Джеймс Джоул (1818–1889) - великият експериментатор, ръководен от Центъра за изследвания на Бог на
Джеймс Прескот Джоул е роден в Салфорд, близо до Манчестър, Англия, на 24 декември 1818 г. Той е велик създател на експерименти, воден от Бог.
Той беше второто от петте деца, родени от богат собственик на бира. Като дете Джеймс беше слаб и срамежлив и имаше гръбначно заболяване. Поради тези ограничения той предпочита проучванията пред физическата активност. Въпреки че проблемът с гръбначния стълб се подобрява по-късно, той го засяга през целия му живот.
Джеймс се е обучавал у дома до 15-годишна възраст. После отиде да работи в семейната пивоварна. Въпреки това, той и по-големият му брат продължиха обучението си на частно обучение с частни преподаватели в Манчестър.
От 1834 до 1837 г. те са били преподавани по химия, физика, научен метод и математика от известния английски химик Джон Далтън. (Подобно на Джеймс Джоул, Далтън беше верен християнин.) Джеймс с благодарност призна ключовата роля, която Далтън изигра в това да стане учен. „От неговите съвети дойдох при мен за първи път, когато исках да увелича знанията си чрез собствени изследвания“, каза Джоул. 1
Когато баща им се разболя, Джеймс и брат му поеха управлението на фабриката. Следователно Джеймс нямаше възможност да посещава колеж. Голямото му желание обаче беше да продължи изучаването на науката и когато създаде лаборатория в къщата си, започна да експериментира всеки ден. Преди и след работа. Джеймс възприема това желание да изучава наука като естествена последица от своята християнска вяра. Както по-късно той пише, очевидно е, че среща със законите на природата не означава нищо повече и нищо по-малко от среща с Божия ум, която се отразява в тях. “2
Вълнуващи експерименти
През 1839 г. Джоул започва поредица от експерименти, включващи механична работа, електричество и топлина. През 1840 г. той изпраща до Кралското общество - може би най-престижната асоциация на британски учени в Лондон - документ, озаглавен "За производството на топлина от волтаично електричество".
В тази статия той показа, че количеството топлина, произведено в секунда в проводник, носещ електрически ток, е равно на квадратния ток (I), умножен по съпротивлението (R) на проводника. Произведената топлина е загубената енергия (P). (Тоест, P = I 2 R.) Тази връзка е известна като закон на Джоул. Кралското общество не беше ентусиазирано от работата на Джоул и публикува само кратко резюме на неговите открития.
През 1843 г. Джоул изчислява количеството механична работа, необходимо за производството на еквивалентно количество топлина. Това количество е наречено „механичен еквивалент на калории.“ Той отново представи доклад за своите открития - този път на Британската асоциация за напредък на науката. Отново отговорът беше ентусиазиран. Няколко големи списания също отказаха да публикуват статии за работата на Джоул.
Много британски учени не бяха склонни да приемат работата му, но Джоул търпеливо търпееше. Новите идеи често отнемат време, за да бъдат приети, особено ако са представени от любител в тази област. Заключенията на Джоул оспорват калорийната теория за топлината, в която повечето физици вярват по това време. В теорията за калориите се смяташе, че топлината е течно вещество.
Друга пречка за приемане на заключенията на Джоул беше недоверието към невероятната точност на измерванията му. Но Джоул беше търпелив и гениален в експериментите си. Тези атрибути са му помогнали много за избягване на грешки и за получаване на много по-точни резултати, отколкото в миналото.
Джоул, подкрепен от лорд Келвин
Работата на Джоул върху връзката между топлината, електричеството и механичната работа е пренебрегвана до 1847 г. Тогава работата му е привлечена от вниманието на Уилям Томсън. (Томсън, който по-късно е известен като лорд Келвин, е друг известен учен, който е благочестив християнин.)
Въпреки че по това време е едва 23, Томсън вече е професор по физика в Университета в Глазгоу. Томсън призна, че работата на Джоул съвпада с обединяващия модел, който започва да се появява във физиката, и ентусиазирано подкрепя работата на Джоул. (Всъщност работата на Джоул е допринесла значително за процеса на обединяване на фрагментираните раздели на физиката.)
