Генри Кавендиш родился 10 октября 1731 года в Ницце в семье лорда Чарльза Кавендиша, сына второго герцог Девоншира Вильяма Кавендиша, и леди Анны Грей, дочери первого герцога Кента Генри Грея. Младший брат Генри Фредерик получил серьёзные повреждения мозга в результате случайного падения в возрасте двадцати одного года во время своего последнего года в Кембриджском университете. Данные свидетельствуют о том, что он пытался повторить знаменитый эксперимент Бенджамина Франклина о природе молнии во время приближающейся грозы, и упал из верхнего окна здания. Он нуждался в специальном уходе на протяжении всей своей жизни. Леди Анна умерла, предположительно от туберкулеза, вскоре после рождения Фредерика, так что ни один из мальчиков не знал мать. Семья Кавендишей была тесно связана с многими аристократическими семьями Великобритании, ее история насчитывает около восьми веков и восходит к эпохе Норманнов.

Генри вместе со своим братом Фредериком получил начальное образование дома. Первоначально планировалось продолжить обучение братьев в Итоне - классической английской школе, дававшей хорошую подготовку будущим государственным деятелям. Однако ни Генри, ни его брат, не проявляли склонности к юридической науке, поэтому отец решил отправить их в специализированное научное учреждение. Он остановился на академии Хакни, многие из преподавателей которой были тесно знакомы с передовыми умами современной науки. Генри и Фредерик были первыми членами семьи Кавендишей, окончившими академию Хакни, однако позднее эта школа стала очень популярной среди других аристократических английских семей.

В 1749 году в возрасте до восемнадцати лет Генри поступает в Кембриджский университет и, продолжая родовую традицию, становится двадцать первым членом семьи Кавендишей, поступившим в этот университет. Его брат Фердерик поступает в университет двумя годами позже. Обучение в университете, впитавшем в себя идеи Исаака Ньютона, сильно повлияло на мировоззрения братьев. Генри Кавендиш уходит из университета в 1753 году, не получая ученой степени, поскольку не видит необходимости в академической карьере. После ухода из университета он начинает вести собственные научные исследования в уединении своего жилища.

Научные достижения

Пневматическая химия

Опубликованные работы Кавендиша касаются в основном исследованиям газов и относятся к периоду 1766-1788 гг. Мы остановимся на основной работе ученого «Искусственный воздух». Эта работа представляет большой научный интерес, повествуя о составе и свойствах воды.

Пневматические исследования Кавендиша знаменательны количеством открытий, которые они предварили. Среди наиболее значимых из них первое полное изложение свойств водорода и углекислого газа; демонстрация постоянства состава атмосферного воздуха и его первый расчет его состава относительно высокой точности; записи известных экспериментов, которые привели к обнаружению нетривиальных свойств воды и к открытию состава азотной кислоты.

До плодотворных экспериментов Кавендиша пневматическая химия едва ли существовала. В работах немногих ученых по всему миру встречались упоминания об "упругой жидкости", которая участвует в некоторых химических превращениях. Парацельс имел некоторое знакомство с водородом. Ван Гельмонт, который ввел понятие «газ», работал над выделением углекислого газа и некоторых горючих газообразных соединений углерода и серы, Бойль в своих экспериментах столкнулся с угольной кислотой и водородом.

Перечисленные ученые были наиболее близки к понимаю газов как индивидуальных веществ, но слишком мало знакомы с их различными свойствами, по которым эти газы можно отличить и распознать. Убежденность в том, что именно воздух, а не индивидуальные газы, выделяется в процессе реакции, была свойственна практически всем химикам второй половины восемнадцатого века. Развитие пневматической химии могло произойти только на основании наблюдения отличий между полученным в разных реакциях искусственным воздухом, но химики мало обращали внимания на эти различия, указывая лишь на сходство и отличия полученных газов от атмосферного воздуха.

Ярким примером служат знаменитые очерки Стивена Хейлза, в которых он пишет о реакциях, в которых выделяется «атмосферный воздух» или «упругие жидкости». Согласно современным представлениям, в ходе своего исследования в действительности он получал кислород, водород, азот, хлор, углекислый газ, сернистую кислоту и другие газы. Хейлз не сумел заметить различий в запахе, цвете, растворимости в воде, горючести полученных веществ. Он рассматривал их как идентичные атмосферному воздуху, потому что проявляли одинаковую эластичность и, как казалось ученому ввиду неточности оборудования, обладали одинаковыми весами. Их поразительные различия в реакционной способности он считал результатом случайного смешения «истинного воздуха» с инородными примесями, а не как существенные и отличительные свойства различных «упругих жидкостей» или газов.

Хакорт, исследуя эксперименты Бойля, отметил некоторые отличия полученных им «упругих жидкостей» от атмосферного воздуха. За неимением других доказательств, эта теория была отметена как ложная.

В 1754 году, однако, отмечается появление первой диссертации Блэка, в которой показано существование по крайней мере одной «упругой жидкости», которая обладает постоянным химическими свойствами, отличными от свойств атмосферного воздуха. Поскольку результаты его исследований шли в разрез со сложившимся мнением, он не осмеливается дать выделенному газу (водороду) название и ссылается на ошибку эксперимента, планируя в дальнейшем поставить его более точно.

Тем не менее, Блэк делает большой шаг вперед по сравнению со своими предшественниками. В более поздних работах он описывает свойства раствора угольной кислоты; двенадцатью годами позднее Кавендиш показывает, что она обладает точно такими же химическими свойствами и в свободном состоянии.

