Развешивая электрические гирлянды, вырезая с детьми снежинки, зажигая новогодние свечи, выбирая елку для праздника, мы невольно прикасаемся к науке. Потому что каждый привычный новогодний атрибут когда-то был кем-то изобретен, найден или подсмотрен у природы, объяснен с научной точки зрения. О том, какое отношение имеют великие ученые к новогоднему волшебству, рассказываем в нашей статье.
Дед мороз и химия: как Дмитрий Менделеев перевоплощался в новогоднего волшебника
Русский ученый-энциклопедист Дмитрий Менделеев рос в многодетной семье, а затем и сам стал отцом семерых детей. А еще, прежде чем прославиться как великий ученый и автор Периодической системы химических элементов, Дмитрий Иванович окончил Главный педагогический институт в Санкт-Петербурге и несколько лет работал учителем. Затем, защитив диссертацию, долгие годы преподавал в университетах.
Педагогический талант Менделеева проявлялся не только в весьма успешном преподавании, но и в том, что великий ученый любил находиться в окружении детей и молодежи, приобщать их к науке и искусству. Будучи управляющим Главной Палаты мер и весов (прим. ред.: сейчас ВНИИ метрологии им. Д.И. Менделеева), Менделеев на собственные средства устраивал новогодние праздники для детей служащих Палаты с представлениями и щедрыми подарками. При этом Дмитрий Иванович очень любил сам переодеваться в Деда Мороза. Дергая волшебного великана в расшитой шубе за его роскошную и, заметим, не накладную а натуральную бороду, дети, конечно, и не подозревали, что именно Менделеев, как главный метролог, отвечал в России в том числе и за точное время. То есть по сути, как и положено настоящему Деду Морозу, определял, в какую именно минуту наступит Новый год.
Новогодние приемы для своих детей, а также детей соседей и друзей Дмитрий Иванович устраивал и в своем доме. Детвора обожала сказочного Деда, который и сам был рад выступить в роли доброго волшебника и с удовольствием участвовал во всех детских играх, не жалея на это времени. Друзья и знакомые Менделеева годами возили на эти праздники своих наследников, потому что, увидев однажды ученого в образе волшебного деда, малыши начинали свято верить, что Дед Мороз и в самом деле существует. Когда же на домашних праздниках кто-то другой надевал шубу, бороду, брал посох и закидывал за спину мешок с подарками, детвора кричала, что это поддельный Дед Мороз, а настоящий приходит только в дом к Менделеевым.
Снежинки и астроном: как новогодний снегопад помог Иоганну Кеплеру основать кристаллографию
Начало этой истории похоже на волшебную сказку. Однажды в новогоднюю ночь знаменитый немецкий астроном, физик и математик Иоганн Кеплер шел по тихим улочкам Праги к своему хорошему другу Иоганну Матвею Вакеру фон Вакенфельсу. Вакенфельс был философом и историком, служил советником короля Богемии Рудольфа II и покровительствовал Кеплеру. Не имея заранее приготовленного подарка для друга, астроном размышлял, чем же его порадовать. В задумчивости он наблюдал, как в лунном свете тихо падают восхитительные пушистые снежинки. Выйдя на Карлов мост, астроном остановился и залюбовался идеальной формой мерцающих частичек на своих рукавах. Тут же Кеплер отметил, что каждая из них хоть и отличается особым узором, но имеет одинаковую шестигранную форму. Пытливый ум ученого не мог списать это на совпадение, и Кеплер задумался над причиной такого единообразия. Итогом размышлений стал небольшой трактат, скорее даже шутка-миниатюра «Новогодний подарок, или О шестиугольной снежинке», которую ученый посвятил и преподнес, хоть и с некоторым опозданием, своему другу в качестве новогоднего подарка. В работе он размышлял: «Является ли форма искони присущей телу или приобретается под влиянием внешних воздействий, принимает ли материал шестиугольную форму в силу необходимости или по своей природе и что следует считать врожденным: воплощенный в шестиугольном архетип красоты или знание цели, к которой приводит эта форма?» Точного ответа на эти вопросы в своем труде Кеплер не дал, но, по мнению великого российского философа, химика, минеролога Владимира Вернадского, именно это небольшое исследование Кеплера положило начало кристаллографии.
