Опытным путем : Эксперименты, изменившие мир

УДК 001-028.77+001(082.1)
ББК 72в6+72г
 
 К 20

Капанадзе А.Л.
Опытным путем : Эксперименты, изменившие мир / 
Алексей Капанадзе. – М. : Наука, 2019. – 319 с. – (Научно-попу- 
лярная литература). – ISBN 978-5-02-040157-0.

В книге рассказывается об основных вехах в развитии экспе- 
риментальных методов в самых разных областях наук о природе, человеке 
и обществе – физике, химии, астрономии, биологии, физиологии, медицине, 
археологии, социологии, психологии, экономике. Охвачен период с 
античных времен до наших дней. Читатель узнает о знаменитых и малоизвестных 
опытах, оказавших огромное влияние на формирование наших 
представлений о мире и о нас самих. Большое внимание автор уделяет 
не только истории приборов и технологий, но и истории идей. Затраги- 
ваются проблемы отличия классического эксперимента от наблюдения 
(когда опыт «ставит» сама природа), преемственности технических инноваций, 
влияния общественного климата на работу экспериментатора, роли 
случайности в этой работе. 
Для широкого круга читателей.

ISBN 978-5-02-040157-0  
©  Капанадзе А.Л., 2019
 
©  ФГУП Издательство «Наука», 
серия «Научно-популярная литература» (
разработка, оформ-
ление), 2019
 
©  ФГУП Издательство «Наука», 
 
 редакционно-издательское 
 
 оформление, 2019

Введение

Человека с древнейших времен интересовало, как устро-
ен окружающий мир и как устроен сам человек. Благодаря 
этому интересу как раз и сложилась практически вся наша 
современная жизнь. Все рукотворные объекты и материалы, 
все технологии, да и многие потребности возникли именно 
из-за того, что нам вечно не хватает того, что уже есть. Тяга 
к познанию неостановима. И процесс познания, как правило, 
идет эмпирическим путем – иными словами, посредством на-
блюдений и опытов. В дальнейшем мы будем относить к ка-
тегории экспериментов и то, и другое. Разумеется, есть обла-
сти, где опыты совершенно бесполезны: трудно представить 
себе, скажем, философский эксперимент (хотя этические экс-
перименты возможны, и мы о них еще поговорим). Но без 
экспериментов трудно обойтись в науке, особенно в есте-
ствознании (т.е. в науках о природе и о человеке).
В первобытные времена инструментарий эксперимен-
таторов сводился лишь к тому, что дала человеку природа, 
т.е. к органам чувств да рукам-ногам. Поэтому первые экс-
перименты стали, по сути, лишь удачными наблюдениями, 
из которых человек сумел сделать должные выводы. Мно-
го сотен тысяч лет назад наши предки приручили огонь, на-
учились термической обработке пищи, стали изготавливать 
одежду и каменные орудия, целенаправленно засевать поля. 
Все это позволило, пусть и далеко не сразу, перейти от циви-
лизации охотников и собирателей к сельскохозяйственному 
обществу. Человек стал меньше зависеть от капризов при-
роды, а значит, у него освободилось время на размышления 

и опыты. Да и самих людей становилось все больше – бла-
годаря тому, что теперь они уже в меньшей степени подвер-
гались воздействию стихий, опасных хищников, болезней.
В античную эпоху самым подходящим местом для мыс-
лителей, изобретателей и экспериментаторов оказалось Сре-
диземноморье с его мягким климатом и исторической бли-
зостью к центрам распространения цивилизации – Африке 
и Ближнему Востоку. Древнегреческие философы занима-
лись не только созерцанием и выстраиванием хитроумных 
парадоксов. Пифагор, Архимед, Парменид, Сократ, Пла-
тон, Аристотель заложили основы нового отношения к по-
знанию. Ученые поняли, что для подтверждения гипотез им 
требуются факты. Как добыть факты? Путем наблюдений 
и опытов. Так зарождалась астрономия, физика, алхимия, 
медицина.
В Средние века подъем религиозного мракобесия привел 
к некоторому отходу от достижений античности, но и в эту 
пору находились смельчаки, готовые отважно исследовать 
природу мира и человека, не считаясь с церковными догмата-
ми и карающей десницей инквизиции. Уже на излете Средне-
вековья Коперник, Джордано Бруно, Галилей сумели вернуть 
человечество к античным открытиям, напомнив, что Земля 
вовсе не является центром Вселенной. Эта идея стала одним 
из принципиальных оснований эпохи Возрождения – возвра-
щения к античным идеалам и научным методам, обогащенно-
го свежими подходами. Леонардо да Винчи воплощает собой 
возрожденческий тип ученого-универсала, с одинаковой сме-
лостью берущегося и за анатомию, и за физику (не говоря уж 
о его достижениях в области изящных искусств).
Новое время принесло с собой новые инструменты для 
опытов (от микроскопа Гука до призм Ньютона). Наступи-
ла эпоха пара, ей на смену пришла эпоха электричества – 
в которой мы, по сути, живем до сих пор. (Попутно чело-
век ухитрился подчинить себе не только энергию воды, угля 
и нефти, но и энергию атома.) За последние два-три века че-
ловечество невиданно расширило свои возможности. Если 
первобытные люди могли только смотреть на звезды, гадая, 
почему они такого цвета и почему некоторые из них падают, 
то в наше время мы можем не только определять их состав 

