Иосиф Адам Браун

Образование и прибытие в Санкт-Петербург

Иосиф Адам Браун, также встречающийся в русских документах как Осип Иванович Браун, родился в 1712 году. Его ранние годы связаны с немецкоязычной научной средой. В биографических материалах упоминаются его образование и работа в университетских центрах германских земель. Точное место рождения требует дополнительной проверки, поэтому оно здесь не указано.

В 1746 году Браун прибыл в Санкт-Петербург и начал работать в Петербургской академии наук. Его пригласили в период, когда Академия искала преподавателей и исследователей, способных развивать преподавание физики, философии и экспериментальных наук. В 1748 году он получил профессорскую должность по философии. Для того времени это название охватывало также ряд вопросов естествознания.

Браун вошёл в круг учёных, работавших в Петербурге вместе с Леонардом Эйлером, Георгом Рихманом и Михаилом Ломоносовым. Его обязанности сочетали преподавание, участие в академических заседаниях и самостоятельные опыты.

Академическая работа и наблюдения

В Академии Браун занимался физическими и метеорологическими исследованиями. Он вёл наблюдения за погодой и обсуждал способы определения температуры, а результаты некоторых измерений публиковал в академической периодике. Сбор сопоставимых метеорологических данных был существенной частью работы физиков XVIII века: приборы ещё не всегда давали одинаковые показания, а методика наблюдений постепенно вырабатывалась.

Интересовался Браун и астрономией. По биографическим сведениям, он устраивал небольшую наблюдательную площадку с приборами, наблюдал солнечные пятна и прохождение Венеры по диску Солнца в 1761 году. Эти наблюдения свидетельствуют о широте его занятий, хотя оснований относить их к отдельным астрономическим открытиям нет.

В академической среде Браун участвовал также в работе с научными текстами. Сохранились сведения об его участии в корректуре второго тома «Морской науки» Леонарда Эйлера. Подобная деятельность требовала понимания математического и физического содержания труда и знания правил академического книгоиздания.

Как возникли опыты с охлаждением ртути

До исследований середины XVIII века ртуть была известна как металл, который при обычной температуре остаётся жидким. Вопрос о том, можно ли получить её в твёрдом состоянии, был важен и для физики, и для совершенствования термометров: ртутные приборы при сильном холоде вели себя иначе, чем обычно.

Работая в Петербурге, Браун использовал способы искусственного охлаждения, позволявшие достигать температуры значительно ниже обычной зимней. Для опытов применялись охлаждающие смеси, а полученное изменение состояния металла проверяли непосредственно. Суть открытия заключалась не в получении особенно холодного воздуха самого по себе, а в подтверждении того, что ртуть может стать твёрдой при достаточно низкой температуре.

Такие эксперименты требовали осторожности с показаниями приборов. Если термометр содержит ртуть, при её затвердевании он перестаёт работать обычным способом. Исследователям приходилось учитывать эту особенность и сопоставлять результаты разных измерений.

Получение твёрдой ртути в 1759 году

В декабре 1759 года Браун в лабораторных условиях получил твёрдую ртуть, применяя охлаждение до очень низкой температуры. Это было одним из важнейших экспериментальных результатов его научной деятельности. Впервые удалось непосредственно изучать металл в состоянии, которое обычно невозможно наблюдать в повседневной жизни.

После успешного опыта исследователи проверяли, как ведёт себя затвердевшая ртуть, насколько быстро она плавится при нагревании и можно ли обрабатывать её механически. Опыт показал, что в твёрдом состоянии металл обладает свойствами, существенно отличающимися от жидкого состояния. Браун продолжал исследования совместно с Михаилом Ломоносовым, который также занимался вопросами холода и свойствами веществ.

В некоторых вторичных публикациях фигурируют различные значения минимальной температуры, якобы достигнутой в опытах. Эти числа не всегда сопоставимы из-за исторических температурных шкал и особенностей методов измерения, поэтому здесь не приводится одно универсальное значение для всех опытов. Сам факт получения твёрдой ртути в 1759 году хорошо подтверждён историей науки и публикациями самого Брауна.

Сообщение об открытии и научное значение

Результаты экспериментов Браун представил в Академии наук. В сентябре 1760 года он выступил с речью об искусственно полученном холоде, от которого замёрзла ртуть. Печатное издание этой речи вышло в Петербурге в 1761 году и сохранилось в Российской национальной библиотеке. Оно позволяет проверять историю открытия по близкому ко времени события свидетельству.

Наблюдение твёрдой ртути укрепило представление о том, что жидкое состояние ртути связано с температурой, а не с неизменным свойством самого металла. Опыты были важны для дальнейшего развития исследований фазовых переходов, измерения низких температур и экспериментальной физики.

При изложении этого достижения нужно различать получение ртути в твёрдом состоянии, наблюдение её свойств и более позднее создание точных температурных шкал. Браун не изобрёл современный низкотемпературный термометр и не разработал всю последующую физику холода; его заслуга относится к конкретному успешному эксперименту и его воспроизводимому научному результату.

Последующие исследования и последние годы

После открытий 1759–1760 годов Браун продолжал служить в Петербургской академии наук. Он сохранял интерес к метеорологическим измерениям, астрономическим наблюдениям и общим вопросам физики. Наряду с этим преподавал и участвовал в академической научной жизни.

В 1760-е годы в Петербурге развивалась приборная культура, совершенствовались методы записи и сопоставления результатов опытов. Исследования Брауна относятся к тому этапу, когда понятия температуры и агрегатного состояния вещества получали всё более чёткое экспериментальное содержание.

Иосиф Адам Браун умер в 1768 году. Его имя сохраняется прежде всего в связи с опытами замораживания ртути. В фондах академических архивов находятся документы о его научной деятельности, а в библиотечных собраниях — издания, позволяющие познакомиться с её результатами на языке эпохи.