«Искусственный воздух»

Его первое сообщение о газах под названием «Искусственный воздух» было опубликовано в 1766 году. Оно начинается с определения искусственного воздуха, как «любого вида воздуха, который содержится в других органах в „неупругом“ состоянии, и может быть получен оттуда». Далее следуют ссылки на работы Блэка, в которых он заявляет о своем намерении в последующем пользоваться термином «зафиксированный воздух» в отношении газа, содержащегося в карбонатах щелочных и щелочноземельных элементов. Кавендиш также называет этот газ «негорючим», противопоставляя его газу, который выделяется при гниении живых организмов и взаимодействии металлов с кислотами. Термины «горючий» и «негорючий» газ впоследствии находят широкое применение.

Свое сообщение Кавендиш делит на три части: первая относится к водороду, вторая - к углекислому газу, третья - к газам, выделяющимся во время брожения и гниения. К основным наблюдениям Кавенидша можно отнести следующие: цинк, железо и олово были единственными металлами, которые выделяли «горючий воздух» при взаимодействии с разбавленными растворами серной и соляной кислот. Цинк растворялся в обеих кислотах с большей скоростью, чем железо и олово, однако выделялось одинаковое количество газа вне зависимости от используемой кислоты. Железо давало одинаковое количество «горючего газа» в растворах серной кислоты разной силы. Олово растворялось лучше всего в теплой соляной кислоте. Унция цинка производила около 356, унция железа - 412 и унция олова - 202 унции «горючего газа».

Все эти металлы легко растворялись в закиси (азотной кислоте) и производили «негорючий воздух» (окислы азота), а также в горячем купоросном масле (концентрированной серной кислоте), также с образованием «негорючего воздуха» с сильным неприятным запахом.

Из этих наблюдений Кавендиш пришел к выводу, что, когда металлы растворяют в разбавленной серной или соляной кислоте, «их флогистон летит, не изменяя свою природу с изменением кислоты и формируя „горючий воздух“, но когда металлы взаимодействуют с концентрированной серной или с азотной кислотой, их флогистон теряет свою горючесть».

В своей работе Кавендиш указал на следующие свойства «горючего газа» (водорода): он не теряет свою эластичность, не проявляет заметного растворения в воде и взаимодействия с щелочами. Кавендиш также исследовал влияние состава смеси кислорода и водорода на взрывоопасность. Смесь из одной части «горючего воздуха» и девяти «обычного» горела исключительно в пределах рассматриваемого сосуда. Смесь из 8 частей «горючего воздуха» и 2 частей «ообычного» воспламенялись без взрыва. При увеличении количества водорода примерно в два раза, горение происходило со взрывом. Из этих экспериментов Кавендиш попытался установить пропорцию между водородом и атмосферным воздухом, необходимую для полного сгорания смеси, однако допустил ошибку, посчитав, что на два объема водорода необходимо 7 объемов воздуха, в то время как 5 объемов последнего было бы достаточно.

Кавендиш также пытался установить массу «горючего газа» водорода. Он пришел к выводу, что легковоспламеняющийся воздух выходит 8760 раз легче, чем вода, или в 11 раз легче, чем «обычный воздух». Водород, однако, в действительности в 14,4 раза легче воздуха.

Первую часть своей работы Кавендиш завершает исследованием взаимодействия меди с соляной кислотой и попытками получить «горючий газ» этим способом. Ученый приходит к выводу, что газ, выделяющийся в реакции (газообразная соляная кислота), не воспламеняется в смеси с атмосферным воздухом, а также теряет эластичность при взаимодействии с водой (в связи с растворением), а значит получить таким образом «горючий газ» не представляется возможным. Исследованиями газообразной соляной кислоты Кавендиш не занимался.

Вторая часть работы Кавендиша носит название «Эксперименты по связанному воздуху, или искусственный воздух, получаемый из щелочных веществ взаимодействием с кислотами или прокаливанием».

Описывая эту часть работы, Кавендиш опирается на полученные Блэком результаты касательно влиянии угольной кислоты на жесткость карбонатов. Кавендиш получил углекислый газ растворением мрамора в соляной кислоте. Он обнаружил, что выделяющийся газ обладает растворимостью в воде, быстро взаимодействует с щелочами, но может сохраняться до одного года под слоем ртути, не теряя эластичности и химических свойств. Для определения растворимости углекислого газа в воде Кавендиш использовал аппарат, открытие которого часто приписывают Пристли. В градуированный сосуд, наполненный ртутью, Кавендиш запускал известные объемы исследуемого газа и воды; таким образом он установил, что «при температуре 55° вода поглощает гораздо больше исследуемого газа, чем обычного воздуха». В ходе своих экспериментов он установил, однако, что вода не всегда поглощает один и тот же объем связанного в мраморе газа. Этот факт ученый объяснял тем, что данный газ содержит вещества, обладающие различной растворимостью в воде. Ученый также выяснил, что холодная вода растворяет гораздо больше такого газа, чем горячая; для объяснения этого факта он приводил в пример кипящую воду, которая не только не способна поглотить какой-либо газ, но и лишается того, что она уже поглотила.

