КУЛОН, ШАРЛЬ ОГЮСТЕН

(1736-1806) французский физик и инженер

Шарль Огюстен Кулон родился в 1736 году на юго-за­паде Франции в городе Ангулеме, в семье правительствен­ного чиновника. Через некоторое время после рождения Шарля семья Кулонов переехала в Париж, где и прошло его детство. Отец, Анри Кулон, по отзывам знавших его людей, был человеком мягким и уступчивым, в свое вре­мя пытавшимся сделать карьеру военного. Праве решать будущее Шарля было предоставлено его матери — урож­денной Катрин Баже, происходившей из знатного рода.

Мать хотела, чтобы ее сын стал врачом, поэтому он получил начальное образование, посещая Колледж Четы­рех Наций, основанный по завещанию знаменитого кар­динала Мазарини. Время учебы Шарля в Париже предпо­ложительно относится к 1746-1751 годам. Колледж Ма­зарини представлял собой одну из лучших школ того вре­мени, где обучались всего около тридцати мальчиков дво­рянского происхождения в возрасте от 10 до 15 лет. Это элитарное учебное заведение славилось высоким уровнем преподавания математики, и, видимо, поэтому Кулон рано заинтересовался этим предметом. В Колледже Мазарини также обучали риторике, логике, классическим языкам и началам физики.

После его окончания Кулон по семейным обстоятель­ствам покинул столицу и переехал на родину отца в Монпелье, на юг Франции. К этому времени Анри Кулон разо­рился, пустившись в спекуляции, и вынужден был уехать на родину. Его супруга не пожелала последовать за му­жем и осталась вместе с детьми в Париже. К переезду в Монпелье привел Шарля его конфликт с матерью, возник­ший после того, как он объявил о своем решении стать ученым.

Вскоре после переезда в провинцию Шарль стал при­нимать участие в работе научного общества Монпелье. Оно было вторым после Парижской Академии наукобъединением, статус которого был утвержден королем. В феврале 1757 года на заседании Королевского научного общества Кулон прочел свою первую научную работу по математике на тему: «Геометрический очерк среднепровинциальных кривых», заслужившую одобрение членов общества. Вскоре Кулон, которому уже исполнился 21 год, был избран адъюнктом по классу математики, а успехи на научном поприще пророчили ему со временем достаточно высокое положение в научном обществе Монпелье. Однако участие в деятельности общества не обеспечивало постоянного и надежного источника средств к существованию, и необходимо было выбрать какую-то профес­сию. Перед молодыми людьми из буржуазной семьи во Франции XVIII века открывалось несколько путей в вы­боре профессии: принять духовный сан, стать гражданс­ким чиновником или избрать военную карьеру. Шарль Кулон выбрал профессию военного инженера, которая в наибольшей степени отвечала его интеллектуальным зап­росам, давала достаточно высокое положение в обществе и возможность получить прекрасное образование в выс­шем техническом учебном заведении — Военно-инженер­ной школе в Мезьери.

Летом 1758 года он отправился в Париж для подготов­ки к вступительным экзаменам в Мезьерскую школу. В феврале 1760 года экзамены были сданы, и в возрасте двад­цати трех лет Шарль Кулон был зачислен в Школу воен­ных инженеров, где в течение полутора лет обучался ма­тематике, архитектуре, черчению, основам физики, стро­ительному искусству. Будущих военных инженеров учи­ли плотницкому делу, методам обработки камня, прове­дению геодезических работ: составлению карт на местности, практической геодезической съемке и т.д. Для приобретения опыта организации строительства слушате­лям школы поручалось руководство бригадами мобилизо­ванных на общественные работы местных крестьян, а так­же выполнение расчетов, связанных с определением зат­рат на строительство. В дальнейшей научной работе Куло­на пригодились также лекции по элементарной физике.

В ноябре 1761 года Шарль Кулон окончил Школу во­енных инженеров, получил чин лейтенанта и вместе с еще двумя выпускниками был отмечен денежной премией. С этого момента он все время находился на военной служ­бе. С 1762 по 1764 год Шарль Кулон находился на строи­тельстве укреплений в крупном порту на западном побе­режье Франции — Бресте. Еще до окончания первых двух лет службы было принято решение о его переводе на ост­ров Мартиника, в заморскую колонию Франции.

