Форум » Новые темы » О, сколько нам открытий чудных... » Ответить
О, сколько нам открытий чудных...
Таша: Как хорошо! вот сладкий плод ученья! Как с облаков ты можешь обозреть Все царство вдруг: границы, грады, реки. Учись, мой сын: наука сокращает Нам опыты быстротекущей жизни… т.е. продлевает нашу жизнь, замещая ее собственный опыт...
Ответов - 39, стр:
1 2 All
Зизи: Поскольку появление этой ветки связано с днем рождения Авогадро, то мне припомнилось, что есть еще такое выражение, как "число Авогадро". Будучи абсолютным профаном в физике, я, конечно, не помню, что это такое. Получилось прямо , как в фильме "Джентельмены удачи" : "Тут помню, тут не помню" Поэтому предлагаю всеобщему вниманию очень умную ссылку: click here
Таша: Потрясающая ссылка! давно я не читала подобных текстов, в котором что ни слово, то "глокая куздра кудлачит кудренка"!!! Если серьезнее, то я думала, что речь о химии, раз всплыла формула воды, а тут - и о физике. Повезло, однако, сыну уважаемого AlTuzh: все ему по полочкам разъяснят. А вот мой сын говорил мне в 11 классе, что химию от физику отличает по табличке на дверях класса.
AlexeyTuzh: Сколько же нужно выпить непьющему человеку, чтобы понять, что же написано про число Авогадро в Википедии? Кто же так пишет по-русски... 1) Закон Авогадро: при одинаковой температуре и при одинаковом давлении в одном и том же объёме находится одинаковое количество молекул любого газа! Тоесть - маленькие молекулы водорода бегают свободно в том же пространстве, в котором в тесноте бегают неповоротливые огромные молекулы (например, водяного пара). Причём всегда одно и тоже количество молекул! 2) Число Авогадро: так как химики хотели всё определять с той же точностью, что и физики, а взвесить массу отдельной молекулы газа практически невозможно до сих пор - благодаря закону Авогадро они нашли выход. Фактически в бытовых условиях легко получить углерод-12 (изотоп). Поэтому учёные решили определять массу любого газообразного вещества (массу молекул любого газа) - относительно массы углерода-12, а количество молекул - приравняли к количеству молекул в 12 граммах углерода-12 (само собой при той же температуре, давлении и в том же объёме). Количество молекул углерода-12 в 12 граммах - и есть число Авогадро! Это постоянная! Все вещества в итоге измеряются в молях (в одном моле любого газа - число молекул этого газа равное числу Авогадро). Никто их конечно вручную не считает - берут два объёма (при одинаковой температуре и давлении): нужный газ и углерод-12 и взвешивают! Относительная атомная масса нужного газа измеряется в относительных единицах (относительно того самого углерода-12!). Удава меряют в попугаях!
Таша: Браво! Кое-что прояснилось. Про моли что-то помню со школьной скамьи, но вот вопрос о том, что молекулы никто не считал, настораживает. На веру, что ли приняли этот закон???? Сегодня читала в 1 томе "Современника" статью князя П. Б. Козловского «Разбор Парижского математического ежегодника». Зачиталась! "Вот, как надобно писать.. и объяснять"!!!
AlexeyTuzh: но вот вопрос о том, что молекулы никто не считал, настораживает. На веру, что ли приняли этот закон? Нет! Постоянная Авогадро получается из массы углерода-12 и точно подсчитанного объёма! В том-то и дело, что количество молекул газа можно посчитать исходя из того, что газ получили из 12 грамм углерода! Их "взвесили" - очень точно! Закон Авогадро позволил точно считать то, что "штуками" точно посчитать нельзя! В этом-то и гениальность итальянского учёного! Простите за повторы слов! Я приведу наглядный пример: из 12 грамм углерода в замкнутом пространстве при одинаковой температуре и давлении получают газообразный углерод и надувают его в воздушный шарик. Также поступают с водой, которая тоже была твёрдой (лёд), а становится газообразной (водяной пар). Она тоже надувается в такой же воздушный шарик! Причём строго того же объёма. После этого воздушный шарик с водяным паром взвешивается. Так как по закону Авогадро количество молекул водяного пара в шарике равно количеству молекул углерода-12 в шарике с ним - масса водяного пара - пропорциональна массе углерода-12, а масса одной молекулы воды точно может быть подсчитана в а.е.м. (атомных единицах массы), тоесть относительно массы одной молекулы углерода-12. Вот так, благодаря "относительности" к углероду-12 можно посчитать точно массу любого вещества в газообразном состоянии. Вся жизнь состоит из углерода (и азота, по справедливости)! И измеряют её химики тоже в единицах, пропорциональных массе одного атома этого вещества. А вот в граммах "взвесить" один атом углерода-12 пока учёным с достаточной точностью не удаётся! Поэтому эталон килограмма пока хранится всё там же - под Парижем... Усох уже наверное... В магазинах начали продавать стандартные упаковки молока, на которых написано не 1 литр или 1 килограмм, а 950 граммов! Наверное из-за усыхания эталона!
