Кіріспе
XVII ғасырдағы неміс ғалымы, өнертапқышы және саясаткер Отто фон Герике (1666 жылға дейін Герике деп жазылатын; 30 қараша 1602 [Е.К. 20 қараша 1602] – 21 мамыр 1686 [Е.К. 11 мамыр 1686]) – неміс ғалымы, өнертапқышы, математигі және физигі. Оның новаторлық ғылыми еңбектері, эксперименттік әдістерді дамыту және вакуум, атмосфералық қысым, электростатикалық итеркілеу физикасы бойынша қайталанатын демонстрациялар, сондай-ақ "қашықтықтан әрекет ету" және "абсолюттік кеңістік" идеяларын қолдауы ғылыми революцияның дамуына елеулі үлес қосты. Фон Герике Дионис дәстүріндегі терең діндар адам болды және ғарыш вакуумын шексіз құдайдың жаратылысы мен жоспарларымен байланыстырды. Фон Герике осы екілік қағиданы "барлық нәрсені қамтитын, алтыннан да құнды, бастауы мен соңы жоқ, мол жарықты сезінуден де гөрі қуаныш сыйлайтын, көкке теңестірілетін" нәрсе деп сипаттады.
Otto von Guericke (/UK/'/ɡ//ɛər//ɪ//k//ə/ GAIRikə, /US/'/ɡ//(//w//)//ɛər//ɪ//k//ə//, // //k//i/ G(W)AIRikə, ee, ; spelled Gericke until 1666; 30 November 1602 [O. S. 20 November 1602] – 21 May 1686 [O. S. 11 May 1686]) was a German scientist, inventor, mathematician and physicist. His pioneering scientific work, the development of experimental methods and repeatable demonstrations on the physics of the vacuum, atmospheric pressure, electrostatic repulsion, his advocacy for the reality of "action at a distance" and of "absolute space" were noteworthy contributions for the advancement of the Scientific Revolution. Von Guericke was a very pious man in the Dionysian tradition and attributed the vacuum of space to the creations and designs of an infinite divinity. Von Guericke described this duality "as something that 'contains all things' and is 'more precious than gold, without beginning and end, more joyous than the perception of bountiful light' and 'comparable to the heavens'."
Ерте өмір және білім
Отто фон Герике Магдебург қаласындағы патриций отбасында дүниеге келді. Ол он бес жасқа дейін жеке оқытылды. 1617 жылы Лейпциг университетінде құқық және философияны оқуға түсті.
Саяси мансап
Фон Герике Магдебургтің жетекші патрициандық отбасыларының бірінің ұрпағы болды, олар жақсы білім алып, байланыстары мықты болған. Оның әкесі мен атасы өмір бойы қалалық кеңес мүшелері болып, мансаптары барысында бірнеше рет қала әкімі қызметіне тағайындалған. 1626 жылы Отто фон Герике Магдебургтің саяси өкілі ретінде мансабын бастады және қалалық кеңеске қабылдану үшін ресми тағайындау алды. Алайда, 1618 жылы Отыз жылдық соғыс басталды. Бұл ерекше ұзақ, трагикалық және құлдиратушы соғыс көп ұзамай Магдебургке де жетті. Бірнеше жыл өткен соң, Тилли графы басқаратын императорлық католик лигасының әскері Магдебургті толық қоршап, кесіп тастамас бұрын, ол қаладан сәтті қашып үлкерді. Шабуыл бүкіл соғыстың ең ауыр салдарына әкелді – Магдебургтің тоналуына. 1631 жылдың мамыр айында императорлық әскерлер қала қабырғаларын қиратты және байлықты ешқандай шектеусіз тонады. 25 000-нан астам тұрғынының шамамен сексен пайызы қаза тапты. Материалдық шығын да өте жоғары болды, өйткені кеңінен тараған өрттер 1900 ғимараттың 1700-ін, соның ішінде фон Герикенің барлық жеке мүлігін жойды. 1631 жылы ол Магдебургке оралды, ал академиялық инженерлік білімі оны қайта құру комитетіне тағайындады.
