Â

WIAT

N

AUKI

Paêdziernik 1997 75

N

iedawno gapiàc si´ na bizona
w londyƒskim zoo, pomyÊla-
∏em sobie, ˝e wszelkie tego ro-

dzaju miejsca wzi´∏y si´ z ch´ci „przej-
rzenia zamys∏u Bo˝ego” i podj´cia
próby odtworzenia warunków w arce
Noego poprzez umieszczenie tam par
ró˝nych stworzeƒ. Tak wi´c w 1802 ro-
ku ukaza∏a si´ bulwersujàca ksià˝ka
nikomu nie znanego pastora z jakiejÊ
zapad∏ej wsi w pó∏nocnej Anglii, Wil-
liama Paleya, wymierzona przeciwko
teorii chaosu. Paley przeciwstawi∏ jej
w∏asnà teori´ porzàdku i szczegó∏owo
jà wy∏o˝y∏ w grubym dziele zatytu-
∏owanym Teologia naturalna. Czytelni-
ków zafascynowa∏a hipoteza, i˝ ka˝dy
element natury zosta∏ celowo zapla-
nowany jak w mechanizmie
zegarka. Tak przeto ˝urawie nie
umiejà p∏ywaç, gdy˝ nie majà
p∏etwiastych stóp, ale majà za
to d∏ugie nogi umo˝liwiajàce im
brodzenie. Tote˝ jeÊli uda∏oby
si´ zgromadziç w jednym miej-
scu wszystkie istniejàce zwie-
rz´ta, mo˝na by wydedukowaç,
co mia∏ na myÊli Stwórca (przypisy-
wano mu osobowoÊç m´skà), a mo˝e
i poznaç wielki zamys∏ Niebiaƒskiego
Zegarmistrza.

Sir Stamford Raffles (te˝ rodzaju m´-

skiego), wielki entuzjasta Paleya, mia∏
nadziej´ wcieliç owà teori´ w ˝ycie, za-
k∏adajàc Londyƒskie Towarzystwo Zoo-
logiczne. B´dàc przez krótki czas guber-
natorem Jawy, przebywa∏ g∏ównie
w d˝ungli, ∏apiàc tam wszystko, co ∏azi-
∏o, pe∏za∏o, fruwa∏o czy siedzia∏o (do-
statecznie d∏ugo). Rafflesowi uda∏o si´
te˝ wy∏udziç dla Brytyjczyków wieczy-
stà dzier˝aw´ Singapuru, tote˝ po po-
wrocie do ojczyzny uznano go za jed-
nego z ludzi wielkich i zas∏u˝onych.
W 1826 roku zosta∏ prezesem londyƒ-
skiego zoo dzi´ki zabiegom sir Hum-
phrya Davy’ego, tak˝e cz∏owieka wiel-
kiego i zas∏u˝onego.

Davy by∏ wówczas kimÊ na miar´ in-

stytucji – uczonym tak wybitnym, ˝e na-
poleoƒski Institut de France przyzna∏
mu medal pomimo pewnego k∏opotli-

wego drobiazgu, a mia-
nowicie faktu, ˝e Francja
i Wielka Brytania toczy-
∏y w∏aÊnie z sobà wojn´.
Jako zaledwie 23-letni
m∏okos przeprowadza∏ tak spektakular-
ne doÊwiadczenia chemiczne, ˝e zapro-
ponowano mu stanowisko m∏odszego
wyk∏adowcy w londyƒskim Royal In-
stitute. Damy omdlewa∏y z zachwytu
ju˝ na pierwszych odczytach, jakie
wyg∏asza∏ na temat galwanizmu (czyli
elektrycznoÊci).

W 1806 roku Davy by∏ ju˝ najwybit-

niejszà postacià w dziedzinie elektro-
chemii. A poniewa˝ tego rodzaju faceci
zawsze znajà si´ na wszystkim, po kata-
strofie górniczej w 1812 roku, w której

zgin´∏y 92 osoby, poproszono go, by za-
jà∏ si´ problemem gazu kopalnianego.
W wielu miejscach pod ziemià wyst´-
puje wybuchowa mieszanka powietrza
z metanem: jeÊli natrafi∏ na nià ktoÊ
przyÊwiecajàcy sobie Êwieczkà, mia∏
wszelkie szanse, ˝e wyjdzie z tego mar-
twy, i to bardzo. Davy znalaz∏ bez-
zw∏ocznie rozwiàzanie w postaci lam-
py, w której p∏omieƒ otacza∏a siateczka
z cieniutkiego drutu. P∏omieƒ p∏onà∏,
ale nie zapala∏y si´ od niego otaczajàce
gazy. Kumple Davy’ego z Royal Socie-
ty przyznali mu za to ogromnà nagrod´
pieni´˝nà.