Таша: Какие молодцы ученые! Все могут разъяснить! Вот, у кого политикам бы поучиться! А по поводу усыхания эталона, это Вы верно заметили, уважаемый AlexeyTuzh, "усушка" и "утруска" коснулась в наше тяжелое время всего - даже круп и хлеба, которые также фасуют и изготавливают исключительно по 900 или 990 г Спасибо Вам за ликбез. После такой школы не страшно и в химики идти Признаюсь, когда-то я имела свою пятерку по курсу школьной химии: вызубрила всё и формулу целлюлозы писала на выпускном экзамене на двух досках. Но на биофак идти не решилась, и именно из-за химии. А так мечталось!!!
Кот: Спасибо, уважаемый AlexeyTuzh! Закон Авогадро изложен великолепно просто. Что касается числа Авогадро, то эта часть химии (с молями, относительными весами и т.п.) как-то мне казалось уже в школе искусственной и условной. Я понимал и понимаю, что химики, пользуясь этим, замечательно описывают разные явления, но хочется чего-то безусловного, столь же ясного и естественного, как Ваше представление закона Авогадро. Хочется верить, что какому-нибудь новому Авогадро удастся это сделать.
AlexeyTuzh: Таша спрашивала: Как интересно! А что означает формулировка "он изобрел формулу воды"? Действительно, изобрёл или все-таки вывел? Если Вы, уважаемый AlexeyTuzh, что-то в этом понимаете, то не могли бы Вы объяснить нам это так же популярно, как и сыну? Для такого замечательного ликбеза можно и веточку особую создать в НОВЫХ ТЕМАХ с названием, например, "О, сколько нам открытий чудных...". Поздно заметил этот вопрос. Действительно, суть открытия Авогадро связана с водой! Как и вопрос о "пелене" на глазах химиков в первый день работы их всемирного конгресса в Карлсруэ. История такова: В 1808 году французский ученый Гей-Люссак, изучая реакции между газами, установил, что объёмы вступающих в реакцию газов и газообразных продуктов реакции относятся как небольшие целые числа (конечно, при этом все объёмы должны быть измерены при одинаковых давлениях и температурах). Например, в реакции образования водяного пара объёмы водорода, кислорода и получающихся паров воды относятся как 2:1:2 (из двух объёмов водорода и одного объёма кислорода получается два объёма водяного пара (воды)). Это и стало неразрешимым противоречием! Никто из физиков и химиков не мог понять - куда "девается" объём! Получалось, что молекулы воды (а тогда даже не все химики делили вещества на атомы и молекулы! Говорили просто - частицы) странным образом упаковываются более плотно, чем исходные молекулы водорода и кислорода (до Авогадро считалось, что это не молекулы, а атомы водорода и кислорода). Объём кислорода как бы "растворяется" в двух объёмах водорода, образуя воду. И так происходило практически с каждым газом! После химической реакции часть объёма куда-то улетучивалась! Но были и "правильные" газы! Например, из одного объёма водорода и одного объёма хлора получалось два объёма хлористого водорода! Это и стало "неразрешимым противоречием химии". (Вечером продолжу...)
Таша: Ну вот: на самом интересном месте...
Кот: Уважаемый AlexeyTuzh! У Вас - несомненный дар педагога и популяризатора (в самом прямом и наилучшем смысле этого слова). За это как раз Пушкин ценил князя П.Б. Козловского. Тоже жду продолжения рассказа.
