«Сили» та енергія: Майкл Фарадей проти Джеймса Джоуля

Джеймс Прескотт Джоуль¹

Слово scientist («вчений»), що змінило словосполучення natural philosopher («філософ, що вивчає природу»), з’явилося в англійській мові в середині XIX ст. Уевелл відгукнувся на зміни в суспільстві, що усвідомило значення наукових досліджень для свого розвитку. Одним з безумовних досягнень науки того часу було відкриття закону збереження енергії, а однією з основ цього закону став точний вимір механічного еквівалента теплоти. Опис відповідних експериментів англійської фізика Дж.П.Джоуля можна знайти практично в будь-якому підручнику фізики для середньої школи. Ці досліди увійшли в історію науки як експериментальне обґрунтування закону збереження енергії, а Джоуль — як один з трьох авторів цього закону. Два інших — німецький лікар Ю.Р. фон Майєр і німецький ж природознавець Г.Л. Ф. фон Гельмгольц — відповідальні головним чином за математичне (Гельмгольц) обґрунтування закону збереження енергії та його обґрунтування з точки зору теорії пізнання (Майєр). Різною мірою в історії та передісторії цього закону представлені й інші імена, в тому числі ім’я знаменитого англійського фізика-експериментатора М. Фарадея.

Майкл Фарадей²

Про «силу» і енергію

Термін «енергія» вперше з’явився на початку XIX ст. в одній зі статей англійського фізика Т. Юнга. У 1853 р. шотландський інженер У.Дж.М. Ранкін вперше застосував словосполучення «потенційна енергія», але в сучасному розумінні — як запасена енергія — цей термін вперше був вживаний тільки в 1870 р. Того ж року ще один англійський фізик, У. Томсон (барон Кельвін), ввів термін «кінетична енергія». Таким чином, використовувати термін «енергія» в сучасному сенсі фізики почали тільки в останній третині XIX ст. Доти дуже часто застосовувалося слово «сила» (англійською — force або power, по-німецьки Kraft), але в даний термін, втім, різні автори в різний час вкладали різний сенс. Історик науки О.В. Кузнецова написала про це так: Ось лише кілька виразів, в яких вчені XVIII і XIX ст. вживали слово «сила»: «мускульна сила», «магнітна сила», «сила машини», «сила гравітації», «електрична сила», «гальванічна сила», «месмерична сила», «жива сила», «сила природи» [1, с. 134]. Вона також зазначила, що саме поняття енергії стало значущим і змістовним тільки після встановлення принципу збереження енергії у всій його повноті та спільності у математичній формі <... >. Звучить парадоксально, але тим не менш уявлення про енергію як про фундаментальне поняття було сформульовано точною математичною мовою тільки всередині закону збереження енергії [там само].

Навівши формулювання закону збереження енергії, що належать А. Ейнштейну, Р. Ф. Фейнману і Ж. А. Пуанкарі, Р. Н. Щербаков визначає закон збереження енергії як фундаментальний закон природи, який стверджує, що для ізольованої системи може бути введена скалярна фізична величина, що є функцією параметрів системи і звана енергією, яка зберігається з плином часу [2, 76].

Популярний теплород

Експерименти Джоуля свідчили про зв’язок механічної енергії і теплоти. Щоб пояснити цей зв’язок, фізика повинна була відмовитися від субстанціальної теорії теплоти і визнати основні положення динамічної теорії. Перша з них передбачала існування теплороду — невагомої рідини, що проникає в тіла і відповідальна за зміну температури. Друга теорія пов’язувала цю зміну зі зміною кінетичної енергії хаотичного руху частинок тіла. В її рамках підвищення температури тіла в результаті тертя пояснювалося перетворенням механічної енергії на енергію руху частинок.

Відмовитися від концепції теплороду виявилося непросто. В її активі були в тому числі і досягнення французької математичної фізики — зокрема, математичний опис теплових явищ і процесів в роботах Ж.-Б. Ж. Фур’є. Пов’язуючи явище теплопровідності з переміщенням теплороду, Фур’є сформулював закон, згідно з яким щільність потоку тепла від гарячого тіла до холодного пропорційна градієнту температури. Коефіцієнтом пропорційності був коефіцієнт теплопровідності середовища, що відокремлює гаряче тіло від холодного. За аналогією, пов’язуючи явище електропровідності з переміщенням електричного флюїду, Г.С. Ом сформулював в 1827 р. закон, названий згодом його ім’ям. Відповідно до закону Ома в «диференційній формі», щільність струму пропорційна градієнту потенціалу, а коефіцієнтом пропорційності є коефіцієнт електропровідності середовища (величина, зворотна питомому опору).