Ani pensa nie dosta∏ natomiast pe-

wien zupe∏nie nie znany, niewykszta∏-
cony pracownik kopalni w´gla, George
Stephenson, który twierdzi∏, ˝e zrobi∏
to samo, tylko lepiej. Na szcz´Êcie dane
mu by∏o odkuç si´ w innej dziedzinie.
Wojny napoleoƒskie spowodowa∏y
zawrotny wzrost cen paszy dla koni, to-
te˝ w∏aÊciciele kopalƒ rozpaczliwie
poszukiwali jakiegoÊ innego Êrodka

transportu. Do 1829 roku nasz zlekce-
wa˝ony twórca górniczej lampy bez-
pieczeƒstwa udoskonali∏ wi´c urzàdze-
nie parowe, które nazwano lokomo-
tywà, i niebawem sta∏ si´ bonzà kolejo-
wym, fetowanym wsz´dzie przez cz∏on-
ków panujàcych dynastii. Lepiej póêno
ni˝ wcale. To samo mo˝na powiedzieç
o jego pociàgach.

Syn George’a, Robert, podjà∏ nast´p-

nie dzie∏o ojca i sta∏ si´ s∏awnym in˝y-
nierem. W 1850 roku otwarto zaprojek-
towany przez niego most Britannia,

który przerzucono nad cieÊninà
Menai w Walii. By∏a to prawdzi-
wa rewolucja w mostownictwie.
Konstrukcja ta sk∏ada∏a si´
z dwóch gigantycznych ˝eliw-
nych rur, którymi przeje˝d˝a-
∏y pociàgi. Most znalaz∏ si´ w
ksi´dze rekordów Guinnessa, za-
nim ona jeszcze powsta∏a. Przy

budowie u˝yto przesz∏o 2190 tys. nitów,
do których otwory wybija∏a pomys∏o-
wa maszyna automatyczna sterowana
dziurkowanymi kartami. Ta koncepcja
totalnego nitowania zafascynowa∏a
przyjaciela Roberta Stephensona, Isam-
barda Kingdoma Brunela, który akurat
projektowa∏ w∏asne dzie∏o wymagajàce
u˝ycia trzech milionów nitów.

Dzie∏o to, które przybra∏o postaç naj-

wi´kszego statku wszechczasów o na-
zwie Great Eastern, w 1866 roku zbli˝a-
∏o si´ do zatoki Heart’s Content na
Nowej Fundlandii, ciàgnàc za sobà ko-
niec pierwszego udanego transatlantyc-
kiego kabla telegraficznego (drugi by∏
zakotwiczony na irlandzkiej wyspie
Valencia), co oznacza∏o wielki sukces
amerykaƒskiego emerytowanego pro-
ducenta papieru, milionera Cyrusa Fiel-
da. By∏ on w∏aÊcicielem ca∏ego, liczà-
cego 4 tys. km d∏ugoÊci kabla (i 1600 km
innego, który zerwa∏ si´ podczas uk∏a-
dania i le˝a∏ na dnie oceanu), a wi´c wie-
Êci docierajàce alfabetem Morse’a do

SKOJARZENIA

James Burke

Na szcz´Êcie

spud∏owa∏

KOMENTARZ

DUSAN PETRICIC

WieÊci docierajàce alfabetem Morse’a

do brzegów Nowej Fundlandii

by∏y muzykà dla jego .._ /... /_ _.. /.._

76 Â

WIAT

N

AUKI

Paêdziernik 1997

brzegów Nowej Fundlandii by∏y mu-
zykà dla jego .._ /... /_ _.. /.._

Jednym z doradców Fielda by∏ nieja-

ki Samuel Morse, który od çwierçwie-
cza uk∏ada∏ kable telegraficzne. W roku
1844 po∏àczy∏ Baltimore z Waszyng-
tonem i przekaza∏ jako pierwszà depe-
sz´ cytat z Biblii: „Pan to uczyni∏”
(Psalm 22, 31), czym wprawi∏ Kongres
w oszo∏omienie. Jednak˝e nie do tego
stopnia, by zechciano sfinansowaç jego
pomys∏y. Na szcz´Êcie dyrektorem han-
dlowym Morse’a by∏ szczwany lis,
Amos Kendall, by∏y minister poczty
USA, przez którego posiad∏oÊç bieg∏ ten
kabel. Doradzi∏ Morse’owi, by zamiast
zabiegaç o wsparcie rzàdowe za∏o˝y∏
prywatne towarzystwo telegraficzne.

