Kuinka avautui?

Vakava tieteellinen kokeilu on kaoottista, kuten sota. Tutkija ei usein ymmärrä mitä tapahtuu. Saadut tiedot, samoin kuin etulinjan tiedustelutiedot, ovat yleensä ristiriitaisia. Lisäkokeita on tehtävä ”kosketuksella” uusien tosiasioiden saamiseksi. Mutta lopulta kuva selkeytyy ja sitten raportin ”jälkikäteen” koettelija kuvaa selkeän ja tarkan vaiheittensa kohti päämääräänsä mainitsemmatta väärää. Kokeiden päätulokset ovat melko usein siellä, missä tiedemies pyrki. Edistysraportti näyttää kuitenkin olevan voitollinen kulkue totuudesta toiseen, haluaako hän sitä vai ei. Valitettavasti tieteen historioitsijat työskentelevät myöhemmin tällaisten materiaalien kanssa, mikä tietenkin vaikuttaa heidän työn laatuun.

Haluaisin muistuttaa tarinaa yhdestä löytöstä, joka tapahtui melkein kolme vuosisataa sitten, jota pidetään nyt melko luonnollisena ja pidetään itsestään selvänä. Sen tekijät ovat melkein unohdetut, mutta sen merkitys fysiikalle ei ole vähäisempää kuin Columbuksen matka maantieteelle. Kyse on sähköjohtimien syntymisestä, joka on välttämätön ominaisuus sähköpiirille ja tekniselle kyvylle siirtää energiaa etäisyyteen, mikä mullisti teollisuuden kehitystä ja ihmisen elämän järjestelyä.

Syynä tämän työn ilmestymiseen oli halu silittää aukot aiheeseen liittyvistä materiaaleista venäjän kielellä fysiikan ja sähkötekniikan historiassa. Olisi erittäin opastavaa, että nykyiset sähköasentajat tietävät polun alkua, jonka tiede on kulkenut tähän suuntaan.

XYIII luvun alku, Englanti. Englannin tiedeakatemian, Lontoon kuninkaallisen yhdistyksen, suuri presidentti on suuri Isaac Newton. Hän on jo valmistumassa optiikkaan, ja tietenkin hän on kiinnostunut kaikista valon leviämiseen, heijastamiseen, taittumiseen ja niiden lähteisiin liittyvistä kysymyksistä. Hän ei voinut sivuuttaa kysymystä, jonka eurooppalaiset tutkijat olivat yrittäneet ratkaista useita vuosikymmeniä. Takaisin vuonna 1675. Ranskalainen tähtitieteilijä J. Picard, joka kantoi yöllä elohopeabarometriä, huomasi salaperäiset valot putken torricelliumin tyhjyydessä. Kukaan ei antanut tälle ilmiölle rationaalista selitystä. Pääsimme hypoteesiin tämän säteilyn sähköisestä syystä. Mutta mitä tietoa tuolloin oli sähköstä?

Muinaisista ajoista lähtien oli tiedossa, että jotkut hankautuneet vartijat saavat ominaisuuden houkutella kevyitä esineitä itseensä. Vuonna 1600 osoitettiin, että sähköinen vetovoima on erilainen kuin magneettinen. Vuonna 1660 osoitettiin, että ruumista voidaan hylätä sähköistetyistä kappaleista. Sähköinen kipinä saatiin vuonna 1700. raastetusta keltaisesta. Se on luultavasti kaikki. Mutta kipinä oli valon lähde, ja Newton käski kokeilut suorittaa seuran kuraattori Francis Gauksby. Ontto lasipallo, josta on poistettu ilmaa sisäpuolelta, oli kiertynyt erikoiskoneella hihnapyörällä. Hieroessaan sitä käsillään hänen tyhjiö hehkui niin kirkkaasti, että pimeässä voit lukea kirjaa. Kipinöitä oli mahdollista saada palloista. Hän houkutteli ja torjui ruumista. Se oli käytännössä ensimmäinen sähköauto.

Tätä konetta ei kuitenkaan jaettu ja se unohdettiin pian. Syy oli yleinen - se maksoi omistajalle kalliisti. Hallitus ei tukenut tuolloin tiedettä. Nyt se näyttää oudolta, mutta jopa Lontoon kuninkaallisen yhdistyksen jäsenet, toisin sanoen akateemiset ajattelumme, eivät vain saaneet palkkaa, vaan itse yhdistys oli olemassa jäsentensä maksuilla ja tarvitsi jatkuvasti rahaa. Ja kokeilijat ostivat kokeiluihin tarvittavat materiaalit omalla kustannuksellaan.Gauksby kehotti tutkijoita vastaanottamaan syytteet jopa kotonaan yksinkertaisesti hieroa paksuseinäisiä lasiputkia kankaalla. Ehdotus oli niin onnistunut, että tuhannet ihmiset tutkijoita ja käsityöläisiä, pappeja ja aristokraatteja, taikureita ja huijareita alkoivat kerätä sähkölatauksia.