Таша: Уважаемый Кот пишет: За это как раз Пушкин ценил князя П.Б. Козловского. И у меня возникли эта же ассоциация, в особенности, когда я на днях читала в "Современнике" статьи Козловского, о чем я писала на этой ветке несколько дней назад.
AlexeyTuzh: (продолжаю) В 1811 году Авогадро публикует на итальянском языке статью в журнале под названием "Очерк метода определения относительных масс элементарных молекул тел и пропорций, согласно которым они входят в соединения". В этой работе он выдвигает три гипотезы методом индукции и... редчайший случай в истории науки - все три гипотезы оказываются верными, а одна из них - ещё и открытым законом природы! 1) газы могут представлять собой не отдельные атомы, а молекулы, например, водород и кислород - не атомарные, а молекулы, каждая из которых состоит из двух атомов (водорода и кислорода соответственно). Авогадро хотел перебрать все натуральные числа, но этого не потребовалось! Уже двойка дала полное совпадение с полученными им опытным путём результатами! 2) "...число... молекул всегда одно и то же в одинаковых объёмах любых газов" (само собой, что объёмы измерены при одинаковых давлениях и температурах). Это и есть закон Авогадро, закон окружающей нас природы. 3) в ходе химической реакции молекулы газа могут распадаться и соединяться с другими веществами в другие молекулы. Например, формулы реакции образования воды (водяного пара) Авогадро записал так: (Когда Зизи говорила о том, что Авогадро "изобретатель" формулы воды - она была неправа! Изобретателем формулы является Гей-Люссак! А вот человеком, открывшим формулу реакции водорода с кислородом с получением в итоге воды - действительно является Амедео Авогадро, как впрочем и всех последующих точных формул химических реакций!). Гипотезы позволили получить возможность точного определения: атомных масс (относительных), состава молекул и характера происходящих химических реакций. Удивительным образом всё разъяснилось: два объёма молекул водорода вступали в реакцию с одним объёмом молекул кислорода (тоже двухатомных, как и водород) и в итоге получалось два объёма водяного пара! Один объём молекул водорода вступал в реакцию с одним объёмом молекул хлора (тоже двухатомных) и получалось два объёма молекул, состоящих из одного атома водорода и одного атома хлора! Когда знаешь ответ - всё просто! Как всегда в жизни! Но для меня всегда было поразительно то, что все три гипотезы - абсолютно самостоятельны! Нужно было догадаться сделать сразу три предположения, чтобы они вместе сложились в стройную непротиворечивую гипотезу. Я интересовался историей науки - подобного "сочетания" я больше не знаю! Чаще всего научный вывод - это дедукция, в лучшем случае одна индуктивная гипотеза, но чтобы сразу три и все верные - поверьте, это действительно исключительный случай!
AlexeyTuzh: В 1814 году появляется вторая статья Авогадро: "Очерк об относительных массах молекул простых тел, или предполагаемых плотностях их газа, и о конституции некоторых из их соединений". В ней он чётко сформулировал проверенный им на опытах закон: "...равные объёмы газообразных веществ при одинаковых давлениях и температурах отвечают равному числу молекул, так что плотности различных газов представляют собою меру масс молекул соответствующих газов". И что же было дальше? Правильно - никто из читающих по-итальянски этими выводами не заинтересовался! Гипотезы Авогадро благополучно забыли! Как тоже бывает неоднократно в истории - нужно было родиться и вырасти Мендельсону, чтобы человечество "вспомнило" о Вивальди и Бахе! Дальше была драматическая история! Во Франции Ампер заново "открыл" закон Авогадро, но только в письме к химику Бертолле. Развивать эту догадку в отдельной работе он не стал! На самом деле Ампера немного жалко - трижды в жизни он будет открывать самостоятельно законы, научный приоритет по которым в итоге окажется за другими учёными! Сам Ампер считал, что самое главное своё открытие он сделал в 42 года, когда пожилой друг ради шутки одел ему на нос очки, и вдруг оказалось, что мир вокруг стал наконец-то удивительно чётким и ясным - до этого Ампер считал, что изображение и должно быть несколько расплывчатым! Всё-таки учёные удивительные люди! А дальше - вновь пересечение с Уважаемым