Физиканың серле нигезләрен өйрәнүче һәрбер студент Фурьеның җылыүткәрүчәнлек канунын яисә Һукның сыгылмалылык көче кагыйдәсен яхшы хәтерли. Әмма Фурьеның картлык көннәрен агач әрҗәдә уздырганын, Ньютонның Роберт Һукны җаны-тәне белән күралмаганын, хәтта аның кәгазьләрен яндырырга җыенганын, ә Архимедның коллегаларын идеяләр урлауда тотар өчен ялган теоремалар җибәреп шаяруын бик сирәкләр генә беләдер. Клифф Пикоувер «Архимедтан Һокингка кадәр: фәнни кануннар һәм аларның бөек уйлап табучылары» дигән китабында исемнәре физиканың төп кануннарына бирелгән галимнәрнең тормышы турында яза. Җыентыкка 40 теорема һәм бөек эзләнүчеләрнең тормышыннан алынган йөзләгән гаҗәеп факт һәм шаян вакыйгалар кергән.

 Архимед кануны

Өлешчә яки тулысынча сыеклыкка салынган җисемгә бу җисем тарафыннан этеп чыгарылган сыеклыкның авырлыгына тигез булган этеп чыгару көче тәэсир итә (җисемне сыеклыктан этеп чыгару көче бу җисемгә куелган авырлык көченә капма-каршы юнәлгән була). Бу көч сыеклыкның тыгызлыгына һәм батырылган җисемнең күләменә бәйле.

Архимед кануны гади генә булып тоелса да, чынлыкта бер үк күләмдәге объектларның суга салганда бер үк төрле этеп чыгару көче белән очрашуын күзаллау авыррак. Мәсәлән, бөкедән һәм кургаштан ясалган кубларга бер үк төрле этеп чыгару көче тәэсир итәчәк, әмма кублар үзләрен төрлечә тотачак. Бу этеп чыгару көче белән җисем авырлыгының чагыштырмасына бәйле. Архимед кануны бик күп урыннарда кулланыла. Мәсәлән, ул йөзүчәнлек принцибын аңларга ярдәм итә, ә гидростатиканың нигез мәсләге дип санала.

Архимед турында кызыклы фактлар

Плутарх дигән борынгы грек фәлсәфәчесе Архимедның математиканы искиткеч яратуы турында бер хатирә теркәп калдырган. Имеш, Архимедның колларына аны ванна коенырга мәҗбүриләргә туры килгәләгән, һәм алар аны юындырганда, галим үз тәнендә геометрик фигуралар сызуын дәвам итә торган булган.

Архимедның «үлем нурын» — кояш нурларын Рим корабларына юнәлтеп, янгын чыгарган күп көзгеле корылма уйлап таба. Озак еллар дәвамында бу вакыйганы риваять дип кенә саныйлар иде, әмма бер елны Массачусет технология институты галиме Дэвид Уоллес тәҗрибә үткәреп караган икән. Аның студентлары Рим корабының агач копиясен ясаганнар да, 127 көзге ярдәмендә 30 метр ераклыктан кояш нурларын шул корабка юнәлткәннәр. 10 минуттан соң агач корылма яна башлаган.

Римлылар Сиракузаны (галимнең туган шәһәрен) басып алгач, бер солдат Архимедның өенә килеп керә. Бөек математик комга ясалган диаграмманы өйрәнеп утырган була. Уйларга комачаулаганнары өчен ачуы килеп, ул солдатка: «Сызымнарыма кагылма!» — дип әйтә. Шушы сүзләреннән соң аны үтерәләр.

Һук кануны

Җисемнең деформациясе тәэсирендә барлыкка килә торган сыгылмалылык көче деформациянең зурлыгына туры пропорциональ. Иң гади мисал – пружиналы үлчәүләр. Үлчәүнең уклары пружинаның никадәр кысылуын-тартылуын күрсәтә, ә кысылу-тартылу авырлыкка туры пропорциональ булганга, ук авырлыкны күрсәтә булып чыга.

 Һук турында кызыклы фактлар

Роберт Һук балачагында бик еш авырган. Табиблар аны егерме яшькә кадәр дә яши алмас дип санаганга, әти-әнисе аның белем алуы турында кайгыртмаган. Үзен  үзе карарга мәҗбүр булган Һук көннәрен сәгатьләр һәм механик модельләр ясап, төзәтеп үткәргән.