Плотность угольной кислоты была определена так же, как и в случае водорода, она оказалась равной 1,57 плотности атмосферного воздуха. Это определение хорошо воспроизводит известное на данный момент значение 1,529. Неточность определения связано с наличием примеси газообразной соляной кислоты, а также с несовершенством оборудования. Была проведена серия опытов по влиянию углекислого газа на процесс горения, Кавендиш использовал простую установку, содержащую стеклянную банку и восковую свечу. При наличии в банке только атмосферного воздуха свеча горела в течение 80 секунд. При содержании в банке одной части «связанного воздуха» (углекислого газа) и 19 частей атмосферного воздуха свеча горела 51 секунду, при соотношении 1 к 9 - всего 11 секунд. Таким образом, добавление даже небольших количеств углекислого газа к атмосферному воздуху лишает последнего способности к поддержанию горения.

Далее следуют попытки определить количества «связанного воздуха» в карбонатах щелочных металлов. Для этого Кавендиш измерял потерю массы раствора при взаимодействии карбонатов с соляной кислотой. Он пришел к выводу, что карбонат аммония содержит гораздо больше связанного воздуха, чем мрамор, поскольку реакция с соляной кислотой протекает более бурно.

Третья часть работы Кавендиша посвящена «Воздуху, образующемуся в процессах брожения и гниения». Макбрайд, следуя предположению Блэка, показал, что в этих процессах выделяется исключительно углекислый газ. Кавендиш подтвердил этот результат опытами по брожению сладкого вина и яблочного сока. Действительно, газ, выделяющийся в этих процессах, полностью поглощался карбонатом калия, а также обладал такими же растворимостью в воде, действием на пламя и удельным весом, как и «воздух», выделяемый из мрамора.

Газы, выделяющиеся в процессе гниения Кавендиш получал, разлагая бульон при температуре, близкой к температуре кипения воды. Опыт проводил до тех пор, пока газ не переставал выделяться. Полученный газ пропускали через раствор карбоната калия, при этом углекислый газ поглощался и оставалась смесь «обычного воздуха» и некого «горючего воздуха» в пропорции 1 к 4,7. Далее Кавендиш определил удельный вес полученный смеси и сравнил с удельным весом 1 части атмосферного воздуха и 4,7 частями водорода; удельный вес последнего оказался меньше. Ученый сделал вывод о том, что новый полученный «горючий газ» обладает практически такой же природой, что и полученный взаимодействием металлов с кислотами.

Кавендиш смог точно определить состав атмосферы Земли. После тщательных измерений ученый пришел к выводу, что «обычный воздух состоит из одной части воздуха без флогистона (кислорода) и четырех частей воздуха с флогистоном (азота)».

В работе 1785 г описан эксперимент, в котором Кавендишу удалось удалить кислород и азот из образца атмосферного воздуха, но при этом оставалась определенная часть, которую ученый не мог удалить известными ему способами. Из этого эксперимента Кавендиш пришел к выводу, что не более 1 / 120 атмосферного воздуха состоит из газов, отличных от кислорода и азота. Несмотря на то, что аргон на тот момент был уже известен, понадобилось около ста лет, чтобы Рамзай и Релей показали, что именно этот газ составляет остаточную часть атмосферного воздуха.

Гравитационная постоянная

Помимо своих достижений в области химии, Кавендиш также известен своими опытами, с помощью которых он сумел измерить гравитационную силу и определить точное значение плотности Земли. На основании его результатов, можно вычислить значение для G = 6,754·10?11 м?/кг?, что хорошо совпадает с известным всем значением 6,67428·10?11 м?/кг?. Для своего эксперимента Кавендиш использовал оборудование, построенное и сконструированное геологом Джоном Митчеллом, который умер еще до начала эксперимента. Оборудование было направлено к Кавендишу, который завершил эксперимент в 1797 году и опубликовал результаты в 1798 г.

Экспериментальная установка состояла из крутильных весов для измерения гравитационного притяжения между двумя свинцовыми шарами массой 350-фунтов и парой 2-дюймовых шаров массой 1,61 фунтов. Используя это оборудование, Кавендиш установил, что средняя плотность Земли в 5,48 раза больше плотности воды. Джон Генри Пойнтинг позже отметил, что данные должны были привести к значению 5,448, и действительно именно это число является средним значением двадцати девяти экспериментов Кавендиша, описанных в его работе.

Исследования электричества

Кавендишу принадлежат несколько работ об изучении свойств электричества, написанных для Королевского общества, но большая часть его экспериментов была собрана и опубликована Джеймсом Максвеллом только век спустя в 1879 году, вскоре после того, как к тем же результатам пришли другие ученые. К открытиям Кавендиша принадлежат:

• Понятие электрического потенциала, который он назвал «степенью электрификации»
• Определение емкости сферы и конденсатора
• Концепция диэлектрической проницаемости материала
• Отношение между электрическим потенциалом и током, которое теперь называется законом Ома. (1781)
• Законы для разделения тока в параллельных цепях, которое в настоящее время связано с именем Чарльза Уитстоуна
• Закон обратных квадратов изменения электрической силы с расстоянием, который сейчас называется законом Кулона.

Экспериментально установил (1771 год) влияние среды на ёмкость конденсаторов и определил (1771) значение диэлектрических постоянных ряда веществ. В 1798 году сконструировал крутильные весы и измерил с их помощью силу притяжения двух сфер, подтвердив закон всемирного тяготения; определил гравитационную постоянную, массу и среднюю плотность Земли. Занимался определениями теплоты фазовых переходов и удельной теплоёмкости различных веществ. Изобрёл эвдиометр - прибор для анализа газовых смесей, содержащих горючие вещества, ввёл в практику осушители. Предвосхитил многие изобретения XIX века в области электричества, но все его работы оставались достоянием семейного архива в Девоншире, пока в 1879 году Джеймс Максвелл не опубликовал его избранные труды. Именем Кавендиша названа организованная в 1871 г. физическая лаборатория в Кембриджском университете.