Котом! Он ездил в Прямухино, в имение Бакунина, а я тут вспоминал об Авогадро: нам нужно перенестись в 1848 год, когда молодые Карл Маркс и Фридрих Энгельс в Лондоне напечатали брошюрку "Манифест Коммунистической партии", Михаил Бакунин и Рихард Вагнер с товарищами поднимают немцев на баррикады в Дрездене, а молодой итальянский химик Станислао Канниццаро поднимает народ на восстание на Сицилии! Конечно же, опасаясь ареста после подавления революции 1848-1949 годов - он вынужден эмигрировать в Европу! Только в 1851 году он вернулся в Италию и, читая работы Ампера (!) "вспомнил", что где-то уже читал об этом законе по-итальянски! Он раскопал работы Авогадро и решил опубликовать его выводы! Именно в этот момент он получил приглашение на Первый конгресс химиков в Карлсруэ! В первый день выступали именитые учёные-химики и сообщали о противоречиях, полученных в ходе проведения химических опытов! Они ссылались на то, что химии как науке необходим свой Галилей, который бы дал стройную непротиворечивую теорию... Выступление Канниццаро было утром на второй день. Все позавтракали и приготовились к новым жалобам на жизнь... и тут на сцену к кафедре поднялся итальянский учёный и рассказал об итальянском чиновнике из Турина, который давно уже умер, но почти 50 лет назад уже объяснил все противоречия, которые так волнуют химическое сообщество! Правда сделал это по-итальянски... Предоставлю слово молодому русскому учёному, который несмотря на свою молодость был приглашён на Первый конгресс химиков в Карлсруэ: "Решающим моментом в развитии моей мысли о периодическом законе я считаю 1860 год – съезд химиков в Карлсруэ, в котором я участвовал, и на этом съезде – идеи, высказанные итальянским химиком Канниццаро". Это был Дмитрий Иванович Менделеев (который, кстати, так никогда и не стал российским академиком - сейчас забывают об этом "достижении" царя Николая II)! Таже судьба была у Максима Горького, в знак протеста Антон Павлович Чехов вышел из её состава (вместе с Короленко)!
Кот: Уважаемый AlexeyTuzh! Во-первых, спасибо огромное за замечательный рассказ! Во-вторых, первую и третью гипотезы я воспринимаю как все-таки до некотоой степени связанные. Одна из них вполне могла вызвать другую, когда Авогадро сформулировал какую-то из них. А вот вторая гипотеза - собственно закон Авогадро - действительно абсолютно независимая. В любом случае это был выдающийся творческий акт, буквально - прозрение. А модератору Вы тоже что-то про Авогадро написали?
AlexeyTuzh: Уважаемый Кот! Спасибо за похвалу, но она явно незаслуженная, будем считать её авансом... Оговорку я уже поправил, тоже заметил, когда перечитывал. Первая и третья гипотезы могут быть связаны (через объёмы), но в случае с хлороводором наглядно видно, что только представления об молекулах, состоящих из двух атомов недостаточно для полной гипотезы. Авогадро открыл не только сочетание атомов в молекулы, но и их разделение путём образования новых молекул, но другого состава! Всё-таки интуитивно человек помнит из детства кубики и пирамидки, а то, что они могут складываться в самые разные комбинации - самостоятельное открытие!
Natalie: Дух захватывает от таких открытий! Модератору все же пришлось вмешаться и снять "вредную" галочку, по-видимому, случайно попавшую под руку уважаемого AlexeyTuzh
Кот: Конечно, первая и третья гипотезы вполне самостоятельны. Просто я хотел сказать, что одна из них могла подтолкнуть к другой.
AlexeyTuzh: А Вы знаете - это тоже удивительная вещь, над которой я задумывался, когда читал об Авогадро: когда появляется одна гипотеза - из неё действительно можно построить другую. Но в случае Авогадро я пытался понять, что же было для него "первичным": сочетание из двух молекул водорода и кислорода в две молекулы воды или же "разделение" двух молекул хлороводорода на молекулы водорода и хлора! Так хочется проникнуть в ход мыслей великого учёного! Я так и не смог определить, что было первично, а что вторично! Когда две рабочие гипотезы - легко, когда три сразу - практически невозможно! Для меня два итальянца - Галилей и Авогадро - непререкаемые гении, определившие путь движения науки (физики и химии) на многие многие годы вперёд! Два бездетных отца, расстелившие ковровые дорожки для всех своих потомков...