Була ще одна обставина, що сприймалася як аргумент за субстанціальну теорію: поняття теплороду використовував у теорії теплових двигунів французький фізик Н.Л. С. Карно. Роботу теплових машин Карно пов’язував з рухом теплорода від нагрівача до холодильника.

Джоуль проти Фарадея

Аргументами на користь динамічної теорії тепла були в першу чергу експерименти англійського природознавця Б. Томпсона (графа Румфорда) і англійського хіміка і фізика Г. Деві. Румфорд продемонстрував виділення великої кількості тепла при звіренні гарматних стовбурів, а Деві розплавив шматочки льоду в процесі їх тертя один про одного. Те, що відбувалося при цьому перетворення роботи на тепло динамічна теорія пояснювала перетворенням механічної «сили» (force) на приховану від наших очей «живу силу» (vis viva) — механічну енергію частинок льоду.

Сказане вище частково пояснює, чому закон збереження енергії не відразу знайшов підтримку в науковому співтоваристві. Ця спільнота не виявляла інтересу до експериментів Джоуля без малого сім років, хоча його статті регулярно публікував журнал Philosophical Magazine. Фарадей — один з найбільш авторитетних членів Лондонського королівського товариства (ЛКО) — також не надавав значення роботам Джоуля. Дивно: саме відкриття Фарадея готували наукове співтовариство до ідеї збереження енергії.

Ця дивна ситуація вимагає докладного обговорення. У більш широкому контексті тема «Джоуль і Фарадей» пов’язана з відмінністю в їх розумінні цілей і завдань наукового дослідження, що, в свою чергу, можна пояснити приналежністю Фарадея до протестантської громади ^{сандеманіан3}. Що стосується Джоуля, то його найвідоміший досвід з вимірювання механічного еквівалента теплоти був докладно описаний у статті, опублікованій в 1850 р. у журналі ЛКО Philosophical Transactions of the Royal Society. Надрукуватися в цьому журналі Джоулю вдалося тільки з третьої спроби. Попередні дві були невдалими — в 1839 і 1843 рр.

Про закон Джоуля — Ленца і сліпоту ЛКО

У статті, спрямованій Джоулем у 1839 р. в журнал Philosophical Transactions of the Royal Society, описувалися експерименти з вимірювання кількості теплоти, яка виділялася в провідниках, включених в електричні ланцюги з різними джерелами струму. В ході дослідів вчений емпірично виявив закономірність, яка пов’язувала вимірені ним величини: кількість теплоти, що виділяється в провіднику в одиницю часу, виявилося прямо пропорційним опору провідника і квадрату сили струму. Знайдена залежність виконувалася і для струмів індукційного походження. Встановивши це, Джоуль відповів на природне для його сучасників питання: чи передається теплота по проводах від джерела або генерується в самому провіднику? Дійсно, індукційні струми виникали в ділянках ланцюга, електрично не пов’язаних з джерелом струму. Фактично в тій статті був вперше описаний феномен, який прийнято називати «джоулево тепло», а відкрита ним закономірність відома нам як закон Джоуля — Ленца. Однак у публікації в Transactions Джоулю було відмовлено; і стаття була надрукована в журналі Philosophical Magazine.

Відомий фізик-теоретик, професор теоретичної фізики Манчестерського університету Л. Розенфельд засудив відмову експертів ЛКО надрукувати статтю Джоуля. У своєму виступі на відкритті музею Джоуля в Салфорді 3 липня 1951 р. Розенфельд виділив у його біографії історію зі статтею про «джоульове тепло». Він зазначив, що на відкриття Джоуля ніяк не відреагував впливовий член ЛКО Фарадей. За його словами, це явище було пропущено Деві і Фарадеєм, які сконцентрували свою увагу на інших, можливо, більш близьких їм аспектах вольтаїчної електрики [3, p. 170]. І далі: Зважаючи, яку Джоуль приділив стосункам еквівалентності між теплотою та іншими фізичними величинами, виявлявся абсолютно новий погляд на вивчення явищ [там само]. Слід відразу сказати, що Розенфельд помилився: сам факт нагріву провідників, за якими протікає електричний струм, був відомий і до Джоуля, в «Експериментальних дослідженнях з електрики» Фарадей обговорював відповідні ефекти.