Һук «күзәнәк» сүзен беренче булып тере организм төзелешенең элементар берәмлеге мәгънәсендә кулланган (ул микроскоп аша зурайтылган үсемлекне монахларның хөҗрәләренә охшаткан, диләр, ә икенче версия буенча, ул күзәнәкләрне бал кәрәзе белән чагыштыра).

1672 елда Һук ак төсне төрле өлешләргә таркату өчен призма кулланганга Исаак Ньютонны тәнкыйтьләп чыга. Ачуы чыккан Ньютон Һукның портретын Король фәнни җәмгыятеннән алып куя һәм хәтта аның кулъязмаларын яндырырга тырышып карый. Роберт Һук Ньютонга гравитациянең ераклык квадратына пропорциональ бәйле булуын да хәбәр итә. Бу турыда Ньютон үзе «Табигый фәлсәфәнең математик башлангычлары» хезмәтендә болай дип яза: «Кемнеңдер фикерен дәлил дип кабул итәргә ярамый».

Һук сулыш алу фәне белән дә кызыксынган. Тәҗрибә өчен ул һавасы әкренләп чыгарылган герметик аппаратка кереп утыра. Нәтиҗәдә, аның сәламәтлеге какшап китә – колагына зыян килә, ишетү сәләте начарлана.

Бернулли кануны

Калкулыкның иң өстеннән иң астына кадәр торба буйлап тигез генә ага торган сыеклыкны күз алдына китерегез. Даниил Бернулли шундый торбадагы басым, агым тигезлеге һәм биеклекнең бәйлелеге канунын ачкан.

Бу канун ике табигый күренешнең математик билгеләнеше булып тора:

1) тирәндә сыеклыкның басымы зуррак, чөнки өстәге сыеклык астагысына баса;

2) басым астындагы сыеклык, басым түбәнрәк булган якка акканда, тизәя (мәсәлән, шприцтагы су). Шушы ук кагыйдә газлар өчен дә гамәлдә. Әгәр сыеклык яки газ стационар рәвештә (бөтерелмичә) аксалар, бу канунны сыеклыкның аерым агымнары өчен кулланырга мөмкин, һәм бу очракта күзгә бик ташланмый торган мисаллар белән очрашабыз: самолетның канатлары, бер-берсенә якын йөзүче кораблар. Канунның ничек эшләвен тормышта күзәтергә була – душта суны кушу белән, пәрдә кабинка эченә таба тартыла, чөнки һава һәм су тизлегенең артуы басымны үзгәртә. Кабинаның эчендә һәм тышындагы басымнарның аермасы аркасында пәрдә эчкә тартыла.

Бернулли турында кызыклы фактлар

Даниил, әтисе кебек үк, математиканы яшертен генә өйрәнгән. Иоһанн Бернулли улының сәүдәгәр булуын теләгән. Кайчандыр аның да атасы аны бу һөнәр белән шөгыльләнергә мәҗбүр итмәкче булган. Ахыр чиктә, Даниил әтисенә доктор булырга вәгъдә бирә, вәгъдәгә алмаш итеп, әтисе аны математикага өйрәтә башлый.

Әтисе улының уңышларыннан бик каты көнләшә. 1735 елда алар икесе дә Париж фәннәр академиясенең фәнни бәйгесендә көч сынаша, һәм Даниил беренче урынны яулый. Иоһанн мәсхәрәгә калуына чыдый алмыйча, улын йортыннан куып чыгара.

Даниил «Һидродинамика» дигән хезмәтен 1734 елда бастырып чыгара. Иоһаннга улының уңышлы эшчәнлеге ошамый, һәм ул «Һидравлика» дигән плагиат китап нәшер итә. Улы үзенең китабын әтисеннән күчергән дип уйласыннар өчен, Иоһанн плагиатын 1732 елда бастырылды дип яздырта.

Бернулли үзен борчыган һәр нәрсә турында язарга тырышкан. Мәсәлән, аның көймәнең хәрәкәт тизлеге белән көймәдәге ишкәкчеләр саны арасындагы чагыштырманы исәпләгән кулъязмалары сакланган.

Дальтон кануны

Химик яктан үзара тәэсир итешми торган идеаль газлар катнашмасының басымы парциаль басымнарның суммасына тигез. Парциаль басымнар – газ катнашмасындагы аерым компонетның басымы.

Мәгънәсе нәрсәдә соң? Уртача басым шартларында газлар бик сирәк була, шуңа күрә молекулалар бер-берсе белән тәэсир итешмиләр диярлек, ә молекулалар алып торган күләм газның күләменнән күп тапкырга кечкенәрәк. Шуңа күрә газлар катнашмасындагы аерым газ үзен башка газлар бөтенләй булмаган кебек тота, ә гомуми басым һәр газ аерым ясый торган басымнарның суммасына тигез. Бу канун җылылык машиналары һәм эче янулы двигательләр белән бәйле исәпләүләрдә кулланыла.