Таша: Вы пишите, уважаемый AlexeyTuzh: Два бездетных отца, расстелившие ковровые дорожки для всех своих потомков... Знаете, я полагаю, что они были бы бесконечно счастливы, если бы могли представить длину этой дорожки
AlexeyTuzh: Я думаю, что да! А как им было бы интересно оказаться в сегодняшней лаборатории! Перефразируя классика - все мы стоим на плечах гигантов! В Москве наконец-то планетарий открылся, но мы его ещё не "обновили"...
Кот: Я тоже очень рад, что планетарий, наконец, открылся. Думаю как-нибудь туда выбраться, хотя вести туда мне сейчас некого. Но я сам с удовольствием схожу. Когда-то я там даже занимался в астрономическом кружке. Правда, не долго. Но был там много раз.
Зизи: AlexeyTuzh пишет: Когда Зизи говорила о том, что Авогадро "изобретатель" формулы воды - она была неправа Грешна! Ничего не понимаю в химии (да и в физике тоже). Просто хотелось не пропустить юбилей уважаемого человека! А тут подоспел юбилей и еще одного уважаемого ученого - Пьера Ферма! Боюсь и писать уже даже, что он там наизобретал, поэтому воспользуюсь чужими высказываниями: "Пьер Ферма - французский математик, один из создателей аналитической геометрии, математического анализа, теории вероятностей и теории чисел. По профессии юрист, с 1631 года — советник парламента в Тулузе. Блестящий полиглот. Наиболее известен формулировкой Великой теоремы Ферма" (Википедия).
AlexeyTuzh: В моих словах была ирония! К тому же любая женщина, которая умеет стирать и готовить - неминуемо разбирается в химии, так как почти каждый день проводит сложнейшие химические опыты! А попробуйте в эту лабораторию запустить мужчину!..
Зизи: Уважаемый AlexeyTuzh! Да и я была слегка иронична Хотя о том, что не разбираюсь в химии и физике (помимо кухни), говорила совершенно серьезно. Именно поэтому с таким вниманием читаю все сообщения на этой ветке! Спасибо!
Кот: Уважаемая Зизи! Ферма, действительно, много чего сделал для математики, но мировую известность ему принесло то, что он сформулировал так называемую "великую теорему Ферма", которую удалось доказать только через 350 лет, в 1994 г., причем доказательство заняло 130 журнальных страниц. Правда, сам Ферма утверждал, что он нашел доказательство своей теоремы, но никаких записей этого доказательства не сохранилось.
Саша 2: AlexeyTuzh пишет: А попробуйте в эту лабораторию запустить мужчину!.. А иной мужчина словно рыбка в воде в такой лаборатории. К сожалению, все чаще женщина сейчас тонет в ней. Где оно, домашнее- школьное домоводство? Когда папа-мама в доме не любят готовить, девочки привыкают к покупным салатикам в кюветках Увы и ах!
Зизи: Спасибо, уважаемый Кот! То, о чем Вы написали, очень интересно. Я не знала. Теперь поищу подробную информацию о теореме Ферма. Саша 2 пишет: девочки привыкают к покупным салатикам в кюветках Увы и ах! Милый Сашенька, это правда! Но времени, времени некоторым девочкам катастрофически не хватает! Жизнь такая стала скоростная
Таша: Как же я рада, что заговорили о теореме Ферма. Помню в детстве любимейший таинственнейший научно-популярный фильм (он был одновременно и немного игровым) о дьяволе (его дивно сыграл молодой Кайдановский!!!) и математике, который продал нечистому душу за доказательство теоремы Ферма! Я тогда мало, что поняла в сути теоремы, но фильм произвел неизгладимое впечатление: тогда я узнала, что оказывается и в наше время есть теории, ради которых ученый готов на ВСЕ!
Зизи: Дорогая Таша, спасибо, что напомнили об этом фильме. Он называется "Математик и черт" (1972). Снят по мотивам рассказа А. Порджеса Центрнаучфильмом. Нашла его в интернете и с удовольствием пересмотрела. Кайдановский - просто настоящий черт! Или бес? "Мне скучно, бес..."