Изобретатели и волшебные огни: как Томас Эдисон и его друг впервые зажгли на елке электрогирлянду
В канун Рождества 1882 года американский изобретатель Эдвард Хибберд Джонсон, работавший вместе с Томасом Алвой Эдисоном в Edison Electric Light Company (прим. ред.: впоследствии General Electric), наряжал вместе с семьей елку у себя дома. Когда дело дошло до свечей, которыми в то время было принято украшать рождественские елки, Джонсон задумался, каким образом заменить пожароопасный декор на изобретение Эдисона — электрические лампы накаливания. И придумал решение в виде проводов с небольшими лампочками размером с грецкий орех. Гирлянду инженер закрепил на елке и еще протянул в два ряда крест-накрест под потолком.
Городской сети электричества тогда еще не было, поэтому питание ко всей конструкции поступало по проводам, протянутым из офиса компании к дому Джонсона. Затем была устроена демонстрация изобретения. Семья Джонсона, приглашенные соседи и приезжий репортер из газеты «Detroit Post and Tribune» были в восторге. Журналист так описал увиденное: «В глубине великолепной гостиной стояла большая рождественская елка, очень необычная и живописная. Она была ярко освещена множеством разноцветных шаров и вращалась примерно шесть раз в минуту (прим. ред.: в дополнение к гирляндам изобретатели сконструировали для елки еще и вращающуюся подставку). Всего было восемьдесят лампочек: примерно поровну белых, красных и синих. Когда елка вращалась, цвета чередовались, лампочки гасли и загорались при каждом обороте. В результате весь вечер непрерывно мерцали танцующие цвета: красный, белый, синий, белый, красный, синий». Удивительно, но восхитившая всех демонстрация тогда не была описана ни в одной газете Нью-Йорка. Спустя месяц о праздничной елке Эдисона писал популярный в те годы журнал Electrical World, журналисты которого назвали ее «прекраснейшей из Рождественских елок Нью-Йорка». А два года спустя, в 1884 году, когда Джонсон продемонстрировал доработанную конструкцию, в «New York Times» появилась большая статья. Автор не просто восхищался сверкающим волшебством, но и довольно подробно описывал разные технические подробности, несмотря на то, что материал был опубликован в разделе «Общество»: «На елке было 120 лампочек с разноцветными шарами, а легкая мишура и другие традиционные украшения для рождественских елок выгодно подчеркивали ее красоту. Мистер Джонсон установил у подножия елки небольшую динамо-машину Эдисона, которая, получая ток от большой динамо-машины в подвале дома, превращала его в мотор. С помощью этого мотора елка вращалась равномерным движением. <...> С помощью простого устройства, которое размыкало и замыкало соединение медных проводов вокруг елки с соответствующими кнопками, группы гирлянд включались и выключались через равные промежутки времени по мере того, как елка вращалась. <...> Разделив ток, поступающий от большой динамо-машины, мистер Джонсон смог остановить движение дерева, не выключая свет. Механизм, с помощью которого происходит смена освещения, был запатентован мистером Джонсоном, который считает, что его использование будет иметь неоценимое значение для создания сценических эффектов. Изменения можно производить с точностью часового механизма, а возможности для комбинаций и эффектов практически безграничны <…> Этот дом стал первым в городе, в котором электрическое освещение питалось от тока, вырабатываемого автономной электростанцией…».
В 1890 году Эдисон опубликовал небольшую рекламную брошюру, в которой впервые в коммерческой литературе упоминалось использование электрического освещения для рождественской елки. Эдисон писал: «Мало что может сравниться по красоте и изяществу с миниатюрными лампочками накаливания, расположенными среди цветов или вплетенными в гирлянды или фестоны для украшения рождественских елок или оранжерей...»
Ботаник и «идеальная елочка»: как Александр фон Норманд подарил миру самую красивую ель
Свою лепту в создание новогоднего волшебства вносили не только физики и химики. Русско-финский ученый-натуралист Александр фон Нордман (1803-1866), большой любитель путешествий и романтик, отправляясь в 1835 году в экспедицию на Кавказ, мечтал, кроме прочего, найти там, как он говорил, «идеальную елочку» — дерево, максимально подходящее для рождественских праздников. И нашел. Вместе с коллекцией из 12 тысяч растений, тысяч насекомых, сотен моллюсков и списка из 43 исторических руин Нордман привез из экспедиции и закавказскую пихту. Он нашел ее на высоте 1500 метров недалеко от города Боржоми и был так очарован красотой пушистой темно-зеленой хвои, безупречной конусовидной формой, что сразу решил, что это та самая «идеальная елочка», которую он искал. Дерево получило ботаническое название пихта Нордмана (Abies nordmanniana), а вскоре еще обиходное и торговое — Датская ель. Именно эти деревья сегодня выращивают специально для продажи на рождественские и новогодние праздники. Это самый дорогой сорт и самый практичный, потому что, помимо невероятной красоты, Датские ели обладают еще одним волшебным качеством — они не осыпаются, иголки просто высыхают на ветках.