У 1843 р. Джоуль зробив другу спробу і послав у Philosophical Transactions статтю, що розповідає про експерименти зі стисненням і розширенням повітря. Лабораторна установка складалася з двох циліндрів, з’єднаних між собою трубкою з краном. Вся конструкція поміщалася в заповнений водою калориметр. У першому експерименті в один з циліндрів закачувалося повітря до досягнення тиску в 22 атм. Розраховувалася робота зі стиснення повітря, а зі зміни температури води вимірювалася кількість теплоти, що виділилася при цьому. У припущенні, що робота дорівнює кількості теплоти, обчислювався механічний еквівалент теплоти.

В іншому експерименті з другого циліндра при перекритому крані відкачувалося повітря. Після цього кран відкривали, надаючи повітрю можливість зайняти більший обсяг. Температура води при цьому не змінювалася. Відсутність теплоти, що виділилася, була інтерпретована як свідчення того, що роботу з розширення повітря у вакуум можна вважати рівною нулю. Цей експеримент був, втім, модифікований: циліндри поміщали в два різних калориметри. У новому експерименті температура води в першому циліндрі підвищилася, а в другому знизилася на одну і ту ж величину — на 2,36 ° C.

У цій статті Джоуля з’являється перше (хоча і не суворе) формулювання закону збереження енергії. Однак позитивно на статтю ніхто не відреагував. У публікації йому знову відмовлено, а колеги з недовірою висловлюються про точність вимірювань Джоуля, який стверджував, що йому вдається вимірювати температуру води з точністю до тисячних часток градуса. У 1843 р. в житті Джоуля сталася важлива подія: його сім’я переїхала в новий будинок. Його батько, Бенджамен Джоуль, власник пивоварного заводу, обладнав в одній з кімнат нового будинку лабораторію для Джеймса. Одними з головних вимірювальних приладів в лабораторії були виготовлені манчестерським майстром Дж. Дансером спеціально для Джоуля унікальні термометри. Їх точність дійсно досягала декількох тисячних часток одного градуса.

У статті Джоуль, не забуваючи, що її уважно читатимуть експерти ЛКО, кілька разів згадує про роботи Фарадея, називаючи його «великою людиною». Д.Кардвелл розповів у біографії Джоуля про його спроби звернути на себе увагу впливових фігур ЛКО: про лист Фарадею, до якого Джоуль доклав свої статті, про зустрічі з Фарадеєм і Дж.Ф. У. Гершелем.

Будинок Джоуля в Солфорді, графство Великий Манчестер. Фото Б. Прайса

Фарадей і рання історія закону збереження енергії

Радянський історик науки З.А. Цейтлін цілком обґрунтовано заявляв, що перші (нестрогі) формулювання закону збереження енергії належать саме Фарадею: Фарадей у своїх дослідженнях керувався найбільшого значення ідеєю, саме принципом збереження енергії або, як висловлювався Фарадей, принципом збереження сили. До цього принципу Фарадей прийшов самостійно задовго до опублікування робіт Майєра, Джоуля, Гельмгольца та інших вчених, які дали цьому принципу точне кількісне і якісне формулювання [4, с. 17]. На підтвердження цих слів Т.П. Кравець, редактор тритомника М. Фарадея «Експериментальні дослідження з електрики», перераховує, ґрунтуючись на висловлюваннях Фарадея, фізичні явища, що ілюструють принцип збереження сили: «Сила» в багатьох явищах так змінюється, що можна говорити про «перетворення сили». Так, «хімічна сила» дає електричний струм, і назад. Теплота може перетворюватися на електрику, електрику і магнетизм перетворюються один на одного. Але ніколи, навіть (!) в рибах з електричними органами, не спостерігається «творіння сили», «виробництва сили» без витрати чого-небудь, її «доставляє» [5, с. 411]. Кравець приходить до наступного висновку: Замінимо тут «силу» «енергією» — і ми побачимо широке формулювання закону збереження і перетворення енергії; для часу Фарадея це ціла програма тих, хто підлягає встановленню кількісних співвідношень [там само]. Зазначимо, що «сила» тут завжди відповідає слову force в оригінальному тексті.