 Дальтон турында кызыклы фактлар

Бер вакыт шулай Дальтон әнисенә туган көн хөрмәтенә оек бүләк иткән. Әнисе ал төстәге оекларны күреп шаккаткан, чөнки ал оеклар бүләк итү әдәпсез адым дип саналган. Әлбәттә, Дальтон әнисен кимсетергә теләмәгән. Ул үзе дә, аның энесе дә оекларны зәңгәр төстә дип уйлаганнар. Шулай итеп, аларның икесенең дә дальтоник булуы ачыклана.

21 яшеннән башлап, гомеренең иң соңгы көненә кадәр, Дальтон бик тәфсилләп көндәлек язган. Анда ул һава торышын тасвирлаган. Мондый язуларны искиткеч яратканга, ул боулинг уйнаганда да һәрбер адымын кәгазьгә теркәп барган.

Ул бер тапкыр да өйләнмәгән. «Минем башым өчпочмаклар, химик процесслар, электр тәҗрибәләре белән тәмам тулганга, никах турында уйлый алмыйм», — дип аңлаткан ул моны.

Ул үлгәч, васыяте нигезендә, дальтонизмны өйрәнер өчен аның бер күзен кисеп алалар. Әмма ул чорда бу адым фәнгә әлләни файда китерми. 1990 елда гына дальтоникларның күзләрендә яшел төс өчен җаваплы пигментның җитмәвен ачыклый алдылар.

Фурье кануны

Урнашкан режимда җылы үткәрүчәнлек аркылы күчә торган энергия агымының тыгызлыгы температура градиентына пропорциональ. Бу бик гади бер канунның математика ярдәме белән бирелеше: температураларның аермасы зуррак булган саен, җылы тизрәк күчә. Ягъни, предмет кайнаррак булган саен, ул салкын әйберне тизрәк җылытачак. Бу канун бик күп өлкәләрдә кулланыла һәм, мәсәлән, алмазларның ни өчен һәрвакыт салкын булуын аңлата (алмазларның җылы үткәрүчәнлеге бик югары). Ул материалларның җылы үткәрүчәнлеген билгеләргә мөмкин бирә. Ә бу исә сәнәгать өчен, мәсәлән, двигательләр һәм термослар ясау өчен бик мөһим.

Фурье турында кызыклы фактлар

16 яшендә Фурье Декарт теоремасын яңа исбатлау юлын таба. Нәкъ менә аның ысулы тамгалар кагыйдәсен исбатлауның стандарты итеп кабул ителгән.

21 яше тулгач, математикага нинди дә булса файда китерә алуында шикләнә башлый. Ул профессорына болай дип яза: «Кичә минем 21 нче туган көнем булды. Бу яшьтә Ньютон белән Паскальны инде берничә тапкыр әхлаксызлыкта гаепләргә өлгергәннәр».

Француз инкыйлабы вакытында Фурье хәзерге химиягә нигез салучы Антуан Лавуазьены яклаган. Әмма ул Лавуазьеның гомерен сакларга күпме генә тырышса да, мәхкәмә үз карарын кабул итә: «Җөмһүрияткә даһилар кирәкми». Химикны гильотина астына җибәрәләр. Фурье үзе дә төрмәгә эләгә, әмма сәяси шартлар үзгәрү сәбәпле, исән кала.

Фурье Наполеонның Мисыр явы вакытында бөек гаскәри белән бергә була. Африкадан кайткач, ул гел өшегән, шуңа күрә эссе көннәрдә дә пәлтә киеп йөргән. Җылы үткәрүчәнлек өлкәсендә белгеч булган кеше үз тәнендә җылы тота алмаган.

Гомеренең соңгы айларында Фурьеның тәне бик зәгыйфь хәлдә була, шуңа күрә аңа баш һәм куллар өчен тишекләр ясалган агач әрҗәдә яшәргә туры килә. Бу «тере табут» ярдәмендә ул башын вертикаль хәлдә тоткан, эшли һәм хатларга җавап яза алган.

---

Чыганак:  Клифф Пикоувер, «Архимедтан Һокингка кадәр: фәнни кануннар һәм аларның бөек уйлап табучылары».

Фотоиллюстрация: Dreamstime, Wikimedia