Дипломатиялық іс-әрекеттер
Отто фон Герике 1642 жылдың қыркүйегінде Дрездендегі Саксония курфюрстісінің сарайына жіберілді. Фон Герикеге берілген тапсырма – Магдебург қаласына саксондық әскери қолбасшыдан көмек сұрау және одан жеңілдік алу. 1648 жылы ол қаладан Оттыз жылдық соғысты аяқтаған бейбіт келісім шартына қатысты. 1654 жылы Регенсбургке жасаған дипломатиялық сапарында Герике өзінің ауа сорғысын таныстырды, осы арқылы кездесетін адамдарға әсер етуді және келіссөздерді өзінің пайдасына бұруды, сондай-ақ ғылыми жетістіктерін ілгерілетуді мақсат етті. Дипломатиялық міндеттер, көбінесе қауіпті және көңілді емес, келесі жиырма жыл бойы оның уақытының көп бөлігін алып отырды. Оның жеке өмірі, көп бөлігі әлі де түсініксіз, параллель түрде дамып жатты. Отто фон Герике өзінің ресми мәртебесі мен ғылыми білімін қаласының саяси мақсаттарына қол жеткізу үшін біріктіріп пайдаланды. Оның ауа сорғысы және электростатикалық генератор сияқты өнертабыстарының демонстрациялары көрермендерін таң қалдырып, саяси байланыстарды жақсартуға және кеңейтуге бағытталған. Ол қажет болған жағдайда өзінің өнертабыстарының жұмыс істеу принципін түсіндіруден бас тартатын, адамдарға оның сиқырлы күшіне сенуге мүмкіндік беретін, бұл ұлы басшының беделін арттыруға өте пайдалы қасиет болатын. Бұл кітап Роберт Бойльдің назарына ілігіп, оны ауа қысымы мен вакуум туралы тәжірибелер жүргізуге ынталандырды. 1660 жылы ол «Ауаның серпіні мен оның әсерлері» атты «Жаңа физикалық-механикалық тәжірибелер» мақаласын жариялады. Келесі жылы бұл латын тіліне аударылды, ал Фр. Шоттпен болған хат алмасу арқылы хабардар болған Герике оның бір данасын алды. «Оқырманға» деген кіріспесінде ол кітапты 1663 жылдың 14 наурызында аяқтағанын айтады, бірақ оның жариялануы тағы тоғыз жылға, 1672 жылға дейін кейінге шегерілді. 1664 жылы оның еңбегі қайтадан баспа түрінде жарық көрді, Гаспар Шотттың көмегімен, оның «Technica Curiosa» кітабының бірінші бөлімі «Mirabilia Magdeburgica» деп аталды және Герике еңбегіне арналды. Магдебург жарты шарлары туралы алғашқы мәліметтер «Technica Curiosa» кітабының 39-бетінде келтірілген. Шотт Герикеден 1656 жылдың 22 шілдесіндегі хатынан үзінді келтіреді, онда Герике тәжірибені 12 жылқының көмегімен, айтарлықтай шығынмен жүргізгенін айтады. 1660 жылдары Магдебург азаматтарының еркін императорлық қала мәртебесіне қол жеткізу үміті күйреп, Герике осы мақсатқа жиырма жылдай дипломатиялық күш жұмсады. 1666 жылы Клостерберг шартына қол қою рәсімінде Магдебург атынан алғашқы қол қойған ол, Магдебургке Бранденбург әскерлерінің гарнизонын қабылдауға (императорлық гарнизонды шығарудан кейін) және Ұлы сайлаушы Фридрих Вильгельм I Бранденбургке салық төлеуге міндеттенді. Сайлаушы Магдебургтің саяси ұмтылыстарын басып тастағанына қарамастан, Герике мен Фридрих Вильгельмнің жеке қарым-қатынасы жылы болды. Ұлы сайлаушы ғылыми білімді қолдады. Ол Герикенің ұлы Ханс Оттоны Гамбургтегі өкілі ретінде жұмысқа алды және 1666 жылы Оттоны Бранденбургтік кеңеске шақырды. «Experimenta Nova» кітабы жарық көрген кезде, оның алдына Фридрих Вильгельмге арналған алғысөз жазылды.