Juuri tämän lasiputken kanssa aloitettiin joukko löytöjä ja keksintöjä sähköalalla. Kukaan ei edes ottanut esiin kysymystä uusien ilmiöiden käytännöllisestä soveltamisesta. Juuri tämä seikka on palvellut ja on myös nyt tutkijoiden tutkimuksen pilkkaamista ja syytöksiä asukkaiden mielestä arvottomista ilmiöistä. Kuvailemallamme ajanjaksolla kuuluisa englantilainen kirjailija Jonathan Swift kirjoitti terävän satiirin aikansa Englannin yhteiskuntaan - "Gulliver's Travels". Kaikista tiedemiesten aiemmin naurettaviksi katsomien kirjojen ratkaisemista ongelmista ei kuitenkaan näytä olevan. Jopa ”ihmisen ulosteiden muuttaminen ravintoaineiksi”. Siksi kokeellinen tiede tavallisten ihmisten silmissä oli harvinainen ilmiö. Mutta askeetit ovat aina olleet.

Eräs kangasvalmistaja Canterburissa (lähellä Lontoota) Stephen Gray (1666-1736) kiinnostui tieteestä. Tietoja hänen koulutuksestaan ​​ei tunneta, todennäköisesti hän oli itseopiskellut. Hänen isoisänsä olivat - yksi seppä, toinen puuseppä, hän itse peri isänsä käsityöt. Ammatti ei ollut kannattava, mikä seuraa hänen kirjeistään, joissa kirjoittaja valittaa "kirjojen, työkalujen ja muiden materiaalien" puutteesta. Siitä huolimatta hänestä kiinnostui tarkkailemaan säätä ja tähtitiedettä. Noina päivinä ei ollut helppoa tulla tähtitieteilijäksi. Hänen itse oli tehtävä kaukoputki, joka manuaalisesti harjoitti linssien hiomista reikälasista. Joten hän alkoi tutustua optiikkaan. Muuten, I. Newtonin itse tekemä kaukoputki on edelleen Lontoossa.

Grayn ensimmäinen tieteellinen julkaisu julkaistiin vuonna 1698, jossa hän kuvasi mahdollisuutta lisätä barometrin lukemien tarkkuutta tarkkailemalla niitä mikroskoopin avulla. Teoksen huomasi kuninkaallinen tähtitieteilijä John Flamstead itse, Greenwichin observatorion perustaja, joka alkoi holhota orastavaan tutkijaan.

Ilmeisesti ei ilman hänen apuaan, vuonna 1919 Gray järjestettiin peruskorjaamon eläkeläiseksi täysimääräisesti, jotta hän ei voinut ajatella päivittäistä palaa, vaan omistautua kokonaan tieteelle. Tämä ei ollut ollenkaan helppoa, sillä Charterhouse-hyväntekeväisyysjärjestö, jonka munkit perustivat XYII vuosisadalla, oli tarkoitettu anglikaanisen uskonnon naimattomille miehille, enimmäkseen eläkkeellä oleville kapteenille. Täällä meille kiinnostavat tutkimukset alkavat.

Ensinnäkin, Harmaa sähköistää erilaisia ​​kappaleita kitkalla (silkkilangat, nahka, puu, villa), saavuttaen niin suuren sähköistyksen, että paperinpalat ja höyhenet alkoivat houkutella niitä 2-5 cm: n etäisyydeltä. Vielä parempia tuloksia saatiin hankaamalla lasiputkea. Mutta Greylle tämä ei riitä. Hän pohtii, paraneeko sähköistysteho, jos lasiputki on tukossa. Hänen kurjuudelleen sähköistysaste ei ole muuttunut. Mutta hän oli tarkkaavainen mies, mikä on erittäin tärkeä tiedemiehelle, ja kiinnitti huomiota siihen, että paperit kiinnitetään liikenneruuhkiin. Se oli hieno uutinen. Loppujen lopuksi tiedettiin tuolloin vain yksi menetelmä kappaleiden sähköistämiseksi - hankaamalla niitä. Mutta kukaan ei hanastanut korkkia! Joten löydettiin uusi tapa kehon sähkösäästämiseen käyttämällä varaamattoman kehon kosketusta sähkön kanssa.