«Не перейнявся повною мірою новим баченням ситуації…»

Я вже згадував про перші формулювання закону збереження енергії в статті Джоуля. Але як тоді пояснити відсутність у Фарадея інтересу до його робіт? Перш ніж відповісти на це питання, зазначу, що руйнування стіни байдужості до праць Джоуля почалося 23 червня 1847 р. Того дня в Оксфорді проходили чергові збори Британської асоціації розвитку науки. Доповідь Джоуля була присвячена черговій серії вимірювань механічного еквівалента теплоти. Несподівано для нього один зі слухачів виявив до доповіді і доповідача непідробний і неприхований інтерес. Тим слухачем був 23-річний професор університету Глазго У. Томсон. Двома днями пізніше він написав батькові: Джоуль, я впевнений, помиляється в багатьох зі своїх ідей, але, здається, він відкрив кілька фактів виняткової важливості, наприклад генерацію тепла внаслідок тертя рідин [6, с. 85].

Якщо вірити спогадам Томсона, доповідь Джоуля на оксфордському зборі Британської асоціації справила сенсацію [7, с. 444] і, зокрема, вразила Фарадея. Однак тут же Томсон зауважив, що Фарадей не перейнявся повною мірою новим баченням ситуації (did not enter fully into new views) [там же]. Що ховається за цією реплікою, яка повертає нас до питання про ставлення Фарадея до Джоуля? Чому знаменитого фізика не зацікавили експерименти його манчестерського колеги — експерименти, що зближують два різних розділи фізики: механіку і науку про теплоту? Експерименти, результати яких явно «працювали» на досягнення єдності в описі фізичних явищ — тієї єдності, яку вибудовував своїми відкриттями і сам Фарадей. Нагадаємо, що в 1831 р. Фарадей відкрив явище електромагнітної індукції, а в 1845 р. — явище обертання площини поляризації в магнітному полі.

Механічний еквівалент теплоти

У 1850 р. Джоуль в черговий (третій) раз послав статтю в Transactions. На той час він став вже відомий в науковому співтоваристві і, треба вважати, не сумнівався в позитивному вирішенні питання. Дійсно, в 1850 р. його стаття «Про механічний еквівалент теплоти» була опублікована в журналі Philosophical Transactions of the Royal Society.

Апарат Дж. Джоуля для вимірювання механічного еквівалента тепла. Експонат Музею науки в Лондоні. Фото М. Юнге

У цій статті Джоуль описав загалом п’ять серій дослідів за вимірюванням механічного еквівалента теплоти. У першій серії мідне колесо з черпаками обертається в щільно закритому мідному циліндрі з ртуттю. У другій і третій серіях дослідів використовувався чавунний циліндр, ртуть була замінена водою, а колесо зроблено з кованого заліза. При цьому експериментальна установка модифікована так, щоб мінімізувати переміщення самої рідини в ході експерименту. У четвертій і п’ятій серіях використовувався чавунний резервуар, всередині якого була ртуть, але виділення теплоти було пов’язане вже з тертям один про одного двох чавунних дисків. Вчений розрахував механічну роботу, виміряв кількість теплоти, що виділилася, і визначив механічний еквівалент теплоти. В останніх двох серіях чисельне значення коефіцієнта вийшло дещо більшим, ніж у попередніх (приблизно на 0,14%). З цього приводу Джоуль зауважив: У вищій мірі ймовірно, що еквівалент, отриманий по чавуну, вийшов трохи вище тому, що при терті відривалися частинки металу і, отже, деяка частина сили йшла на подолання зчеплення [8, с. 38].

Порівнюючи різні серії експериментів, Джоуль запропонував вважати найбільш точним те значення механічного еквівалента теплоти, яке було отримано в дослідах з водою, зазначивши, втім, що деякі похибки виявляються неприпустимими: … оскільки навіть при дослідах з рідинами неможливо усунути повністю ні струсів, ні хоча б тихих звуків, то наведене число, ймовірно, ще дещо велике [8, с. 39]. Загалом в експериментах 1850 р. чисельне значення механічного еквівалента теплоти близько до сучасного і становить 4,16 Дж/кал.

Фарадей — рецензент Джоуля. Слова проти слів

Дуже цікавий документ був виявлений в архіві лорда Кельвіна в Кембриджському університеті. У великому його листуванні з Джоулем (воно почалося в 1847 р.) є лист Джоуля від 21 вересня 1855 р. Той пише, що, розбираючи свої папери, виявив листки з рукописним текстом — рецензією на його статтю «Про механічний еквівалент теплоти», представлену для опублікування в Philosophical Transactions. Підпису на аркуші немає, але почерк практично без сумнівів належить Фарадею. Рецензент (тобто Фарадей) позитивно відгукнувся про автора, відзначивши його детальні та численні експерименти, виконані з «великою ретельністю» (with great industry) [7, p. 445]. Кілька зауважень стосувалися ясності викладу. На самому початку рецензії Фарадей, дотримуючись тексту рецензованої статті, коротко перераховує основні результати, отримані Джоулем починаючи з 1840 р.