Кейінгі жылдар
1677 жылы фон Герике көп рет сұрағаннан кейін, өтініш бойынша азаматтық жауапкершіліктерінен қызметтен босатылды. 1681 жылдың қаңтар айында, Магдебургке қауіп төндіріп тұрған оба індетіне қарсы сақтық шарасы ретінде, ол екінші әйелі Доротеямен бірге ұлы Ханс Отто тұратын Гамбургке көшті. 1631 жылы қамалдан қашқан күнінен 55 жыл өткен соң, 1686 жылдың 11 мамырында (Юлиан күнтізбесі бойынша) фон Герике бейбіт түрде қайтыс болды. Оның денесі 23 мамырда Магдебургке қайтарылып, Санкт-Ульрих-Левин шіркеуіне жерленді. Магдебургтегі Отто фон Герике университеті оның құрметіне аталды.
Негізгі басылымдар
Гюрикедің ғылыми еңбегі туралы жүйелі трактаттардан тұратын үш мәтін бар. 1. Фрайр Гаспар Шоттың 1657 жылы жарық көрген "Механика гидравлико пневматика" еңбегі, бастапқыда Афанасий Кирхердің римдік мұражайындағы гидравликалық және пневматикалық құралдарға арналған қысқаша нұсқау ретінде жоспарланған, Шотт қосымшасын қосып, Гюрикенің вакуумдар бойынша тәжірибелерінің толыққанды сипаттамасын ұсынады. 2. Фрайр Гаспар Шоттың 1664 жылғы "Technica Curiosa" еңбегі, қосымшасымен бірге, 1657 жылғы есептің қайта басылған нұсқасын және Гюрикеден алынған жаңа материалдарды қамтиды.
Ғарыш табиғаты және босқалық мүмкіндігі
Эксперимента Нованың II кітабы – кеңейтілген философиялық эссе, онда фон Герике кеңістіктің табиғаты туралы көзқарас ұсынады, ол кейінірек Ньютонның қолдауына ұқсас. Ол Аристотельдің толықтылыққа (пленизмге) қатысты көзқарастарын және олардың өзінен кіші жас замандасы Декарттың қабылдауын айқын сынап бағалайды. Оның сын-пікірлерінің ерекше және қайталанатын нысаны – «табиғат вакуумды жек көреді» принципінің, жай ғана тәжірибелік мәселеден физиканың жоғары принципіне қалай ауысқаны, оны сору сияқты құбылыстарды түсіндіру үшін пайдалануға болатындығы, бірақ өзінің дұрыстығы сұрақсыз қабылданғаны. Өз көзқарасын баяндағанда, фон Герике Лессиус сияқты бұрынғы философтардың ықпалын мойындаса да (бірақ Гассендиді емес), осы тақырыптағы ойлауының түпнұсқа және жаңа екенін нақты көрсетеді. Блез Паскальдың 1647 жылы жарияланған «Вакуумға қатысты жаңа тәжірибелер» еңбегінен фон Герике хабардар болғанына ешқандай дәлел жоқ. Experimenta Nova, III кітап, 34-тарауда, ол 1654 жылы Регенсбургтағы Валериан Магнус арқылы Торричеллидің сынап түтігінің тәжірибесі туралы алғаш рет қалай білгенін айтады. Паскальдың жұмысы 1644 жылы Марин Мерсен арқылы Парижге жеткен сынап түтігінің тәжірибесі туралы хабарларға негізделген. «Табиғат вакуумды жек көреді» принципінің сол кездегі бекітілмеген статусы туралы Паскальдің пікірін «Вакуумға қатысты жаңа тәжірибелер» еңбегінің қорытындысынан алуға болады, онда ол былай деп жазады: «Төменде көрсетілген максималарды шындық деп санаймын: (а) барлық денелер бір-бірінен бөлінуге және олардың арасында вакуум пайда болуына қарсылық танытады – яғни табиғат бос кеңістікті жек көреді». Паскаль сондай-ақ, бос кеңістікке деген осы жек көрушілік шектеулі күш екенін және осылайша вакуум жасау мүмкін екенін мәлімдейді. Оның моделі поршень мен екі жақты клапандары бар ауа тапаншасының цилиндрінен тұрады, ол кез келген ыдысқа қосылып, ауаны шығарып, вакуумның қасиеттерін зерттеу үшін қолданылды. Гюрике ауа қысымының күшін таңғажайып тәжірибелермен көрсетті. 