Вечный двигатель: как Роберт Броун открыл броуновское движение

Роберт Броун никогда не был физиком, однако его наблюдение стало столпом всей физической науки. Он первым заметил, что мельчайшие частицы пыльцы хаотично двигаются в воде, несмотря на то, что не являются живыми существами. Это стало одним из первых экспериментальных подтверждений существования молекул.

Не задалось с учебой: детство и юность Роберта Брауна

Роберт Броун появился на свет в 1773 году в Шотландии. Он был единственным ребенком в очень воцерковленной семье. Отец мальчика Джеймс Броун служил в Шотландской епископальной церкви, а мать Хелен Броун воспитывала сына как будущего священника. Роберт учился в Академии Монтроз, а после, вопреки наставлениям матери, поступил в Маришаль Колледж.

Но колледж Броун не окончил. В 1790 году семья перебралась в Эдинбург, и Роберт поступил в местный университет. Правда, на совершенно неожданное для себя направление: он решил изучать медицину. Однако самым интересным предметом для Роберта оказалась ботаника — ей он занимался все свободное время.

Роберт Броун не раз выбирался с группой ученых в экспедиции по Северо-Шотландскому нагорью и составлял словари растений, встречавшихся на пути. Во время путешествий он даже открыл лисохвост (Alopecurus alpinus), чем поделился с известным британским ботаником Уильямом Уезирингом.

Учеба шла тяжело. Роберт бросил университет на последнем курсе. Он записался добровольцем в полк Файфа и вскоре был переброшен с другими солдатами в Ирландию. Броун стал подрабатывать ассистентом хирурга, но даже тогда Роберт мало интересовался больными: он продолжал заниматься ботаникой, изучая тайнобрачные растения.

Бесчетная коллекция: экспедиция Броуна к берегам Австралии

Даже находясь в военной части, Роберт Броун вел переписки с известными учеными. Хоть общение и было ограничено рабочими вопросами, никто из знакомых не предлагал ему должность в области фитологии. А вот натуралист сэр Джозеф Бэнкс все-таки посоветовал Броуна в качестве ботаника в экспедиции под руководством капитана Флиндерса.

Броуну поручили собирать образцы всех видов растений и насекомых, а также наблюдать за птицами и животными, которые населяли соседние острова. Ботанические исследования в Австралии затянулись, однако оказались крайне продуктивными: Роберт Броун собрал до 3,4 тысячи различных образцов растений, при этом обнаружив около 2 тысяч новых видов. Ботаник стал первым, кто привез столько научного материала!

В 1805 году Броун вернулся в Англию, где следующие пять лет изучал собранный материал. Он стал все чаще председать в Лондонском линнеевском обществе и печатать статьи по ботанике. После смерти Бэнкса Роберт Броун унаследовал его обширную библиотеку и гербарий. Их ученый передал Британскому музею, после чего был назначен хранителем этой коллекции.

Открытие броуновского движения

Большую часть времени Роберт Броун посвятил физиологии растений. В 1827 году к нему на «операционный стол» попал пыльник, и ученый решил рассмотреть движение плазматических телец в его пыльце. Поместив зернышки пыльцы в воду и направив на них микроскоп, Броун обнаружил мелкие частицы, которые двигались в хаотичном порядке.

Тогда Роберт подумал, что это могли быть живые организмы — все-таки частички перемещались... Броун начал экспериментировать с неорганическими веществами, помещая под стекло пыль от сажи, крупицы металлов и камней. Ботаник обнаружил, что все они по-прежнему перемещались в воде!

Тем не менее Роберт Броун так и не смог объяснить причину физического процесса. Это сделали позже такие ученые, как Луи Жорж Гуи, Альберт Эйнштейн и Жан Перрен. В разное время они доказали, что движение вызвано столкновениями молекул жидкости или газа с частицами твердого вещества.

Последние годы жизни Роберта Броуна и споры после его смерти

В начале 1850-х годов Роберт Броун стал президентом Линнеевского общества, а также получил должность библиотекаря Британского музея. Он заведовал ботаническим отделом до самой смерти. Ученый скончался в 1858 году и был похоронен на лондонском кладбище Кенсал-Грин.

Роберту Броуну не стоило беспокоиться о своей репутации при жизни, однако через 40 лет после его кончины научное сообщество поставило под сомнение открытие броуновского движения. Казалось, что технологии XIX века были недостаточно хороши для такого «детального» наблюдения.

Тогда 1991 году британский биолог Брайан Дж. Форд воссоздал микроскоп Броуна и повторил его открытие шаг за шагом. И действительно: даже тот «старичок» смог разглядеть движение частиц.