Muita tapahtumia kuvaa itse kokeilija. "Otin tutkimuksen", hän kirjoittaa, "kuinka pitkälle sähkönsiirto siirtyy. Tätä varten otin ontto sokeriruo'on, joka oli 2 jalkaa pitkä, 7 tuumaa (80 cm), kalan sauvan entinen osa ja työnnetty lasiputken reikään. Putken syöttämisen jälkeen ruoko veti kalvon samoin kuin norsunluu pallo, jonka kiinnitin korkilla ruokoon. Sitten otin pitkät vavat kaksi yläpäätä.Yksi niistä oli espanjalaisista sokeriruo'osta, toinen oli osittain puuta ja osittain valaanluuta. Kaikki tämä yhdessä putken kanssa oli yli 14 jalkaa pitkä (yli 4 metriä). Valaiden luun päähän kiinnitettiin pallo. Putken jännittämisen jälkeen pallo houkutteli kalvon 3 tuuman etäisyydeltä. Tein sauvan espanjalaisista ruoko- ja mäntylaudoista, joka yhdessä putken kanssa ylitti 5,5 metriä. Tämä pituus oli raja, jonka kanssa voin toimia huoneessani, ja huomasin, että vetovoima oli yhtä vahva. "

Kokeilujen jatkamiseksi oli tarpeen mennä ulos ja etsiä avustajaa. Niin innostunut oli pappi Grenville Wheeler. Hänestä osoittautui myös fiksu ihminen. Toukokuussa 1729 Gray suoritti onnistuneen kokeilun seisoen parvekkeella. Samaan aikaan lasiputkesta ripustettiin 8 metrin pituinen, parvekkeen korkeutta vastaava pellavalanka. Alareunassa oli Wheeler, joka määritti varauksen messinkilevyn avulla lankulle.

Seuraavaksi tutkijat päättivät yrittää siirtää sähköä horisontaalisesti. Tätä varten ripustettiin pellavalanka puupalkkien ajamiin nauloihin. Valitettavasti kokemus epäonnistui. Pitkän pohdinnan jälkeen Gray tekee yleisesti oikean johtopäätöksen, että sähkö meni palkkiin. Wheelerin vuoro on päästä historiaan. Hän ehdottaa, että ripustetaan naru silkkinauhoilla. Klo 10. 1729 ensimmäistä kertaa historiassa lataus saapui määränpäähän voimalinjan (norsunluun) avulla. Etäisyys, jolla lataus siirrettiin, oli noin 25 metriä. Sähköominaisuuksien suhteen pellava ja silkki olivat erilaisia.

Korvaamalla silkki sukkanauhat langoilla, kokeilijat saivat taas negatiivisen tuloksen. Kävi selväksi, että kokeen onnistuminen johtuu silkin ominaisuudesta olla johtamatta sähköä. Hiusköydellä oli sama ominaisuus. Entinen kankaita tunteva värjääjä, joka on kokeillut useita silkkinauhoja, tuli siihen tulokseen, että sinisillä nauhoilla on parhaat ominaisuudet. Tarkat tieteet eroavat toisistaan ​​siinä, että kaikki aiempien tutkijoiden päätelmät tarkistetaan ja kaksinkertaistetaan. Ranskalainen tutkija Dufe osoitti pian kokeellisesti, että silkin väri ei vaikuta sen sähköominaisuuksiin.

Tämä ei ollut Greyn ainoa virheellinen johtopäätös. Kehojen vetovoimaa ja vastenmielisyyttä koskevissa kokeissaan hän loi omituisen kuvion, että ladatun rautapallon lähellä olevissa langoissa roikkuvat kevyet elimet alkavat pyöriä sen ympäri samaan suuntaan. Dufe ja Wheeler yrittivät turhaan saada samat tulokset. Sitten Wheeler muisti, että ikääntyvän harmaan kädet vapisivat ja he kertoivat ruumiille tämän kiertoon tarvittavan voiman.

Tämän harmaan ansioista ennen kuin sähkötiede ei lopu siihen. Ensin hän aloitti sähkökokeet eläinten ja ihmisten kanssa. Raastetulla lasilla hän nosti villaa koiralle ja käännös tuli henkilölle. Harmaa kuvaa tarkasti tapahtuman päivämäärän. ”8. huhtikuuta 1730,” kirjoittaa Gray, ”tein seuraavan kokeen noin kahdeksan tai yhdeksän vuoden ikäiselle pojalle. Hän painoi 47 kiloa 10 unssia vaatteissa. Ripustin sen vaakatasossa kahden hiusköyden avulla, joita käytettiin vaatteiden kuivaamiseen. Kaksi koukkua vasarattiin huoneeni palkkiin, yhden jalka paksu, ja kahden jalan etäisyydellä toinen pari niistä. Ripasin köydet näihin koukkuihin silmukoilla, joten se osoittautui olevan kuin keinu. Poika maattiin näihin köysiin alaspäin, toinen köysi peitti rintaansa ja toinen reidet. Kalvo asetettiin jalustalle, joka on pyöreä levy, jonka halkaisija on 1 jalka. Kun putkea hierottiin ja pidettiin lähellä pojan jalkoja, ÄLÄ KOSKEE NIITÄ, pojan kasvot houkuttelivat kalvoa niin paljon, että se nousi 25 tuuman korkeuteen 10 tuumaa.