У викладі Фарадея автор рецензованої статті приходить до таких висновків: … що при терті рідин так само, як і твердих тіл, виділяється теплота і що кількість одиниць роботи, яку необхідно зробити для виробництва такої кількості тепла, яка необхідна для підвищення температури одного фунта води на 1 ° F і виділяється або внаслідок тертя рідин або твердих тіл… або за допомогою магнітоелектричної дії є однією і тією ж величиною [7, p. 447].

Є в рецензії і зауваження щодо змісту статті. Що не сподобалося Фарадею в статті Джоуля? Фарадей виділяє такий вислів Джоуля: … для певної кількості теплоти, породженої механічною силою, потрібна завжди одна і та ж кількість сили (виміряної як робота); тому теплота може бути перетворена на силу і силу на теплоту [7, p. 447]. Для одного з авторів закону збереження енергії висловлювання цілком очікуване. Однак Фарадей виділяє фрагмент цього висловлювання, називає його дивним і зазначає, що, ґрунтуючись на ньому, Джоуль говорить про тертя як таке, що полягає в перетворенні сили на тепло. Зазначаючи це, рецензент рекомендує переробити статтю.

Побажання рецензента були доведені до відома автора, і Джоуль вніс у текст зміни.

Про руйнування неруйнівної «сили»

Ці зміни легко побачити, порівнявши два варіанти статті: журнальний і опублікований в 1885 р. у збірнику наукових праць Джоуля. Журнальну статтю завершують два висновки. По-перше, кількість теплоти, вироблена при терті тіл, твердих або рідких, завжди пропорційно кількості сили, що витрачається. По-друге, на виробництво теплоти, здатної збільшити температуру фунта води (взятої при температурі між 55 і 60 ° F) на один градус за шкалою Фаренгейта, потрібно витратити механічну силу, представлену падінням 772 фунтів з висоти в один фут.

У виданні 1885 р. ці висновки супроводжуються коментарем автора: Третій висновок… віддалений у відповідності з побажаннями комітету, якому була направлена стаття, стверджував, що тертя полягає в перетворенні механічної енергії [тут Джоуль використовує слово power. — Б. Б.] в тепло [7, p. 446]. Отже, реагуючи на зауваження «комітету» (який, мабуть, і представляв Фарадей), Джоуль видалив одну фразу — швидше за все, це було умовою публікації в Philosophical Transactions. Цей факт детально прокоментував історик науки К. Сміт. Він підкреслив, що Фарадей, визнаючи експериментально обґрунтовані висновки № 1 і № 2, відкинув «теоретичний» висновок № 3, що передбачає цілком певну інтерпретацію виконаних Джоулем експериментів. Погоджуючись з тим, що певна кількість теплоти, яка породжена механічною силою, вимагає завжди однакової сили («виміряної як робота»), Фарадей відкидає тезу «тому тепло може бути перетворено в силу і сила в тепло [7, p. 449].

П’ятьма роками раніше, в 1845 р., позиція Фарадея не настільки сильно відрізнялася від поглядів Джоуля: Я давно вже дотримувався думки — і воно майже досягло ступеня переконання,- і того ж думки, як, мені здається, дотримуються багато інших любителів природознавства, а саме що різні форми, в яких проявляються сили матерії, мають спільне походження, або, іншими словами, настільки близько споріднені один одному і взаємно залежні, що вони можуть ніби перетворюватися один на одного і володіють у своїй дії еквівалентами сили [9, с. 11-12]. Але з часом погляди Фарадея змінилися. У 1857 р. у статті «Про збереження сили» він написав: Сила ніколи не може бути ні створена, ні зруйнована [7, p. 447]. Спробуємо зрозуміти, в якому сенсі це твердження суперечить відкинутим Фарадеєм словам Джоуля.