С февраля 1764 по 1772 год Кулон руководил строи­тельством основного укрепления острова — форта Мон-Гарнье (в 1766 году это сооружение получило название Форт-Бурбон). Для Франции это были трудные времена: она терпела сокрушительные поражения в колониальных войнах, поскольку во времена правления Людовика XV внешняя политика Франции отличалась исключительной непоследовательностью. В оставшихся за Францией ко­лониях требовалось строительство укреплений. На Мар­тинике Кулону с первых дней пребывания пришлось пре­одолевать трудности, связанные с нехваткой рабочих, тяжелым климатом и болезнями, а также бороться про­тив рутины и местнических интересов верхушки колони­альной знати. Несмотря на все эти трудности, он хорошо справлялся со своими обязанностями и в марте 1770 года получил чин капитана. Служба на Мартинике дала ему бесценный опыт инженера-практика, а также здесь опре­делилось направление его позднейших исследований.

В 1772 году Шарль Кулон получил назначение в Бушен. Тяготы военной службы не отвратили его от науч­ных интересов, и в марте-апреле 1773 года он представил на двух заседаниях Парижской Академии наук свою пер­вую научную работу, посвященную строительной меха­нике. Эта работа была воспринята с одобрением, в даль­нейшем многие идеи Кулона оказались весьма плодотвор­ными и использовались учеными и инженерами XVIII, а также XIX веков.

В 1774 году его перевели в крупный порт Шербур, где он служил до 1777 года и занимался ремонтом ряда фор­тификационных сооружений. В свободное время, которо­го было достаточно, Кулон занимался разработкой опти­мального метода изготовления магнитных стрелок для точных измерений магнитного поля Земли. Эта тема была задана на конкурсе, объявленном Парижской Академией наук. В 1777 году Кулон становится победителем этого конкурса. Во время службы в Шербуре он представляет военному министру записку с предложениями по реорга­низации Военно-инженерного корпуса, в которой он так­же указывает на организационные недостатки. Предло­жения Кулона не могли быть полностью реализованы в условиях монархического строя, однако некоторые из них были учтены при реформе корпуса. Это способствовало укреплению авторитета Кулона и его дальнейшему про­движению по службе.

В 1777 году его переводят в город Безансон, на восток Франции, где он до 1778 года занимается ремонтом фор­та и других инженерных сооружений в небольшом городе Салэн. В этот период наиболее интересной была работа Кулона для военного министерства, посвященная разра­ботке метода проведения подводных работ. Когда работа над мемуаром о подводных камерах была закончена, он получает новое назначение — в крупнейший город-порт Марсель, но выехать туда он не успел. Этому помешала смерть матери, госпожи Кулон. Шарль, согласно завеща­нию, должен был получить часть наследства и вынужден был заняться устройством финансовых дел их семьи.

С 1779 по 1780 год Кулон служил в Рошфоре, а с вес­ны 1780 года до осени 1781 года — в Лилле. В это время он занимался экспериментами, посвященными внешнему трению, и в 1781 году стал победителем конкурса Париж­ской Академии наук, посвященного этой проблеме. В этом же году Кулон сформулировал законы трения качения и скольжения, установил законы упругого кручения, иссле­дуя кручение шелковых и металлических нитей.

В первой половине сентября 1781 года он был переве­ден в Париж, а 30 сентября того же года награжден крес­том Св.Людовика. Научная активность Кулона получила признание: 12 декабря 1781 года он был избран членом Парижской Академии наук по отделению механики. В Париже ученый занимался инженерными вопросами, свя­занными с печально известной крепостью-тюрьмой Бас­тилией, работал в комиссии по каналам в Бретани, был назначен на пост королевского интенданта (смотрителя) вод и фонтанов. В 1786 году Кулону было присвоено зва­ние майора, а в 1791 году он вышел в отставку.

После переезда в Париж основным занятием Шарля становятся научные исследования, посвященные элект­ричеству и магнетизму. Ранее выполненные исследования кручения металлических нитей имели важное практичес­кое значение — в 1784 году он построил крутильные весы, т.е. прибор для измерения силы. Он мог использоваться для измерения малых сил различной природы и обеспе­чивал необычайную по тем временам чувствительность. С помощью крутильных весов Кулон в 1785 году экспери­ментально установил основной закон электростатики — закон взаимодействия неподвижных точечных зарядов, получивший название «закона Кулона». Признание этого закона приходило постепенно. В 1788 году Ш.Кулон рас­пространил его на взаимодействие точечных магнитных полюсов. Им были получены экспериментальные резуль­таты, имеющие фундаментальное и прикладное значение и заложившие основы электро- и магнитостатики.

В 1789 году началась Великая французская револю­ция. ознаменовавшая конец эпохи абсолютной монархии во Франции. В 1790-1791 годах в несколько этапов про­ходила реорганизация Военно-инженерного корпуса. В это время Шарль Кулон вышел в отставку, лишился дол­жности королевского интенданта вод и фонтанов, и его единственным занятием стала работа в Парижской Ака­демии наук. С 1791 по 1793 год он работал в составе вре­менной комиссии по мерам и весам, но по мере развития революционного процесса политические события все сильнее сказывались на деятельности Парижской Акаде­мии наук, и 17 августа 1793 года она была распущена по решению Конвента. К концу 1793 года Кулон был выве­ден из состава временной комиссии по мерам и весам,созданной якобинской диктатурой. Спасаясь от полити­ческих бурь, бывший офицер королевской армии в возра­сте 57 лет переезжает в свое поместье близ Блуа, подаль­ше от Парижа. Вместе с ним переезжает и его семья: жена Луиза Франсуаза, урожденная Дезормо, которая была значительно моложе ученого, и сын Шарль Огюстен, ро­дившийся в 1790 году. Известно, что брак Шарля и Луи­зы был зарегистрирован лишь в 1802 году.

Почти полтора года, проведенные в Блуа, стали нача­лом спада его научной активности. Слабое здоровье, рас­шатанное еще службой на Мартинике, отсутствие инст­рументов и приборов — все это не давало возможности продолжать начатые в Париже опыты. Однако в силу при­вычки к научным занятиям в крайне неблагоприятных для этого условиях Кулон сумел выполнить два интерес­ных исследования: одно в области биомеханики челове­ка, другое было посвящено изучению циркуляции сока в деревьях.

В апреле 1795 года его назначают членом новой ко­миссии по мерам и весам. В этом же году Кулона избира­ют постоянным членом Института Франции по классу экспериментальной физики, что свидетельствует о его высоком научном авторитете. После революции наиболее значительными его исследованиями были опыты по изу­чению вязкого трения. В 1796 году Кулон пытался экспе­риментально измерить трение в жидкости по затуханию колебаний движущегося в ней маятника и определить за­висимость трения от скорости.

В 1797 году в семье Кулона родился второй сын — Анри Луи. Последние годы жизни ученого были посвя­щены организации новой системы образования во Фран­ции. В 1802 году Наполеон Бонапарт назначил специаль­ную комиссию по реформе народного образования, одним из членов которой стал Шарль Кулон. Круг его служеб­ных обязанностей был довольно широким: он ездил с инс­пекторскими проверками по различным городам Франции, участвовал в обсуждении разнообразных мероприятий, связанных с народным образованием и т.д. Эти поездки требовали большой затраты сил и окончательно подорва­ли здоровье ученого. Летом 1806 года Кулон заболел ли­хорадкой и 23 августа 1806 года в возрасте семидесяти лет скончался в Париже.

Он оставил довольно значительное наследство своей семье. Оба его сына были определены на государствен­ный счет в привилегированные учебные заведения в знак уважения к памяти Кулона. Через полгода после его смер­ти научные приборы, которыми он пользовался в своей небольшой домашней лаборатории, были проданы на аук­ционе, а его архив — лабораторные журналы, рукописи, дневники — не сохранился. Таким образом, единственны­ми памятниками творчества Кулона стали научные рабо­ты, опубликованные при его жизни, а в 1881 году на Меж­дународном конгрессе электриков в Париже его именем была названа единица электрического заряда (количества электричества).