Многие источники ошибочно описывают работы Кавендиша как измерение гравитационной постоянной (G) или массы Земли, и эта ошибка уже отмечалась многими авторами. В действительности основная цель Кавендиша состояла в определении плотности Земли. Этот результат послужил основой для расчета константы G, которая впервые использована была в 1873 году, почти через 100 лет после опыта Кавендиша. Результаты опыта Кавендиаш также могут быть использованы для вычисления массы Земли.

• Кавендиш вел тихий и уединенный образ жизни. Со своими служанками он общался исключительно записками и не заводил личных отношений вне семьи. Согласно одному из источников, для того, чтобы попасть домой, Кавендиш часто пользовался черным ходом, чтобы избежать встреч со своей экономкой. Некоторые современные врачи (например, Оливер Сакс) предполагают, что Кавендиш страдал синдромом Аспергера, хотя он, возможно, просто был очень застенчивым. Круг его общения ограничивался лишь клубом Королевского общества, члены которого обедали вместе до еженедельных совещаний. Кавендиш редко пропускал эти встречи и был глубоко уважаем своими современниками.

• Он также увлекался коллекционированием мебели тонкой работы, документально подтверждена покупка им «десяти стульев и дивана красного дерева с атласной обивкой».

• Излюбленным способом тратить деньги была для Кавендиша

Одна из самых эксцентричных личностей в истории становления и развития научной мысли – выдающийся естествоиспытатель, экспериментатор и теоретик Генри Кавендиш – был довольно богатым аристократом и родственником герцогов Девонширских. Кавендиш появился на свет 10 ноября 1731 года во французском городе Ницце. Мать его, леди Энн Грей, скончалась после рождения его брата, Генри в тот период было приблизительно 2 года. В возрасте 18 лет молодой человек успешно поступил в Кембриджский университет, однако, спустя три года покинул его, так не получив научной степени. Спустя некоторое время юноша вернулся в Лондон, в дом своего отца, лорда Чарльза, человека в достаточной степени образованного и упоённо интересовавшегося популярной в тот период темой электричества.

Сэр Генри проявлял недюжинный интерес к науке (или естественной философии, как её ещё называли в то время). Он унаследовал от отца помимо его интересов достаточно сдержанное отношение к обнародованию своих трудов. Учёный построил лабораторию и мастерскую для работы и жил достаточно уединённо, с упоением отдаваясь научным изысканиям. Кавендиш никогда не был женат и основательный отрезок своей жизни провёл как отшельник, всецело отдаваясь научному труду. Даже единственный существующий его портрет был написан тайно. К своему дому он пожелал пристроить внешние ступени и велел слугам пользоваться исключительно ими. Тех, кто не выполнял приказ, сэр Генри тут же увольнял.

Современники вспоминали о нём, как о наиболее мудром среди богачей и наиболее богатом среди мудрецов. Излюбленным способом тратить деньги для Кавендиша была благотворительность. Он тратил на помощь студентам миллионы фунтов, но богатство его загадочным образом нисколько не уменьшалось.

Сэр Генри имел необычайные способности: он мог определить силу тока, притрагиваясь рукой к электрической цепи. Кавендиш придерживался мнения, что теплота является следствием внутреннего движения частиц. Не обращая внимания на свой титул и богатство, сэр Генри избегал светской жизни. С удовольствием он посещал только научные собрания, где также старался не привлекать к себе особого внимания.

Генри Кавендиш — великий химик-первооткрыватель

Основным направлением его научной деятельности – было химическое исследование газов. Именно благодаря Генри Кавендишу мы сейчас пользуемся горючим газом под названием водород . В одной из первых работ под названием «Искусственный воздух» он подробно рассказывает об открытии горючего воздуха. Им был разработан процесс сбора, очистки и исследования газов, благодаря которому были получены водород с углекислым газом. Тем же способом были установлены вес и физические свойства этих элементов. В 1781 году ученым был определен физический состав воздуха, а немного позднее, в 1784 году, при сжигании водорода был определен химический состав воды, чем изменил мнение об ее элементарном строении. Так же, благодаря этому эксперименту, было установлено, что кислород в воздухе составляет 20,83% объем. Современные же ученые исправили эту цифру на более точную – 20,95%.

В 1772 году ученым был открыт азот . При помощи искры, выработанной электричеством, Генри получил оксид азота и изучил его свойства. Он доказал, что когда электрическая дуга проходит через воздушный слой над водной поверхностью, азот вступает в реакцию с кислородом, в следствии чего получается азотная кислота . При чем Кавендиш дополнительно указал и на то, что одна сотая часть исходного объема воздуха не реагирует с кислородом. К сожалению, в силу несовершенства проведения анализа и примитивности приборов тех времен, Генри не смог открыть в невступившей в реакцию части воздуха еще один газ – аргон . Это сделал позже в 1894 году Вильям Рамзай.

Есть еще одна любопытная деталь: исследования азота Кавендиш проводил параллельно с другим ученым Д. Резерфордом. И из–за своей скромности, Генри, после проведения работ, поделился результатами лишь со своим другом и опубликовал с вою работу с огромным опозданием. В следствии чего Резерфорд стал полноправным открывателем этого газа.

