Шарль Каньяр де Латур

Шарль Каньяр де Латур (фр. Charles Cagniard de Latour; 31 марта 1777, Париж — 5 июля 1859, Париж) — французский инженер, физик и изобретатель, известный работами в области акустики, термодинамики и микробиологии. Внёс вклад в изучение колебаний звука, создал ряд измерительных приборов, а также экспериментально обосновал существование критического состояния вещества.

Биография

Шарль Каньяр де Латур родился в Париже в семье королевского чиновника. Получил инженерное образование в Школе мостов и дорог (École nationale des ponts et chaussées), которую окончил в 1797 году. После службы в инженерных войсках работал в Париже, занимаясь проектированием и усовершенствованием промышленного оборудования.

С 1818 года состоял членом Парижской академии наук (секция механики). На протяжении жизни совмещал инженерную практику с научными экспериментами в собственной лаборатории. Был известен как изобретатель точных приборов: в 1819 году сконструировал акустический манометр, в 1822 году — сирену для измерения частоты звука. В 1827 году удостоен премии Академии наук за исследования колебаний упругих тел. Умер в Париже в возрасте 82 лет.

Научные достижения

Акустика

Каньяр де Латур считается одним из основоположников экспериментальной акустики. В 1819 году он изобрёл акустический манометр — прибор, позволяющий визуализировать звуковые колебания в газовой среде. Устройство представляло собой камеру с мембраной, соединённой с капилляром, в котором находилась капля жидкости. Под действием звуковых волн мембрана колебалась, и капля перемещалась, регистрируя интенсивность и частоту звука.

В 1822 году он усовершенствовал сирену (изначально созданную Джоном Робинсоном в 1799 году), превратив её в точный инструмент для измерения частоты звуковых колебаний. Сирена Каньяра де Латура состояла из вращающегося диска с отверстиями, через которые пропускался воздух; частота звука определялась по скорости вращения диска и числу отверстий. Этот прибор стал стандартным средством для калибровки акустических измерений в XIX веке.

Критическое состояние вещества

В 1822 году Каньяр де Латур провёл серию опытов, в которых нагревал жидкость (эфир) в запаянной стеклянной трубке до температуры выше её нормальной точки кипения. Он обнаружил, что при определённой температуре (около 200 °C для эфира) граница между жидкостью и паром исчезает, и вещество переходит в «однородное состояние» — плотный газ, который при охлаждении конденсируется обратно в жидкость. Это явление впоследствии получило название критического состояния (или критической точки). Каньяр де Латур впервые описал его в докладе Академии наук в 1823 году, однако его работа не получила широкого признания до 1860-х годов, когда Томас Эндрюс независимо повторил эксперименты с углекислотой и ввёл термин «критическая точка».

Микробиология

В 1837 году Каньяр де Латур опубликовал исследование, в котором показал, что процесс спиртового брожения вызывается живыми микроорганизмами — дрожжами. Он наблюдал под микроскопом размножение дрожжевых клеток и установил, что они выделяют углекислый газ и спирт. Это открытие стало одним из ключевых доказательств биологической природы брожения, опередив работы Луи Пастера на несколько лет. Однако гипотеза Каньяра де Латура встретила сопротивление со стороны сторонников химической теории (Юстус фон Либих), и окончательное признание биологической теории пришло только после публикаций Пастера в 1857–1860 годах.

Изобретения и приборы

Помимо акустического манометра и сирены, Каньяр де Латур создал несколько других устройств:

• Газовый термометр (1822) — прибор для измерения температуры по расширению газа, отличавшийся высокой точностью.
• Калориметр (1824) — устройство для измерения теплоёмкости газов.
• Пневматический молот (1830) — механизм для забивания свай, работавший на сжатом воздухе (прототип современных отбойных молотков).
• Аппарат для получения углекислоты (1835) — лабораторная установка для синтеза CO₂ из мрамора и кислоты.

Значение и признание

Научное наследие Каньяра де Латура оценивается неоднозначно. С одной стороны, его экспериментальные методы и приборы заложили основы акустики и термодинамики. Сирена его конструкции использовалась в физических лабораториях до начала XX века. Открытие критического состояния вещества стало важным этапом в понимании фазовых переходов. С другой стороны, многие его идеи (например, о биологической природе брожения) были восприняты научным сообществом лишь спустя десятилетия, после работ других учёных.

В честь Каньяра де Латура назван критический индекс Каньяра — де Латура (в некоторых источниках — «точка Каньяра»), используемый в физике для описания поведения веществ вблизи критической точки. В 1878 году его имя было выгравировано на Эйфелевой башне в списке 72 выдающихся французских учёных.

Критика и противоречия

Некоторые современники Каньяра де Латура ставили под сомнение точность его экспериментов. В частности, его опыты с критическим состоянием эфира критиковались за несовершенство аппаратуры (стеклянные трубки могли лопаться при высоких давлениях). Однако повторные эксперименты в XX веке подтвердили корректность его наблюдений. Вопрос о приоритете открытия критической точки остаётся дискуссионным: некоторые историки науки отдают первенство Каньяру де Латуру, другие — Томасу Эндрюсу, который дал явлению строгое математическое описание.

Источники

• Cagniard de Latour, Charles. Notice sur la vie et les travaux de Charles Cagniard de Latour. — Paris: Mallet-Bachelier, 1860.
• Dictionnaire des scientifiques français. — Paris: Larousse, 2005.
• Taton, René. Histoire générale des sciences. Tome 3: La science contemporaine. — Paris: PUF, 1961.
• Brush, Stephen G. The Kind of Motion We Call Heat: A History of the Kinetic Theory of Gases in the 19th Century. — Amsterdam: North-Holland, 1976.