W zamian za t´ dziecinnie oczywistà

rad´ Kendall zyska∏ 10% od pierwszych
100 tys. dolarów zarobionych przez
Morse’a i 50% od ca∏ej reszty. Tak ˝e
w 1864 roku by∏ ju˝ bogatym cz∏owie-
kiem. ˚ona Kendalla by∏a g∏ucha, po-
dobnie jak ˝ona Morse’a. Tote˝ Kendall
wspomóg∏ cz´Êcià tak ∏atwo zdobytej
fortuny utworzenie National Deaf
Mute College (obecnie Gallaudet Uni-

versity), pierwszego paƒstwowego uni-
wersytetu g∏uchoniemych.

W po∏owie XIX wieku wielce intere-

sowano si´ w Ameryce wadami mowy
i s∏uchu oraz tym, jak powinno si´ je le-
czyç. Inny jeszcze cz∏owiek, który wy-
bi∏ si´ o w∏asnych si∏ach i zrobi∏ fortun´
na ∏àcznoÊci, zak∏ada∏ szko∏y dla jàka-
∏ów. By∏ to Henry Wells, sam jàka∏a, któ-
ry zaczyna∏ jako agent frachtowy w No-
wym Jorku, a w 1850 roku za∏o˝y∏
wespó∏ z Williamem Fargo przedsi´-
biorstwo turystyczne o nazwie Ameri-
can Express. W tym˝e roku wyruszy∏o
55 tys. ludzi na zachód, do Kalifornii.
SpoÊród nich 36 tys. dotar∏o tam, po-
dobnie jak wi´kszoÊç przesy∏ek poczto-
wych, drogà morskà, gdy˝ perspekty-
wa umierania z pragnienia czy udaru
s∏onecznego, a tak˝e utrudnienia ze stro-
ny Indian cokolwiek zniech´ca∏y do ko-
rzystania z drogi làdowej.

Jak zwykle pieniàdze pozwoli∏y prze-

zwyci´˝yç owe drobne niedogodnoÊci.
W 1858 roku odkryto z∏oto w Kolorado
i w Kansas. W dwa lata póêniej listy pra-
cujàcym tam górnikom dor´czali po-
kryci potem i kurzem jeêdêcy, którzy

ostatnie 150 km przebywali pe∏nym ga-
lopem. Wells i Fargo prowadzili zachod-
ni odcinek owej niedorzecznej, efeme-
rycznej poczty, znanej pod nazwà Pony
Express. Niedorzecznej, gdy˝ stracono
na niej wielkie sumy, efemerycznej, po-
niewa˝ dzia∏a∏a tylko pó∏tora roku, albo-
wiem w paêdzierniku 1861 roku ukoƒ-
czono ju˝ lini´ telegraficznà ∏àczàcà
wybrze˝a Atlantyku i Pacyfiku.

Zanim to wszak˝e nastàpi∏o, prac´ na

tej poczcie porzuci∏ pewien doÊç nie-
zwyk∏y kurier, Bill Cody, by zajàç si´
zaopatrywaniem w mi´so kolei Union
Pacific. Umia∏ on nie tylko p´dziç kon-
no jak wiatr, ale i po mistrzowsku strze-
laç. Prawd´ mówiàc, na szcz´Êcie nie
ca∏kiem po mistrzowsku, choç dzi´ki
imponujàcym rekordom – 4280 zwie-
rzàt zabitych w ciàgu oÊmiu miesi´cy
(69 jednego tylko dnia) – zyska∏ sobie
przydomek „Buffalo” Bill. Bo gdyby
strzela∏ troch´ lepiej, nie móg∏bym po-
dziwiaç w londyƒskim zoo tego wspa-
nia∏ego bizona.

No to szufla, musz´ koƒczyç.

T∏umaczy∏

Boles∏aw Or∏owski

mniejsza od masy wodoru, najl˝ejszego
z atomów. Dwa lata póêniej Thomson
znalaz∏ brakujàce logiczne ogniwo –
elektrony nie by∏y czymÊ obcym, lecz
sk∏adnikami zwyk∏ych atomów. Po-
wtórzy∏ doÊwiadczenie, przyspiesza-
jàc elektrony uwolnione z materia∏u
przy niskim napi´ciu. Ich ∏adunek i ma-
sa by∏y takie same jak promieni kato-
dowych wytwarzanych przy wysokim
napi´ciu. Ka˝dy atom mo˝na by∏o teraz
rozdzieliç na elektrony i dodatnio na∏a-
dowanà reszt´. Niepodzielne zosta∏o
rozdzielone.