Оборудование для исследования газов

Физические исследования Генри Кавендиша

В области физики Генри Кавендишу принадлежат опыты по измерению гравитационной силы. В результате этих экспериментов была вычислена плотность нашей планеты. Для вычислений Генри использовал оборудование построенное, Джоном Мичеллом. Оно представляло собой вращающиеся весы для измерения притяжения между двумя шариками, состоящими из свинца массой в 350 фунтов, и еще двумя массой 1,61 фунта. В результате было установлено, что плотность планеты в 5,48 раз превышает плотность воды. Позднее Дж. Г. Пойнтинг дополнил, что результаты должны были составлять значение 5,448, которое было средним после проведения 29 экспериментов.

Кавендиш написал множество работ для Королевского общества, которые были опубликовании только спустя сто лет в 1879 году Дж. Максвеллом. Его открытиями в сфере электричества являются следующие:

• Определение электрического потенциала, которому он дал название «Степень электрификации».
• Способы расчетов емкостей сфер и конденсаторов.
• Диэлектрическая проницаемость материалов.
• Отношение между током и потенциалом, именуемое сейчас законом Ома.
• Разделение токов в параллельных электрических цепях.
• Закон обратного квадрата изменения электрической силы с расстоянием (закон Кулона).
• Экспериментально было установлено влияние различных сред на емкость конденсаторов.
• С помощью крутильных весов подтвержден закон всемирного тяготения, открытый Ньютоном.
• Определил теплоту при фазных переходах и удельную теплоемкость некоторых веществ.
• Изобрел устройство для исследований газовой смеси с содержанием горючих элементов – эвдиометр.

Сэр Генри ушёл из жизни 24 марта 1810 года в возрасте 79 лет. В завещании Кавендиша содержалось требование похоронить его в тщательно замурованном гробу без единой надписи. Будучи атеистом, Кавендиш запретил проводить над его телом после смерти какие-либо религиозные обряды. В Кембридже его именем назвали лабораторию.

(Cavendish, Henry) (1731-1810), английский физик и химик. Родился 10 октября 1731 в Ницце. Сын лорда Чарлза Кавендиша, состоявшего в родстве с герцогом Девонширским и герцогом Кентским. Четыре года обучения в Кембриджском университете (1749-1753) привили Кавендишу любовь к естественным наукам. Унаследовав крупное состояние, он тратил почти все доходы от него на проведение экспериментальных работ. Устроил в своем доме в Лондоне лабораторию, где собрал лучшие приборы и инструменты того времени. В 1766 Кавендиш опубликовал первую важную работу по химии - Искусственный воздух (Factitious Air), где сообщалось об открытии "горючего воздуха" (водорода). В 1784 и 1785 в "Трудах Королевского общества" были напечатаны две другие его работы. В первой из них описывались опыты по сжиганию газовой смеси из 5 частей обыкновенного воздуха и 2 частей водорода с образованием воды, что указывало на сложный характер этого вещества. Во второй работе было показано, что при пропускании электрического разряда через воздух над поверхностью воды азот реагирует с кислородом с образованием азотной кислоты. При этом Кавендиш обращал внимание на то, что 1/120 часть первоначального объема воздуха не вступает в реакцию. Вследствие несовершенства методов анализа и приборов Кавендиш не смог обнаружить в непрореагировавшем остатке газов новые элементы. Они были открыты спустя сто с лишним лет У.Рамзаем и названы благородными (инертными) газами. В 1796-1798 Кавендиш занимался определениями теплоты фазовых переходов и удельных теплоемкостей различных веществ. Изобрел эвдиометр - прибор для анализа газовых смесей, содержащих горючие вещества, ввел в практику осушители. Кавендиш предвосхитил многие изобретения 19 в. в области электричества, но все его работы оставались достоянием семейного архива в Девоншире, пока в 1879 Дж.Максвелл не подготовил к публикации его избранные труды. Кавендиш ввел понятие электрического потенциала, исследовал зависимость емкости конденсатора от среды. В 1798 сконструировал крутильные весы и измерил с их помощью силу притяжения двух сфер, подтвердив тем самым закон всемирного тяготения; определил гравитационную постоянную, массу и среднюю плотность Земли. Будучи приверженцем теории флогистона, он тем не менее не оспаривал взгляды своего современника А.Лавуазье, допуская, что теория Лавуазье имеет такое же право на существование. Среди опубликованных им работ - Электрические явления (Phenomena of Electricity, 1771); Открытие состава воды (Discovery of the Composition of Water, 1784); Открытие состава азотной кислоты (Discovery of the Composition of Nitric Acid, 1785); Точка замерзания ртути (Freezing Point of Mercury, 1783); Опыты по определению плотности Земли (Experiments to Determine the Density of the Earth, 1798); Усовершенствованный метод градуировки астрономических инструментов (An Improved Method for Graduating Astronomical Instruments, 1809). В 1851 Д.Уилсон опубликовал Жизнь достопочтенного Генри Ч.Кавендиша (Life of Honorable Henry C.Cavendish), а в 1921 Королевское общество издало двухтомную историю его научной деятельности. В некоторых областях Кавендиш значительно опередил современную ему науку, но долгое время оставался почти неизвестным в научных кругах. Он был ученым-одиночкой, а кроме того, считал возможным публиковать только те статьи, в достоверности которых был полностью уверен. Кавендиш редко выступал, далеко не всегда сообщал Королевскому обществу, членом которого являлся с 1760, о своих открытиях. Умер Кавендиш в Лондоне 10 марта 1810. Именем Кавендиша названа организованная в 1871 физическая лаборатория при Кембриджском университете.

Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества (с 1760 г.). Родился в Ницце (Франция). Окончил Кембриджский университет (1753 г.). Научные исследования проводил в собственной лаборатории.

Работы в области химии относятся к пневматической (газовой) химии, одним из создателей которой он является. Выделил (1766 г.) в чистом виде углекислый газ и водород, приняв последний за флогистон, установил основной состав воздуха как смесь азота и кислорода. Получил окислы азота. Сжиганием водорода получил (1784 г.) воду, определив соотношение объемов взаимодействующих в этой реакции газов (100:202). Точность его исследований была столь велика, что позволила ему при получении (1785 г.) окислов азота посредством пропускания электрической искры через увлажненный воздух наблюдать наличие "дефлогистированного воздуха", составляющего не более 1/20 части общего объема газов. Это наблюдение помогло У. Рамзаю и Дж. Рэлею открыть (1894 г.) благородный газ аргон. Свои открытия объяснял с позиции теории флогистона.

В области физики во многих случаях предвосхитил более поздние открытия. Закон, согласно которому силы электрического взаимодействия обратно пропорциональны квадрату расстояния между зарядами, был открыт им (1767 г.) на десять лет раньше французского физика Ш. Кулона.

Экспериментально установил (1771 г.) влияние среды на емкость конденсаторов и определил (1771 г.) значение диэлектрических постоянных ряда веществ. Определил (1798 г.) силы взаимного притяжения тел под влиянием тяготения и вычислил тогда же среднюю плотность Земли. О работах Кавендиша в области физики стало известно лишь в 1879 г. - после того как английский физик Дж. Максвелл опубликовал его рукописи, находившиеся до этого времени в архивах.

Именем Кавендиша названа организованная в 1871 г. физическая лаборатория в Кембриджском университете.

По материалам биографического справочника "Выдающиеся химики мира" (авторы Волков В.А и др.) - Москва, "Высшая школа", 1991 г.

Штрихи к портрету

Рожденный в Ницце 10 октября 1731 года, Генри Кавендиш происходил из знаменитого англо-норманнского рода. Живший в молодости бедно и располагавший довольно скромным достатком, после смерти он оставил огромное богатство. Известно, что его состояние это не возникло в результате каких-либо финансовых операций. Сохранилось письмо из банка, где Кавендиш держал очень небольшую часть своих денег. В этом письме банк предлагал ему поместить туда и остальную часть состояния, обещая самые выгодные условия. Ответ сэра Генри был однозначен: "Занимайтесь деньгами, которые я депонировал в вашем банке, а от остальных держитесь подальше. Если же вы не знаете, что с ними делать, я их охотно заберу. И если вы еще хоть раз меня потревожите, я незамедлительно это сделаю".

Излюбленным способом тратить деньги была для Кавендиша благотворительная деятельность. Как-то раз, узнав, что студент, помогавший ему упорядочивать библиотеку, оказался в трудной финансовой ситуации, Кавендиш немедленно выписал ему чек на 10 тысяч фунтов - сумму по тем временам громаднейшую. Подобным образом он поступал всю жизнь - и, тем не менее, всегда располагал миллионами фунтов стерлингов, будто обладал сказочным "неразменным рублем". Кое-кто полагает, что сие неисчерпаемое богатство принесли ему успешные занятия алхимией, но это, разумеется, лишь предположение.

Лучшие дня

В феврале 1753 г. Кавендиш закончил престижный Кембриджский университет. Но, будучи одним из самых выдающихся ученых XVIII века, никакой ученой степени он так и не получил. Одно из возможных объяснений: в те времена всякий выпускник Кембриджа не мог быть неверующим, а атеизм Кавендиша был общеизвестен. Но причина могла быть и иной.

Трудно, однако, объяснить другой необычный факт: Кавендиш, не имевший, как уже говорилось, никакой ученой степени и не опубликовавший ни одного научного труда, был в возрасте 29 лет принят в Королевскую академию наук.

В 1773 году, через 20 лет после окончания Кембриджа, Кавендиш, уже будучи к тому времени сказочно богат, поселился в Клапхэм Коммон, на улице, которая сегодня носит его имя. Именно с тех пор ученый начал вести себя по отношению к окружающим, по меньшей мере, странно: он не переносил, когда кто-либо к нему обращался, а уж если с ним заговаривал на улице какой-нибудь незнакомец, Кавендиш молча отворачивался, подзывал кэб и немедленно возвращался домой.

Женщин он вообще считал какой-то разновидностью людей, с которой не желал иметь ничего общего. К дому он приказал пристроить наружную лестницу и велел слугам пользоваться только ею. Тех же из них, кто осмеливался воспользоваться внутренней, он немедленно увольнял.

Рассказывают такой случай. Однажды Кавендиш ужинал в клубе Королевского научного общества. В это время в окне расположенного напротив дома появилась молодая красивая женщина и принялась рассматривать проезжающие экипажи. Многие из присутствующих в клубе мужчин подошли к окну, чтобы получше ее разглядеть. Решив почему-то, что они любуются полной луной, Кавендиш было к ним присоединился, но поняв свою ошибку, тут же покинул клуб, вслух выражая свое отвращение к происходящему.

Но однажды он, не задумываясь, бросался на защиту женщины. Как-то раз, находясь в Клапхэме, Кавендиш увидел, как на лугу женщина пытается убежать от разъяренного быка. Он мгновенно поспешил на помощь, бросился между женщиной и животным и сумел его отогнать. Затем, не ожидая благодарности, повернулся и молча ушел.

