Коли і Кембридж не потрібен
10 жовтня виповнюється 280 років від дня народження видатного англійського хіміка й фізика.
Напевно, мало хто відмовився б здобути вищу освіту в Кембриджі. На його випускників, звичайно, талановитих молодих людей, чекає велике наукове майбутнє. Для Генрі Кавендиша вступ до Кембриджського університету був справою честі. Сімейної. Тут навчалися двадцять його предків. Юнак витримав іспит. А от доучуватися до кінця не захотів: заявив, що не бачить сенсу в академічній кар’єрі й зайнявся наукою вдома. Для душі — без усіляких наукових ступенів і вчених звань. Добре, що статки аристократичного роду з восьмивіковою історією дозволяли.
1766 року побачила світ одна з головних праць Генрі Кавендиша — «Штучне повітря». Так учений називав «будь-якого виду повітря, що міститься в інших органах у непружному стані й може бути отримане звідти». «Непружний» у термінах науки XVIII століття означає негазоподібний. Трактат присвячувався хімічним реакціям, у процесі яких виділяються різні гази — різні (за тодішніми уявленнями) види повітря.
Зараз це важко уявити, але до Кавендиша вчені не вважали гази окремими хімічними речовинами: у різноманітних реакціях, за усталеним переконанням, виділялося повітря! Навіть передові хіміки, які спостерігали утворення водню, вуглекислого газу, хлороводороду, відмовлялися визнавати очевидні відмінності в їхніх властивостях почасти через неточність вимірів, але більше через переконаність у тому, що «цього не може бути, бо не може бути ніколи». Безперечна заслуга Кавендиша — у поділі універсального повітря на окремі, унікальні у хімічному відношенні складові. У «Штучному повітрі» докладно розглянуто процеси, що приводять до утворення водню, вуглекислого газу, газів бродіння та гниття.
Повітря, яке утворювалося в дослідах Кавендиша, було двох видів — пальне і непальне. Звичайно, природу горіння вчений розумів у дусі свого часу: коли метали розчиняються в розведених сірчаній і соляній кислотах, уважав він, «флогістон летить, не змінюючи свою природу зі зміною кислоти й формуючи горюче повітря», а в концентрованих сірчаній або азотній кислотах — втрачає свою горючість. Але навіть сам факт констатації відмінностей у горючості — прорив у хімії. Більш того, учений займався не тільки якісним, а й кількісним аналізом газів, що за наявної тоді вимірювальної техніки було науковим подвигом. Наприклад, маса «негорючого повітря» водню, за його розрахунками, вийшла в 11 разів меншою, ніж «звичайного повітря» (сучасна оцінка — 14,4). А для вугільної кислоти розрахунок Кавендиша взагалі надточний: 1,57 маси повітря — проти сучасного 1,529.
Роботи Кавендиша заклали підґрунтя хімії газів, однак вони зовсім не були чистою теорією. Серед розв’язаних ученим важливих практичних завдань — визначення складу атмосферного повітря, установлення концентрацій у ньому водню та вуглекислого газу, за яких, відповідно, відбувається вибух і припиняється горіння.
Але, мабуть, ще більше відкриттів, ніж у хімії, Кавендиш зробив у фізиці. Одне з найефектніших — установлення щільності Землі. Ідея методу належала геологові Джону Мітчеллу, який, на жаль, не дожив до її втілення в життя. У Кавендиша, який у 1797 році поставив славетний експеримент, щільність Землі вийшла рівною 5,48 густини води (сучасне значення — 5,52). Цей результат уже сам по собі мав першорядне значення, але вчений зробив з нього ще серйозніші висновки: припустив наявність у планети більш щільного, металевого ядра, прямі підтвердження існування якого було отримано набагато пізніше.
Такі ж відкриття, які на багато років випередили свій час, Генрі Кавендиш зробив у галузі електродинаміки: установив зв’язок між силою струму та різницею потенціалів (сьогодні ця закономірність відома як закон Ома); електричною силою й відстанню між зарядами (закон Кулона); показав вплив середовища на ємність конденсатора й експериментально обчислив діелектричні сталі багатьох речовин.
Те, що багато відкриттів Кавендиша ввійшли в наукову термінологію під іменами інших учених, — наслідок його дивовижної незацікавленості в просуванні своїх ідей. Він мало публікувався — звичайно просто розповідав про свої ідеї вузькому колу друзів із Королівського товариства. Він узагалі уникав спілкування, проводячи більшу частину часу на самоті в домашній лабораторії. Подбав і про те, щоб уникнути публічності й після смерті: за заповітом, склеп із труною був відразу ж наглухо замурований без усіляких табличок. Не збереглося й достовірних його портретів, зроблених за життя.
Імовірно, нащадки так і не довідалися б про роботи дивного вченого, якби не Джеймс Максвелл, перший директор Кавендиської лабораторії Кембриджського університету. Через сторіччя (1879 року) він знайшов архів Кавендиша і, вражений, познайомив колег із його відкриттями, багато з яких на той час було зроблено вдруге. Цілком можливо, низка сюрпризів ще не закінчилася: кілька ящиків із рукописами досі не розібрані, як і кілька приладів, призначення яких сучасна наука зрозуміти поки не може.