Pelkästään tämän kokeilun perusteella Grey määrittelee ihmisen kehon sähkönjohtavuuden tosiasian, mutta hän on ensimmäinen, joka havaitsi sähkön induktiota.Mikä on sähköinen induktio (jota joskus kutsutaan sähköstaattiseksi)? Tämä kappaleiden ominaisuus sähköistyy, kun ne sijoitetaan sähkökenttään. Tämä kenttä luotiin tässä tapauksessa hierotulla lasiputkella. Ja tämä ei kuitenkaan ole pääkoetta tässä kokeilussa. Tärkeintä oli, että sähköä koskevissa tutkimuksissa henkilöstä tuli tekninen ja usein tärkein kokeilun osanottaja. Loppujen lopuksi sähkölaitteita ei ollut ollenkaan, ja tutkijat alkoivat levittää tietämystä uudesta tieteestä ihmisen aistien avulla.

Stephen Gray tekee vielä yhden mielenkiintoisen havainnon. Massiivinen tammipuun kuutio vie sähkövarauksen vain samankokoisen onton kuution avulla. Tämä tosiasia tarkoitti ei vähemmän, mutta sitä tosiasiaa, että SÄHKÖMAKSU JAKELUA RUNNAPINNASSA.

Siitä huolimatta tärkein asia Stephen Grayn tutkimuksissa oli se, että kaikki ruumiit oli jaettu sähköjohtoihin ja muihin kuin sähkösysteemiin. Vuonna 1738 ranskalainen huguenotipakolainen Jean Desagulier, ensin fyysikko ja sitten Walesin prinssin päällikkö, ehdotti, että kutsutaan johtavia elimiä yksinkertaisesti JOHTOKONEiksi, jotka sisältyivät tieteen terminologiaan. Termit INSULATOR ja SEMICONDUCTOR otetaan käyttöön myöhemmin. Mutta henkilö mittauslaitteena pitää kellonsa pitkään. Joten fyysikon G. Cavendishin (1731-1810) palvelija Richard määrittelee kondensaattoreiden varauksen arvon sähköiskun suuruudella, ja fyysikko A. Volta (1745-1827), joka käyttää kieltään, keksii kemiallisen sähkölähteen.

Palkinnot eivät siirtyneet tutkijan yli. Entinen värjääjä tuli Lontoon kuninkaallisen yhdistyksen jäseneksi ja sai Copley-mitalin, joka on Yhdistyneen kuningaskunnan korkein tunnustus. Venäläisistä tutkijoista vain D.I. Mendelejev ja I.P. Pavlov saivat tällaisen mitalin. mikä osoittaa tällaisen palkinnon vakavuuden.

Tämä voisi olla loppu. Mutta haluaisin puhua yhdestä tosiasiasta Grayn elämäkertaan joidenkin olosuhteiden selventämiseksi. Kun tutkitaan tämän epäitsekkäästi tiedehenkilölle omistetun elämää, lahjakkaan tutkijan luovan toiminnan puute vuosien ajan on silmiinpistävää. Jotkut tiedehistorioitsijat uskovat Lontoon kuninkaallisen yhdistyksen presidentin I. Newtonin ja kuninkaallisen tähtitieteilijä D. Flamsteadin vihamielisyyteen, joka, kuten tiedämme, holhioi Greyä, on syyllinen. Riita tapahtui tästä syystä. Greenwichin observatorion johtaja suoritti UUDELLEEN (kuten modernissa Britannicassa kirjoitetaan) tähtitaivasta. Newton tarvitsi työnsä tuloksia jatkotutkimuksilleen, ja hän halusi nähdä ne painettaviksi. Mitä tähtitieteilijä oli samaa mieltä vasta, kun hän oli korjannut kaikki virheet. Seuran presidentti vaati, löysi sponsorin (tanskalaisen prinssin) ja julkaisi teoksia 400 kappaletta. Flamstead osti sitten julkaistut kopiot ja tuhosi. Joten noin 300 kopiota poltettiin. Newton karkotti myös Flemsteadin kuninkaallisen yhdistyksen jäsenistä väitetysti maksamatta jäsenmaksuista. Syy on hauska, koska kuninkaallinen tähtitieteilijä hankki kerran omalla kustannuksellaan kaikki Greenwichin observatorion tähtitieteelliset laitteet. Joten Gray menetti suojelijansa. Hän jatkoi luovaa työtään vasta Newtonin kuoleman jälkeen. Kaikki tämä todistaa, että maapallolla ei ole pyhiä. Jopa suurten joukossa.