С управителем своего дома он общался только путем переписки. Так, например, в одном из своих меморандумов он пишет: "Я пригласил на обед нескольких джентльменов и хотел бы, чтобы каждому из них был подан бараний окорок. А поскольку я не знаю, сколько окороков бывает у барана, попрошу Вас самого разобраться с этим вопросом".

Поговорить с ним было совершенно невозможно, так как он просто поворачивался спиной к пытающемуся это сделать и уходил. По слухам, у него все же было несколько друзей, но никакой информации о них не имеется.

На протяжении 30 лет Кавендиш вел жизнь, подробности которой и по сей день почти неизвестны. Он носил фиолетовый, совершенно выцветший костюм, парик в стиле XVII века и всегда прятал лицо. В деревню же он ездил на экипаже, оборудованном счетчиком его собственной конструкции, напоминающим современные таксометры.

В один прекрасный день он вызвал слугу и объявил: "Слушай внимательно, что я тебе скажу. Я намерен в скором времени умереть. Когда это произойдет, поезжай к лорду Джорджу Кавендишу и сообщи ему о случившемся". Слуга пробормотал, что не худо бы в таком случае исповедоваться и причаститься. "Понятия не имею, что это такое, - отвечал Кавендиш. - Принеси-ка лучше лавандовой воды и больше здесь не появляйся, пока я не умру".

Когда наследники ознакомились с оставленными Кавендишем документами, оказалось, что покойный владел огромным количеством акций Английского банка - очень даже неплохо для человека, не заработавшего в жизни ни гроша, но, в то же время постоянно щедро сорившего деньгами.

Завещание же ученого содержало категорическое требование, чтобы склеп с его гробом сразу после похорон был наглухо замурован, а снаружи не было никаких надписей, указывающих, кто в этом склепе похоронен. Так и было сделано. Кавендиша похоронили 12 марта 1810 года в соборе в Дерби. Ни осмотра тела, ни вскрытия трупа не производили. И ни одного достоверного портрета Кавендиша тоже не сохранилось.

Большинство научных работ Кавендиша не публиковалось вплоть до самого 1921 года, и даже сейчас несколько ящиков, заполненных рукописями и приборами, назначение которых не поддается определению, остаются неразобранными. А то немногое, что известно, выглядит весьма необычно. Кавендиш проводил научные эксперименты, на целые столетия опережая свое время. Так, например, он рассчитал отклонения световых лучей, обусловленные массой Солнца, за 200 лет до Эйнштейна, и расчеты его почти совпадают с эйнштейновскими. Он точно вычислил массу нашей планеты и был в состоянии выделять легкие газы из атмосферного воздуха. В то же ремя он ничуть не заботился ни о публикации своих работ, ни о каком-либо признании ученым миром.

В 1775 г. он пригласил семерых выдающихся ученых, чтобы продемонстрировать сконструированного им искусственного электрического ската, и дал каждому ощутить электрический разряд, абсолютно идентичный тому, каким настоящий скат парализует свои жертвы. А по завершении показа он, опередивший своих современников Гальвани и Вольта, торжественно объявил приглашенным, что именно эта, продемонстрированная им, новая сила когда-нибудь революционизирует весь мир.

Кавендиш мог определять напряжение тока, касаясь электрической цепи рукой, что указывает на его необыкновенные физические качества. Несмотря на весьма скромные с точки зрения современной науки возможности своей лаборатории, он сумел очень точно вычислить массу Земли. И все эти необычайные, выдающиеся открытия Кавендиш совершил, опираясь даже не на науку своего времени, а пользуясь достижениями средневековой алхимии, языком и символами которой он владел.

Кавендиш был совершенно безразличен к окружающему его миру и никогда не интересовался происходящими в этом мире событиями - даже столь значительными, как Французская революция или наполеоновские войны, прокатившиеся по Европе.

Тем не менее, вряд ли правомерно объяснять его действия обыкновенным чудачеством. И раздавая деньги направо и налево, он вовсе не был филантропом. Да и его неприязнь к женщинам тоже не поддается объяснению. Один из современников Кавендиша, ученый по фамилии Ловекрафт, выразился о нем так: "Его облик - это всего лишь маска. Скрывающееся под ней существо не является человеком". Однако Кавендиш вовсе не был исключением среди выдающихся деятелей XVIII века - работала целая плеяда блестящих ученых, открытия которых опережали их время. Так, скажем, Роджер Боскович опубликовал в 1736 году трактат, в котором можно обнаружить упоминания не только о теории относительности, но и о таких областях знания, о которых науке почти ничего не известно и по сей день - например, о путешествиях во времени или антигравитации.

Среди выдающихся ученых, явно опередивших свое время, Кавендиш не одинок. Его современники Сен-Жермен, Боскович, Бенджамин Франклин, Джозеф Пристли и граф Румфорд тоже находятся в этом ряду. Известно, что люди эти были знакомы друг с другом и состояли в переписке. Вспомним, что Бенджамин Франклин написал Джозефу Пристли (а был это конец XVIII века): "Становится просто не по себе, когда представляешь, какими силами будет владеть человек через тысячу лет. Он научится лишать силы притяжения крупные массы материи, что придаст им абсолютную легкость и позволит перемещать их без малейшего усилия. В сельском хозяйстве затраты труда намного уменьшатся, а урожаи возрастут. Все наши болезни, включая и старение, будут побеждены. А время жизни человеческой можно будет продлить неограниченно, даже за те пределы, которые известны нам из Библии".