Зизи: Фильм пересмотрела, как я уже писала, с большим интересом Получается, что в 1972 г. доказательство теоремы было еще на грани фантастики, но вот в 1995 г. похоже, ее доказал Эндрю Джон Уайлс (не без помощи многочисленных предшественников, как я понимаю).
бык: Зизи пишет: ее доказал Эндрю Джон Уайлс Насколько я знаю многие математики с этим не согласны.
Зизи: И как это понимать? Опять загадка истории?
AlexeyTuzh: Нет, мой старший брат математик, причём какой-то очень-очень умный - он даже ездил от нашей страны на форум Филдса (это аналог Нобелевской премии, так как из-за любовника жены (математика) Нобель не оставил им денег на премии). Просто в современной математике любой, кто доказывает сложную проблему - использует чужие частные доказательства. А в этом случае очень тяжело установить, в чём была сама гениальная догадка отдельного учёного. Например, китайцы оспаривали научный приоритет Перельмана на доказательство проблемы (гипотезы) Пуанкаре. К сожалению, все достижения в математике последних 25 лет - в основном коллективная работа.
Кот: В этом смысле любые открытия в любой науке коллективны, так как обязательно используют уже какие-то установленные ранее другими закономерности. По-моему, автор доказательства конкретной теоремы - тот, кто смог "замкнуть" цепочку, в результате, чего теорема и оказалась доказанной, а в этой цепочке может быть сколько угодно "чужих" звеньев.
AlexeyTuzh: В современных исследованиях эту точку определить очень трудно, так как работы "предшественников" тоже похожи на всеобъемлющие. Время всё расставит на свои места, но последнее время доходит аж до судебных разбирательств! Это ещё связано с вопросом финансирования институтов - многие часто сообщают заранее о победе, просто чтобы выбить очередной транш финансирования. К сожалению, экспертной организации не существуют, а отношения между авторитетными математиками очень конкурентные! Впрочем, так было всегда...
Кот: Согласен с Вами, уважаемый AlexeyTuzh. Только думаю, что финансовая составляющая в этой конкуренции сейчас все-таки значительно выше, чем раньше. Раньше все-таки больше претендовали на имя, первенство, то есть, выражаясь в современных понятиях, на интеллектуальные авторские права.
AlexeyTuzh: Да, к сожалению деньги сегодня в науке решают абсолютно всё! Многие открытия "не замечаются" или игнорируются именно потому, что сделаны институтами и сотрудниками, которые получают на порядок меньше денег, чем те, кто "должен был по всем расчётам" сделать то или иное "открытие". Кстати, в этом и был курьёз нашего Перельмана и именно это обсуждалось на форуме Филдса в Испании, а вовсе не отказ Перельмана от премии! Обсуждалось: как же так - такие деньги выделяются на профильные институты, гранты и льготы, а потом какой-то одиночка из зачуханной квартиры в Санкт-Петербурге берёт и доказывает гипотезу, на доказательство которой правительства и частные фонды выделяли ежегодно такие деньги! Вот, что волновало учёных, а вовсе не странности отдельно взятого Перельмана. И каждый институт наперебой пытался доказать, что лично Перельман ничего не сделал, а только воспользовался наработками других и "просто" свёл их все вместе... Мир изменился. Много лет назад Уотсон и Крик "открыли" структуру ДНК. Но когда их выдвинули на Нобелевскую премию по биологии - они потребовали, чтобы вместе с ними её получили и их конкуренты, чьими данными они пользовались при разработке своей гипотезы. К сожалению, Розалинда Франклин к этому моменту умерла, но её научный руководитель - Морис Уилкинс - получил премию вместе с авторами гипотезы. Такие отношения в среде учёных сейчас - редкость. Был очень хороший английский фильм об этих событиях. Я на всю жизнь запомнил женщину, которая презирала "этих выскочек", но когда она пришла и увидела их модель ДНК - она восхитилась и природой и теми, кому удалось раскрыть её тайну!
Зизи: Таша пишет: заговорили о теореме Ферма Вот только стоило о ней заговорить! Открываю вчера томик с рассказами Сергея Юрского, и первое название, которое бросается в глаза: "Теорема Ферма"!!))
Таша: Такая вот мистическая теорема...
полная версия страницы