Великий химик и рождественские лекции: как Майкл Фарадей дал начало прекрасной традиции
Знаменитый английский химик и физик-экспериментатор Майкл Фарадей, стремившийся открыть волшебный мир науки для британской молодежи, однажды задумал проводить в рождественские дни научные лекции в Королевском институте Великобритании. Первый цикл лекций в 1825 году прочитал сам Фарадей, тем самым положив начало 200-летней истории Рождественских лекций. Впоследствии в разные годы он еще 19 раз накануне зимних праздников выступал с лекциями на разные темы, увлекая молодежь простыми, понятными рассказами о природе вещей.
Одним из самых знаменитых рождественских курсов Фарадея стали шесть лекций под общим названием «Химическая история свечи». Выбор в качестве темы выступлений самого популярного в то время рождественского атрибута Фарадей объяснял слушателям так: «Явления, наблюдающиеся при горении свечи, таковы, что нет ни одного закона природы, который при этом не был бы так или иначе затронут. Рассмотрение физических явлений, происходящих при горении свечи, представляет собой самый широкий путь, которым можно подойти к изучению естествознания». Ученый рассказывал юным британцам о различных зонах горения в пламени свечи, о том, как поднимаются частицы горючего по фитилю, почему для горения нужен воздух, говорил о ни с чем не сравнимой красоте сияния пламени. Опыты включали получение водорода, кислорода, азота и углекислого газа и изучение их свойств. Фарадей демонстрировал электролитическую ячейку: сначала гальваническое покрытие платиновых проводников растворенной медью, затем получение водорода и кислорода. Ученый показывал свойства воды, в том числе ее расширение при замерзании, поразив слушателей тем, как из-за этого расширения лопаются железные сосуды. Демонстрировал он и еще много разных волшебных научных «фокусов», а в заключение курса предлагал некоторые демонстрации и эксперименты, описанные в лекциях, проводить детям в домашних условиях и даже заботливо давал специальные рекомендации по обеспечению безопасности во время опытов.
Во время чтения своих лекции великий ученый продемонстрировал недюжинные педагогические способности, и надо отметить, что некоторые находки Фарадея до сих пор используются при преподавании физики и химии в современных школах. Существует по сей день и традиция Рождественских лекций Королевского института. С той самой первой «фарадеевской» серии в 1825 году и до нынешнего времени они проводились ежегодно за исключением периода с 1939 по 1942 год, когда лекции были прерваны из-за Второй мировой войны. Лекторами на рождественских сериях выступали многие известные ученые, в том числе нобелевские лауреаты, представляющие самые разные области науки. В 2022 году лекции «Тайны криминалистики» читала шотландский судебный антрополог баронесса Сьюзен Маргарет Блэк. В 2023 году профессор Оксфордского университета Майкл Вулдридж порадовал молодежь перед Рождеством, осветив самую популярную сейчас научную тему в своем курсе «Правда об искусственном интеллекте». Некоторые лекции были опубликованы, а с 1966 года все курсы транслируются по телевидению. Лекции Королевского института становятся прекрасным рождественским подарком для любознательных детей и подростков, так как всегда затрагивают самые интересные и современные научные достижения.
У нас в стране тоже существует подобная традиция. Не один десяток лет московский Политехнический музей организует для детей новогодние «Научные елки». Праздники каждый год проходят по разным сценариям, но всегда включают в себя всевозможные научные игры, занимательные опыты, демонстрации и квесты. В этом году елка в Политехническом будет посвящена 500-летию начала освоения Северного морского пути. Дети узнают много об Арктике, этапах ее освоения, жизни и работе знаменитых полярников. Музей проводит три «Научные елки» в день с 25 декабря по 11 января. Билеты можно купить уже сейчас на сайте Политехнического музея.
Автор текста Наталья Сидорова
Иллюстрации: Виктория Силаева, Александра Романцова