на огромном расстоянии (в частности, благодаря спектро-
скопическим методам), но иногда и отправлять рукотворные 
механизмы поближе к интересующим нас небесным объек-
там. То же самое касается и микромира. Невооруженному 
глазу пришел на помощь не только оптический, но и элек-
тронный микроскоп, а теперь еще и всевозможные ускори-
тели частиц, которые выводят наше понимание устройства 
мира на совершенно невиданный уровень.
Астрофизические наблюдения и физические экспери-
менты помогают лучше разобраться в том, как устроен мир. 
Биологические и медицинские опыты – в том, как устрое-
ны мы сами. С недавних пор стали всерьез проводиться со-
циальные, психологические, экономические эксперименты, 
призванные доказать то, что раньше относилось лишь к об-
ласти домыслов и догадок. Эксперименты охватили собой 
почти все сферы деятельности человека.
Мы выбрали несколько десятков самых впечатляющих, 
самых значимых, самых важных опытов и наблюдений, ока-
завших влияние на развитие науки и наших представлений 
о самих себе и окружающем нас мире. Будет уделено внима-
ние и современным методам анализа, позволяющим точно, 
быстро и надежно проводить самые разные эксперименты. 
Мы определяем эксперимент как сознательный и целена-
правленный опыт, призванный проверить ту или иную ги-
потезу. Обычно экспериментатор имеет возможность кон-
тролировать ход опыта, но так бывает далеко не всегда. 
А иногда от экспериментатора не требуется почти никаких 
активных действий. В таких случаях речь идет скорее о на-
блюдениях, но и они часто служат эмпирическим подтверж-
дением или опровержением теорий, поэтому мы поговорим 
и о таких пассивных экспериментах, которые «ставит» за 
нас природа. Не забудем и о мысленных экспериментах, по-
зволяющих существенно раздвинуть границы скромных че-
ловеческих возможностей. Объектом эксперимента служит 
все – как неживые предметы, так и живые существа, не ис-
ключая и самого экспериментатора, нередко готового пойти 
на риск для установления истины. При этом мы упомянем 
и о кое-каких неудачных экспериментах, которые тем не ме-
нее оказали сильное влияние на человечество.

Разумеется, это неполная и субъективная подборка, но 
и она дает возможность лишний раз восхититься изобрета-
тельностью, предприимчивостью, интеллектуальной смело-
стью наших с вами предков и современников. И этот путь 
далеко не закончен. Еще античные мудрецы понимали: чем 
больше мы знаем, тем более широкие горизонты непознан-
ного перед нами открываются. Познанию нет предела. Но-
вые эксперименты придумываются каждый день. Поэтому 
мы поговорим и о будущем – о тех опытах, которые навер-
няка попадут в выпуски новостей если не завтра, то в самое 
ближайшее время.

Приручение электричества

Фалес Милетский (ок. 624 – ок. 546 до н.э.), Уильям Гильберт 
(1544–1603), Отто фон Герике (1602–1686), Питер ван Мушенбрук 
(1692–1761), Бенджамин Франклин (1706–1790), Джозеф Прист-
ли (1733–1804), Луиджи Гальвани (1737–1798), Алессандро Воль-
та (1745–1827), Ханс Эрстед (1777–1851), Павел Львович Шил-
линг (1786–1837), Майкл Фарадей (1791–1867), Мориц Герман Якоби 
(1801–1874), Уоррен де ла Рю (1815–1889), Джеймс Максвелл (1831–
1879), Александр Николаевич Лодыгин (1847–1923), Томас Эдисон 
(1847–1931), Пьер Кюри (1859–1906)

Еще в VIII в. до н.э. древне-
греческий философ, матема-
тик и астроном Фалес Ми-
летский обратил внимание, 
что если потереть янтарь 
о шерсть, то он приобрета-
ет способность притягивать 
к себе легкие предметы. Как 
раз от греческого названия 
янтаря (электрон) и произо-
шел термин электричество. 
Но этот термин появился го-
раздо позже: его ввел в на-
учный обиход английский 
физик и медик Уильям Гиль-
берт. В книге «De magnete, 
magneticisque corporibus, et de 

VIII в. до н.э. – XX в.