Други ентусиазирани поддръжници на работата на Джоул бяха Майкъл Фарадей и Джордж Стоукс. И двамата бяха известни учени и отдадени християни. Тази подкрепа от редица видни поддръжници отвори врати за Джоул, които преди това бяха затворени. Кралското общество вече беше готово да го чуе. През 1849 г. Джоул чете своя доклад „За механичния еквивалент на топлината“ в Кралското общество, като Фарадей е негов спонсор. На следващата година Кралското общество публикува работата на Джоул и е избрано за член на тази престижна институция.
Нова научна дисциплина - Термодинамика
Принципът на енергоспестяване, включен в работата на Джоул, поражда нова научна дисциплина, известна като термодинамика. Въпреки че Джоул не е първият учен, който предлага този принцип, той е първият, който доказва неговата валидност. Въпреки че по-късно Томсън и редица други учени са допринесли значително за термодинамиката, Джоул с право е признат за основния основател на термодинамиката. Той посочи, че „механичната работа може да се трансформира в топлина с фиксирано съотношение от едно към друго“, а също така топлината може да се трансформира в механична работа. 3
Принципът на Джоул за запазване на енергията е в основата на първия закон на термодинамиката. Този закон гласи, че енергията не може нито да бъде създадена, нито унищожена, но може да се променя от една форма в друга.
Исак Азимов нарече този закон едно от най-важните обобщения в историята на науката.4 Това означава, че общото количество енергия (включително материята) във Вселената е постоянно. Както S.M. Хюсе посочва в книгата си „Колапсът на еволюцията“, че този закон категорично учи, че Вселената не е създадена сама по себе си! ... Настоящата структура на Вселената е свързана с опазването, а не с иновациите, както изисква теорията за еволюцията. “5
Въпреки че еволюционистите не могат да обяснят откъде идва това постоянно количество енергия/материя, 6 Библията предлага обяснение - само Бог може да създаде от нищо. Библията също така учи, че Бог поддържа това, което е създал. Всички други промени, било то на човека или на природните сили, са само пренареждания на това, което вече съществува.
Джоул беше наясно с религиозните последици от своите открития. Той пише, че „абсолютно абсурдно е да се предполага, че силите, с които Бог е дарил материята, могат да бъдат унищожени и още повече създадени от ходатайството на човека“. 7 Законът за запазване на енергията беше напълно в съответствие с Библията, въпреки че Джоул смяташе, че някои аспекти на теорията за калориите не са в съответствие с Библията.
По друг повод Джоул пише, че природните явления, независимо дали са механични, химически или жизнени, се състоят почти изцяло от непрекъснато превръщане едно в друго. По този начин във Вселената се поддържа ред - нищо не се нарушава, никога нищо не се губи, но цялата сила, колкото и сложна да е, функционира гладко и хармонично и всичко се управлява. на суверенната воля на Бог. - 8, 9
Забележителна работа
В хартия за търговска марка, публикувана през 1848 г., Джоул става първият учен, който изчислява скоростта (скоростта) на газовите молекули. Тази ранна работа по кинетичната теория на газовете по-късно е разширена от други, особено от големия математик физик Джеймс Клерк Максуел от Шотландия (друг посветен християнин).
Джоул е един от първите учени, който признава необходимостта от стандартни единици електроенергия и силно подкрепя установяването им. По-късно тази стандартизация е извършена от Британската асоциация за напредък на науката, под ръководството на Максуел. Джоул става президент на Британската асоциация през 1872 и 1887 г.
Като признание за приноса на Джоул към топлината и механичното движение, единицата енергия (или механична работа) във физиката по-късно е наречена "Джоул".
Ефектът на Джоул-Томсън
През 1852 г. Джоул започва да работи в сътрудничество с Томсън. Двамата учени се допълваха перфектно - Джоул, прецизният и съобразителен експериментатор, с ограничено обучение по математика, и Томсън, математически талантлив физик, бяха загрижени. чрез разширяване на теорията, залегнала в основата на физиката.