Между 1750 и 1800 годом были сделаны многие открытия, использовать которые тогдашняя наука была просто не в состоянии. Например, английский математик Кейли (Сау1еу) заявил, что, по его мнению, вскоре будет изобретен двигатель, достаточно мощный для того, чтобы поднять в воздух объект тяжелее воздуха. Основываясь на этом предположении, он уже в 1800 году разработал проект самолета. Примерно в тот же период появилась концепция искусственного спутника, который, будучи запущен из гигантской пушки, кружил бы вокруг нашей планеты...

Генри Кавендиш - ученый-мизантроп, отгородившийся от всего мира. Исключительное богатство позволяло ему жить так, как он считал нужным. И ученый выбрал для себя науку и одиночество. Жизнь и исследования этого ученого долгое время оставались загадкой для окружающих - суть экспериментов, проводимых Генри Кавендишем, стала понятна лишь многие годы спустя. Ниже читателям предлагается ознакомиться с некоторыми из жизни Генри Кавендиша и его деятельности.

Биография Генри Кавендиша скупа на подробности его личной жизни. Он был представителем одной из самых знатных английских семей. Свое значительное состояние он тратил на исследования и эксперименты. Его уму принадлежат значительные открытия в естественных науках, но подробные публикации открытий увидели лишь подписчики издания Philosophical Transactions, в котором описывались последние исследования членов Королевского научного общества. Большую часть своих научных записей Генри Кавендиш сохранил в собственном архиве, который стал доступен исследователям лишь через двести лет после его смерти.

Приватность

Больше всего в жизни Генри Кавендиш ценил одиночество. Со своими слугами он общался через короткие записки, не выносил присутствия у себя в доме посторонних людей. Часто он возвращался домой через черный ход, опасаясь разговора с собственной экономкой. Ученый сторонился женского общества и иногда взбирался к себе в кабинет по приставной лестнице только для того, чтобы избежать встречи с представительницами прекрасного пола, работающими у него. Генри Кавендиш ценил приватность превыше всего и мало интересовался действительностью. Такие социальные потрясения, как Французская революция и ее последствия, оставляли его равнодушным - во всяком случае, в сохранившейся переписке нет никакого намека на то, что ученый знал об этой социальной катастрофе конца 18 века. Зато он неплохо разбирался в мебели и коллекционировал самые уникальные образцы столярного искусства - сохранилась запись о приобретении им нескольких стульев с дорогой атласной обивкой.

Он настолько дорожил своим одиночеством, что велел похоронить себя в закрытом гробу, а на склепе с его прахом не должны были присутствовать надписи, указывающие на то, что там похоронен Генри Кавендиш. Фото знаменитого собора в Дерби, где был упокоен этот замечательный ученый, имеются в каждом путеводителе, но ни одного его достоверного портрета, к сожалению, не сохранилось.

Исследование газов

От своего отца, который успешно занимался метеорологией, Генри Кавендиш перенял дар наблюдения и склонность к научным исследованиям. Довольно точное взвешивание водорода подсказало ему мысль об использовании его в воздухоплавании. Его опыты с этим газом (Кавендиш называл его флогистоном) помогли ему открыть состав воды, разложить воздух на его составляющие: кислород, азот, углекислый газ, водные пары. Точность его анализов была столь велика, что повторяя опыты ученого практически в тех же условиях, У. Рамзай и Дж. Рэлей смогли открыть аргон.

Опыты с электричеством

Генри Кавендиш и его открытие закона взаимодействия электрических зарядов оставались в неизвестности более двухсот лет. Между тем этот основной закон электричества был открыт сэром Генри Кавендишем за двенадцать лет до Кулона. В другой своей работе ученый изучил влияние веществ, не проводящих электричество, на емкость конденсаторов. Его перу принадлежат первые, достаточно точные вычисления диэлектрических постоянных для некоторых веществ.

Подтверждая Ньютона

Эмпирическое открытие хотя и поражало воображение ученых, но нуждалось в практическом подтверждении. Опыт Генри Кавендиша с крутильными весами позволил с помощью этой простой конструкции измерить силу притяжения двух сфер, подтверждая тем самым Данные исследования позволили вывести такие константы, как масса и средняя плотность планеты Земля.

Меценатство

Этот очень скромный и был одним из самых крупных меценатов того времени. Он материально поддерживал бедняков, которые стремились получить знания. Остались записи о студенте, который помогал ученому приводить в порядок огромную библиотеку Кавендишей. Узнав о материальных затруднениях своего помощника, Генри Кавендиш выписал колоссальную сумму в 10 тыс. фунтов стерлингов для его поддержки. И это далеко не единичный случай.

Случайное открытие

Мало кому известно, что уникальное наследие Генри Кавендиша стало доступным благодаря другому известному ученому - Джеймсу Максвеллу. Ему удалось добиться разрешения просмотреть архивы эксцентричного исследователя. И даже сейчас большая его часть остается не разобранной - назначение проектируемых приборов и сложный язык рукописей практически не понятны современным ученым. Следует принять во внимание, что математический язык в то время не был досконально разработан, и объяснение многих функций было многосложным и непонятным.

Лаборатория Кавендиша

Знаменитая Английская лаборатория Кавендиша носит имя не Генри Кавендиша, а его родственника и однофамильца - сэра Уильяма Кавендиша, седьмого герцога Девонширского.

Этот ученый муж не оставил следа в науке, но смог увековечить свое имя, пожертвовав крупную сумму на возведение уникальной научной лаборатории, которая успешно функционирует и сегодня.