Фалес Милетский 
(640/624–548/545 до н.э.)

magno magnete tellure» («О магните, магнитных телах 
и большом магните – Земле», 1600 г.) он описывал свои опы-
ты по выявлению магнитных и электрических свойств тел. 
Гильберт сконструировал версориум – первый электроскоп, 
представлявший собой простую металлическую иглу, кото-
рая могла свободно вращаться на своей оси (но, в отличие от 
компасной, не была намагничена). Опытным путем он уста-
новил, что игла приходит в движение, если к ней поднести 
натертую шерстью янтарную палочку. Он одним из первых 
подчеркнул разницу между электричеством и магнетизмом: 
натертый янтарь притягивает бумагу, листья и даже воду, 
тогда как магнитные явления затрагивают лишь «железные 
и железоподобные тела».
В 1663 году немецкий физик, инженер и философ (а за-
одно магдебургский бургомистр) Отто фон Герике (уже про-
славившийся благодаря своему опыту с «магдебургскими 
полушариями») соорудил первую электростатическую ма-
шину – большой шар из серы, который насаживали на ось, 
приводили во вращение, а затем электризовали простым 
натиранием сухой рукой. Фон Герике заметил, что притя-
гиваемые шаром тела, едва коснувшись его, отталкивают-
ся – и что, к примеру, пушинка, подобным образом сопри-
коснувшаяся с шаром, затем притягивается другими телами, 
явно приобретя некое «электрическое состояние». Он пока-
зал, что «электрическое состояние передается по льняной 
нити» (создав, по сути, первый провод), и заметил, что на- 
электризованный шар светится в темноте.
Может быть, произведенное таким путем электричество 
удастся накапливать? В 1745 году голландский физик Пи-
тер ван Мушенбрук, работавший в Лейдене, соорудил пер-
вый конденсатор – лейденскую банку. Это стеклянный сосуд, 
снаружи и изнутри оклеенный листовым оловом. Внутрь на-
ливается вода. Банка закрывается деревянной крышкой, в ко-
торую воткнут металлический стержень. В первоначальном 
варианте конструкции внешнюю металлическую обкладку 
не использовали: Кюнеус, ассистент ван Мушенбрука, при 
зарядке банки просто обхватил ее ладонями – в результате 
чего стал, вероятно, первым человеком в истории, испытав-
шим на себе действие рукотворного электрического разряда, 

собранного в конденсаторе. Ван Мушенбрук сравнил это яв-
ление с ударом ската, опытным путем показав, что «электри-
ческие рыбы» действительно существуют.
Правда, голландец поверил в электрическую приро-
ду молнии лишь после опытов Бенджамина Франклина, ко-
торый в 1750 году опубликовал статью, где предлагал про-
вести соответствующий эксперимент, запустив во время 
грозы воздушный змей, снабженный проводящей нитью. 
10 мая 1752 года такой опыт проделал французский естество- 
испытатель Томас-Франсуа Далибар, а 15 июня в Филадель-
фии (не зная об изысканиях француза) эксперимент поставил 
и сам Франклин. Судя по всему, он не стал дожидаться, 
пока молния ударит в змей, а отправил его в грозовое облако 
и дистанционно убедился, что устройство собирает электрический 
разряд. Франклин подчеркивал, что экспериментатор 
ни в коем случае не должен касаться нити змея голой рукой: 
при подобных исследованиях необходимо использовать заземление. 
Его советам вняли не все тогдашние исследователи 
атмосферного электричества. 6 августа 1753 года (по новому 
стилю) российский физик Георг Рихман погиб во время сухой 
грозы от удара шаровой молнии: его примитивный электроскоп («
громовая машина») не был заземлен. В России на 
некоторое время даже запретили исследование электричества 
(довольно типичная история для наших краев).
Но поступь науки не остановить. Луиджи Гальвани, 
итальянский врач, анатом, физиолог и физик, в трактате 
«О силах электричества при мышечном движении» (1791) 
описал сокращение мышц мертвой лягушки под действием «
различных форм электричества» и пришел к выводу 
о существовании доселе неизвестной его формы – животного 
электричества. Как известно, впоследствии эта 
гипотеза не подтвердилась, однако благодаря идеям и наблюдениям 
Гальвани его соотечественник и коллега Алессандро 
Вольта в 1800 году сконструировал первый химический 
источник тока, позже названный вольтовым столбом. 
Он опустил в банку с серной кислотой цинковую и медную 
пластинки, соединив их латунной проволокой (латунь как 
раз и представляет собой сплав меди с цинком или оловом). 
Ученый увидел, что цинковая пластина при этом начинает 

растворяться, а из медной выделяются пузырьки газа. Он 
предположил, а затем и доказал, что по проволоке протекает 
электрический ток. Усовершенствовав свое устройство, 
он сконструировал первый гальванический элемент – столб 
из чередующихся цинковых и серебряных кружочков, разделенных 
бумагой, смоченной в подсоленной воде. Вольтов 
столб стал прообразом современных батареек.
Вот еще кое-какие вехи на пути экспериментального исследования 
электричества.
Так, британский священник, естествоиспытатель и философ 
Джозеф Пристли (1733–1804), которого называли 
королем интуиции, первым догадался использовать электрический 
ток в химии. Пропустив через запаянную труб-
ку, содержащую воду, а сверху над водой – кислород, 

Электрическая машина Джозефа Пристли, 1768 г.