Трагично е, че съпругата на Джоул умира през 1854 г. само след шест години брак, оставяйки го с малките им деца. Скоро след това семейството на Джоул продава пивоварната. Оттогава Джоул живее относително усамотен живот. Оттук нататък той успя да се отдаде по-пълно на научната си дейност.
През следващите осем години Джоул работи с Томсън върху поредица от важни експерименти, за да потвърди някои от предсказанията, направени в новата дисциплина термодинамика. Най-известният от тези експерименти включва понижаване на температурата, свързана с разширяването на даден газ, без влиянието на механична работа извън съда, в който се намира газът. Това разширяващо се газово охлаждане е известно като „ефектът на Томсън Джоул.“ Този принцип е в основата на развитието на хладилната индустрия.
Талантлив изследовател
По време на връзката си с Томсън, Джоул смирено пое практическата роля на експериментално изследване на теоретичните въпроси, повдигнати от Томсън. Той имаше тази по-малко престижна роля в това плодотворно партньорство, но Джоул беше по-загрижен за постигането на разпознаваеми резултати.
Трябва обаче да се помни, че Джоул е направил ранни теоретични приноси от свое име. Както H.J. Стефенс в биографията си на Джоул: „Той със сигурност беше нещо повече от отличен експериментатор.“ Неговите експерименти водеха и оформяха неговите спекулации, но неговите спекулации се противопоставиха Те се осмелиха да се противопоставят на приетата по това време научна теория и постулираха нов точен ред във Вселената.
Джоул показа удивителна яснота в дизайна, изпълнението, описанието и обяснението на своите експерименти. За разлика от много учени, рядко се случва Джоул да следва грешни учени или да прави неправилни наблюдения. В повечето случаи оригиналните му бележки бяха почти готови за публикуване без допълнителна ревизия. Това демонстрира необикновената яснота на ума му.
Той се доверяваше на словото Божие в Библията
Джоул беше искрен християнин, известен със своето търпение и смирение. Той вярваше в това да намери Божията воля и да й се подчини.
Той не видя противоречие между работата му като учен и вярата му в истинността на Библията. Много от колегите му учени споделят неговите възгледи. „В отговор на вълната на дарвинизма, обхванала страната, 717 учени подписаха забележителен манифест, озаглавен„ Декларацията на студентите по естествени и физически науки “, издадена в Лондон През 1864 г. Това изявление утвърждава тяхната увереност в научната цялост на Свещеното Писание. Списъкът включва 86 колеги от Кралското общество. “11 Джеймс Джоул е един от най-видните учени, подписал документа.
От 1872 г. здравето на Джоул се влошава и той не може да направи много. Умира в Сале, Чешир, Англия, на 11 октомври 1889 г.
Джоул твърдо разпозна Бог като Създател. Неговите думи установиха ценностите и принципите, на които той разчиташе в живота - „След познаване и подчинение на Божията воля следващата цел трябва да бъде познаването на Неговите качества:“ ›Мъдрост, сила и доброта, както им показва работата Му
Предавател: Клаудиу Балан
Справки и бележки
[1] J.P. Джоул в кратка биография, написана през януари 1863 г. Публикувана в „Мемоари и трудове на Манчестърското литературно-философско общество“, т. LXXV (1930-1931), бр. 8, стр. 110
[2] J.P. Джоул, в бележка в своите научни тетрадки, цитирана в: J.G. Кроутер, британски учени от деветнадесети век, Routledge & Kegan Paul, Лондон, 1962, стр. 139.
[3] Енциклопедия Британика, 1992, том 28, стр. 612.
[4] И. Азимов, Биографична енциклопедия на науката и технологиите: Животът и постиженията на повече от 1000 велики учени от Древна Гърция до космическата ера, второ издание, 1982 г., Doubleday & Co. Inc., Garden City, Ню Йорк, стр. 399.
[5] S.M. Huse, The Collapse of Evolution, Baker Books, Grand Rapids, Michigan, 1983, стр. 59.
[6] Теорията за „големия взрив“ не се опитва да обясни как се е появила хипотетичната концентрация на материя.