«Сила» Джоуля і «сила» Фарадея

Як вже було зазначено, термін «сила» (force) не піддається однозначному перекладу на сучасну мову. О. Рейнольдс, перший біограф Джоуля, наступним чином розшифровує позицію Фарадея. У розумінні того «сила» не може перетворитися на теплоту — адже, допускаючи це, необхідно буде допускати її («сили») руйнування. «Сила» Джоуля, навпаки, дуже близька до поняття енергії, і перетворення її в теплоту означає приблизно те ж саме, що маємо на увазі ми, коли говоримо про перетворення кінетичної енергії системи на внутрішню — в енергію безладного теплового руху частинок тіла. Відповідно, «сила» Джоуля не руйнується, але перетворюється на іншу «силу». Можливість перетворення допускається динамічною теорією тепла і не допускається субстанціальною теорією.

У 1857 р., згадуючи про динамічну теорію тепла і концепцію теплороду, Фарадей вказав, що принцип збереження сили сумісний з кожною з них [7, p. 447]. Водночас Джоуль у різних статтях підкреслював, що тільки динамічна теорія теплоти, що пояснює теплоту рухом частинок, відповідає уявленням про перетворення механічної енергії на теплову.

Підсумовуючи висловлювання Фарадея, Сміт реконструював його ставлення до Джоуля. Сміт вважає, що у Фарадея був власний принцип збереження сили. Так і слід розуміти його слова про загальне походження різних форм, в яких проявляються сили матерії і які можуть ніби перетворюватися один в одного [підкреслено мною. — Б. Б.]. Встановлені Джоулем в його численних експериментах «співвідношення еквівалентності» цілком вписувалися в таке відволічене формулювання. Однак не «як би», а реальне перетворення механічної енергії на теплову в процесі тертя рідин і твердих тіл, що підтверджується чисельною рівністю цих енергій, принципу збереження сили в розумінні Фарадея не відповідало. Фарадей не був прихильником ні динамічної теорії тепла, ні субстанціальної теорії. Ні про яке перетворення механічної енергії в теплову при терті говорити, з його точки зору, неприпустимо. Нагадаю також про скептичне ставлення Фарадея до математичного опису фізичних явищ (у 1833 р. у листі М. Ф. ^{Сомервілль4} він відзначив успіх свого експериментального підходу до вивчення фізичних явищ, протиставивши його математичному підходу Ампера, обмеженому в можливостях [10]).

Кому і для чого потрібна наука?

Деякі дослідники вважають, що різниця між Фарадеєм і Джоулем не обмежується різним розумінням закону збереження енергії. Так, автор книги «Фарадей — сандеманіанин і вчений» Дж. Кантор простежив вплив релігійних поглядів Фарадея на його світосприйняття. Порівнюючи Фарадея з Джоулем, він послався на слова Джоуля про мудрість Великого архітектора природи, який створив механічний Всесвіт [11, p. 193].

Фарадей, як член протестантської громади сандеманіан, сприймав біблійний текст дослівно. У його уявленні Творець створює Силу (power) — джерело тих сил, які ми спостерігаємо і вивчаємо. Ці сили не зводяться до механіки і не можуть бути описані мовою математики. За словами Кантора, Бог Фарадея не був інженером і механіком [11, p. 193]. Навпаки, для Джоуля, як жителя промислового Манчестера, цінність представляє в першу чергу кількісний експеримент.

Фарадей був орієнтований на відкриття законів, які згідно з волею Творця керують Всесвітом. З наукою він насамперед пов’язував вдосконалення людини як особистості. І меншою мірою його цікавила наука як джерело нових технологій. Зауважу, що Джоуль, як і Фарадей, не отримав вищої освіти. На відміну від Фарадея, у нього це не було пов’язано з відсутністю коштів. Сім’я Джоулів належала до Незалежної церкви, і Кардвел вважає, що саме ця обставина утримувала Джоуля від вступу в університет. У 1830-х роках британські університети видавали дипломи тільки тим, хто належав до англіканської церкви. Є й інша думка: отримати систематичну освіту Джоулю завадило слабке здоров’я — в дитинстві він часто хворів. Школу Джеймсу і його братові замінив приватний вчитель. Ним був знаменитий англійський хімік і фізик Дж.Дальтон.

Пенсійна історія: Джоуль і Фарадей

При всіх відмінностях між Фарадеєм і Джоулем обидва представляли англійську науку. Однією з її головних особливостей була незалежність від держави. ЛКО серед іншого відрізнялася від інших національних академій наук відсутністю регулярної винагороди, одержуваної академіками. У Великобританії, як ніде в світі, було багато успішних природознавців, які проводили дослідження на власні кошти. Таким вченим-аматором був, наприклад, знаменитий Г. Кавендіш. Таким був і син власника пивоварного заводу Джоуль.

<