By∏em rozczarowany, gdy zda∏em so-

bie spraw´, ˝e d∏uga droga do odkry-
cia Thomsona nie zainteresowa∏a tak
dociekliwych i zdolnych studentów jak
Albert Einstein czy nieco m∏odszy Max
Born. W ich listach i publikacjach z ko-
lejnych dwóch lat widaç podziw dla od-
krycia elektronów, ale samemu Thom-
sonowi poÊwi´cajà ma∏o uwagi, a jego
umiej´tnoÊç rozdzielenia atomu pozo-
stawiajà bez wzmianki. Dlaczego?

Wydaje si´, ˝e ci m∏odzi teoretycy

traktowali odkrycie przez Thomsona
subatomowego elektronu jedynie jako
potwierdzenie wyników teoretycznych
przewidywaƒ, których oczekiwano od
co najmniej roku. Einstein w wieku 67 lat
wspomina∏, ˝e „teoria Maxwella by∏a
najbardziej fascynujàcym przedmiotem”

za jego lat studenckich. Podobnie jak in-
ni pilni czytelnicy znalaz∏ w niej pewnà
osobliwoÊç: to materia, a nie przestrzeƒ
by∏a zarazem êród∏em, jak i noÊnikiem
pól. Obydwaj m∏odzi teoretycy przyswo-
ili sobie raczej poglàdy wielkiego fizy-
ka z Lejdy, Hendrika A. Lorentza, który
doceniajàc równania Maxwella, w mia-
r´ up∏ywu lat przesunà∏ ich punkt ci´˝-
koÊci i doda∏ jedno równanie, „si∏´ Lo-
rentza” dzia∏ajàcà na ∏adunek punktowy.
Dla Lorentza pola istnia∏y jedynie
w pró˝ni. Atomowa materia by∏a noÊni-
kiem dodatnich i ujemnych ∏adunków,
których ruch i rozmieszczenie wytwa-
rza∏y ró˝norodne konfiguracje pól.

DoÊwiadczenia wykazujàce realnoÊç

∏adunków przeprowadza∏ nowicjusz
Pieter Zeeman, a zinterpretowa∏ je na-
tychmiast starszy wiekiem teoretyk Lo-
rentz. Ich laboratorium w Lejdzie po-
dobnie jak inne dosta∏o od Henry’ego
Rowlanda z Johns Hopkins University
nowà, precyzyjnie wyrytà siatk´ dyfrak-
cyjnà, która o rzàd wielkoÊci poprawi∏a
zdolnoÊç rozdzielczà spektroskopii.
Zeeman przeczyta∏ pochwalny esej
Maxwella o Faradayu, i to zach´ci∏o go
do powtórzenia, tym razem z siatkà dy-
frakcyjnà, wczeÊniejszego o 30 lat do-
Êwiadczenia, w którym Faraday, pos∏u-
gujàc si´ pryzmatem, nie uzyska∏
oczekiwanych efektów. P∏omieƒ palni-
ka Bunsena umieszczony mi´dzy bie-
gunami elektromagnesu podgrzewa∏

kawa∏ek azbestu nasàczony wczeÊniej
s∏onà wodà; w ˝ó∏tym Êwietle goràcych
par sodu dominowa∏a wàska, podwój-
na linia spektralna.

Dopiero teraz mo˝na by∏o zaobserwo-

waç, jak linie si´ poszerza∏y po w∏àczeniu
silnego pola magnetycznego. Lorentz
wiedzia∏, ˝e elektrony krà˝àce po stacjo-
narnej orbicie z chwilà w∏àczenia ze-
wn´trznego pola magnetycznego b´dà
poruszaç si´ nieco szybciej (lub nieco
wolniej, w zale˝noÊci od kierunku pola).
Móg∏ wi´c, korzystajàc ze zmierzonych
przez Zeemana niewielkich zmian d∏ugo-
Êci fali, obliczyç stosunek ∏adunku do
masy dla elektronów poruszajàcych si´
w atomie. Spodziewano si´ spolaryzo-
wanego Êwiat∏a i wykryto je doÊwiad-
czalnie. To pozwoli∏o ustaliç znak pro-
mieniujàcego elektronu – ujemny, taki
jak dla promieni katodowych.

OczywiÊcie teoria Lorentza nie mo-

g∏a byç kompletna. Nie mia∏ on ˝adnej
„mapy” atomu. Jednak jeszcze przed
koƒcem 1896 roku badacze z Lejdy zna-
leêli pierwszà kluczowà informacj´:
elektrony o znanym ∏adunku i masie,
poruszajàc si´ w atomie, wypromienio-
wujà Êwiat∏o okreÊlonej linii spektral-
nej. Gdy w 1901 roku Max Planck wpro-
wadzi∏ ide´ skwantowanej energii,
rozpocz´∏a si´ osza∏amiajàca kariera fi-
zyki kwantowej.

T∏umaczy∏

Jan Kozubowski

ZADZIWIENIA (ciàg daszy ze strony 74)