементов и их соединений. Исходя из эквивалентных масс веществ, можно рассчитать их атомные массы. Так Фарадей связал свои исследования электрических явлений с атомистическими представлениями. Он приписывал атомам наличие электрических сил, действие которых ученый связывал с проявлением таких наиболее важных свойств веществ, как например химического сродства.

В одной из поздних работ, опубликованной в 1845 г., Фарадей исследовал магнитное вращение плоскости поляризации света в органических соединениях. Эти исследования Фарадея были развиты впоследствии его соотечественником сэром Уильямом Генри Перкином-старшим.

Немаловажное значение для развития химии имели также работы Фарадея по органической химии и химической технологии. Так, в 1825 г. он исследовал побочные продукты коксования каменного угля и выделил из светильного газа бензол, который назвал "газойлем", "газовым маслом". В конденсате светильного газа Фарадей также открыл изобутилен, оказавшийся по процентному составу тождественным с этиленом³⁰. В 1825 г., действуя на свету хлором на этилен, Фарадей, по-видимому, получил гексахлорэтан³¹. Фарадей также занимался приготовлением различных сплавов железа с целью получения стали для изготовления нержавеющих изделий³². Он также разработал состав борсиликатного стекла для оптических линз³³, которые впоследствии применял в своих магнитно-оптических исследованиях. Эти и многие другие работы Фарадея ярко показывают, какими выдающимися способностями обладал он - один из самых замечательных экспериментаторов XIX в.³⁴