1657 жылы ол диаметрі 20 дюйм болатын екі жарты шар жасап, олардан ауаны сорғылап, вакуумдық тығыздағышпен бекітті. Сыртқы ауа қысымы екі бөлікті соншалықты тығыз ұстады, шардың әр жағына сегізден ат байлап, екі бөлікті ажырату мүмкін болмады. Оларды ажырату үшін 4000 фунттан астам күш қажет болды. Осы шарлардың ішіндегі ауаны сорғылап, ішкі қысымды атмосфераның шамамен 1/25-іне дейін төмендетуге болатыны естілді. Фон Герике сонымен қатар электрлік (магниттік) тартылыс жұмыс істеу үшін ортаға қажет емес екенін зығыр арқылы электрлік берілісті пайдалана отырып, тәжірибе арқылы көрсетті.
Электростатикалық зерттеулер
Фон Герике денелердің тікелей шекарасынан тысқары әсер ету қабілетін «денелік және денелік емес күштер» тұрғысынан қарастырды. «Денелік күштердің» мысалдары – денелерден шығатын түтін, иіс, газдар және т.б. «Денелік емес күштердің» мысалы – Жердің «сақтау күші», оның арқасында атмосфера сақталады және жоғары лақтырылған заттар Жер бетіне қайта оралады. Жерде сондай-ақ, құлаған заттардың неге қайтадан көтерілетінін түсіндіретін «шығару күші» де болды. «Денелік емес күш» ұғымы «қашықтықтан әрекет ету» ұғымына ұқсас, бірақ бұл алғашқы ұғым толығымен сапалық сипатта болды және «әрекет пен реакция» принципінің негізгі белгілері жоқ. Фон Герике өзінің электростатикалық жұмыстарын «Эксперимента Нова» кітабының IV бөлімінің 15-тарауында баяндаған. 1661 жылдың қараша айында Фр. Шоттке жазған хатында, «Technica Curiosa» еңбегінде қайта жарияланған, ол сол кездегі IV бөлімнің «космостық күштерге» (virtutes mundanae) арналғанын атап өтті. «Эксперимента Нова» кітабының алғы сөзіндегі жұмыстың негізінен 1663 жылдың наурызына дейін аяқталғаны туралы мәлімдемеге сүйене отырып, фон Герике 1663 жылға дейін үйкеліс арқылы электр машинасының алғашқы нұсқасын ойлап тапқанына сенімділікпен айтуға болады. Оның электростатикалық генераторы темір таяққа бекітілген күкірт шардан жасалған. Шарды құрғақ қолмен үйкелеу арқылы фон Герике оның бетінде зарядтың тепе-теңдігін бұза алды, бұл оған басқа заттарды тартуға және кері итеруге мүмкіндік берді. IV кітабының 6-тарауында фон Герике былай деп жазады: «Жерде тартымдылық күші болса, онда ол қауіпті немесе жағымсыз нәрселерді кері итеруге қабілетті күшке де ие болады деп санау орынды. Мұны 15-тарауда сипатталған күкірт шардың мысалында көруге болады. Бұл шарды сылағанда немесе үйкегенде ол барлық жеңіл заттарды өзіне тартады, сонымен қатар кейде оларды қайтадан тартатын болады. Кейде тіпті оларды қайтадан тартпайды». Фон Герике 1600 жылы жарық көрген Гилберттің «Магнит және магниттік денелер туралы» және «Жердің үлкен магниті» (De Magnete) кітабын, сондай-ақ иезуит Николо Кабеоның 1629 жылғы «Философия Магнетикасы» туралы білген. Ол соңғысының электростатикалық керілуін болжағанын ашық мойындамайды, бірақ сол беттен үзінді келтіре отырып, электрлік тартылыстың табиғаты туралы талқылау кезінде Кабеоның былай деп жазғанын білмеуі мүмкін емес (Философия Магнетика, 192 б.): «Егер біз кішкентай денелердің (corpuscula) зәулімнен жоғары көтерілгенін және қозғалмайтын зәулімге қайта түскенін көрсек, мұндай ерсілі-қарсылы мінез-құлықтың (talem matum – бірақ егер «matum» «motum» үшін қателік болса, онда аударма жай ғана «ондай қозғалыс») тартымды дененің ауырлығынан туындағанын айтуға болмайды». «Эксперимента Нова» кітабының IV бөлімінің 8-тарауында фон Герике өзінің «денелік емес күш» көзқарастары мен Кабеоның Аристотельдік тұжырымдары арасындағы айырмашылықты көрсетуге көп еңбек жұмсады. Ол былай деп жазады: «Магнетизм туралы жазған авторлар оны әрқашан электрлік тартылыспен шатастырады, бірақ үлкен айырмашылық бар. Атап айтқанда, Гилберт өзінің «De Magnete» кітабында электрлік тартылыстың ылғалдың ағылуынан туындайтынын, ылғал ылғалды іздейтінін және осы тартылыстың себебі екенін айтады. Сонымен қатар, «Philosophia Magnetica» кітабының 2-бөлімінің 21-тарауында Кабео Гилбертті сынға алады, бірақ бұл тартымдылық ағынның әсерінен туындайтынын мойындайды. Ылғалдың ешқандай рөлі жоқ, бірақ тартымдылық ауаның бұзылуымен ағынның әсерінен ғана пайда болады. Алғашқы серпілістен кейін ауа кішкентай бөлшектерді алып, зәулімге қайта оралады. Ол (Кабео) былай деп қорытындылайды: «Менің ойымша, зәулімнен немесе кез келген басқа электрлік тартымды дененің өте сирек ағыны шығады, ол ауаны таратып, жұмсартады, оны қатты қозғайды. Содан кейін қозғалған және жұмсалған ауа зәулімге қайта оралады, өз жолында кез келген шаң немесе кішкентай денелерді алып кетеді». Бірақ біз, алдыңғы тарауда күкірт шарларының тартылысын электрлік сипаттағы және сақтау күші арқылы жұмыс істейтін деп санаймыз, ауа тартылуды тудыруда рөл атқаратынын мойындай алмаймыз. Тәжірибе көрсеткендей, күкірт шары (бір рет үйкегенде) бір шынтақ немесе одан да көп қашықтықта күшін көрсетеді және сол қашықтықта тарта алады». Олар сол кезде өздері көріп жүрген «сырлы» тартылу мен кері итерудің электр өткізгіштік екенін білмеді. 15-тарау «Жоғарыда аталған күш-қуаттарды күкірт шарларын үйкеу арқылы тудыруға болатын тәжірибе туралы» деп аталады. Осы тараудың 3-бөлімінде ол құрғақ қолмен үйкелген күкірт шарларынан жеңіл денелердің кері итеріліп, басқа денеге тигенше қайтадан тартылмайтынын сипаттайды. Олденбургтың «Эксперимента Нова» еңбегіне жасаған шолуында (1672 жылдың қарашасы) «Proceedings of the Royal Society» журналында күдікпен былай деп жазады: «Бұл шарға қанша сенуге болады, біздің жердегі білікті адамдардың сынақтары мен ойлары кейіннен бізге хабар бере алады». Шындығында, Роберт Бойль 1672 жылдың қарашасы мен 1673 жылдың ақпанында Корольдік қоғам үшін фон Герикенің тәжірибелерін қайталады.