Kako je bilo otvaranje

Ozbiljan znanstveni eksperiment je kaotičan, poput rata. Istraživač često ne razumije što se događa. Podaci dobiveni kao i podaci iz prednje inteligencije obično su kontradiktorni. Daljnji eksperimenti moraju biti provedeni "dodirom" da bi se dobile nove činjenice. Ali na kraju, slika postaje jasnija i tada eksperimentalni eksperiment “vraćanja unazad” u izvješću opisuje jasan i precizan slijed svojih koraka prema cilju, ne spominjući pogrešne. Glavni rezultati eksperimenata često nisu tamo gdje je znanstvenik težio. Međutim, izvješće o napretku izgleda kao pobjedonosna povorka od jedne istine do druge, htio ili ne. Nažalost, povjesničari znanosti kasnije rade s takvim materijalima, što naravno utječe na kvalitetu njihovog rada.

Želio bih se prisjetiti priče o jednom otkriću koje se dogodilo prije gotovo tri stoljeća, a koje se danas smatra sasvim prirodnim i uzimaju zdravo za gotovo. Njegovi autori su gotovo zaboravljeni, ali njegov značaj za fiziku nije ništa manji od Columbusova putovanja zemljopisom. Govorit će se o nastanku električnih vodiča, kao nezamjenjivoj atributi električnog kruga i tehničkoj sposobnosti prijenosa energije na daljinu, što je revolucioniralo industrijski razvoj i uređenje ljudskog života.

Razlog za pojavu ovog rada bila je želja za premošćivanjem praznina u materijalima o ovoj temi na ruskom jeziku u povijesti fizike i elektrotehnike. Bilo bi vrlo poučno da trenutni električari znaju početak puta kojim je znanost prošla u tom smjeru.

Početak XYIII stoljeća, Engleska. Veliki predsjednik Engleske akademije znanosti, Kraljevskog društva iz Londona, sjajni je Isaac Newton. Već završava svoje temeljno djelo, Optika, i naravno, zanimaju ga sva pitanja koja se odnose na širenje, refleksiju, lom svjetlosti i njihove izvore. Nije mogao zanemariti ni pitanje koje europski znanstvenici pokušavaju riješiti već nekoliko desetljeća. Povratak u 1675. Francuski astronom J. Picard, noseći barometar žive u noći, primijetio je tajanstvena svjetla u praznini toricelija. Niko nije racionalno objasnio ovaj fenomen. Pristali smo na hipotezi o električnom uzroku ovog zračenja. Ali kakve su informacije o električnoj energiji bile u to vrijeme?

Od davnina je bilo poznato da neka utrljana tijela stječu svojstvo privlačenja svjetlosnih predmeta k sebi. 1600. godine dokazano je da se električna privlačnost razlikuje od magnetske. Godine 1660. demonstrirano je svojstvo odbojnosti tijela od naelektriziranih tijela. Električna iskra dobijena je 1700. godine. od mljevenog jantara. To je vjerojatno sve. No, iskra je bila izvor svjetlosti, a Newton je naredio da eksperimente provede kustos društva Francis Gauksby. Na posebnom stroju pomoću remenskog pogona odmotala se šuplja staklena kugla s uklonjenim zrakom iznutra. Trljajući ga rukama, njegov vakuum je blistao tako sjajno da ste u mraku mogli čitati knjigu. Iz kuglice se mogu dobiti iskre. Također je privlačio i odbijao tijela. To je u biti bio prvi električni automobil.

Međutim, ovaj stroj nije dobio distribuciju i ubrzo je zaboravljen. Razlog je bio uobičajen - to je vlasnika skupo koštalo. Znanost u to vrijeme nije subvencionirala vlada. To će se sada činiti čudnim, ali čak ni članovi Kraljevskog društva iz Londona, odnosno akademici po našim shvaćanjima, ne samo da nisu primali nikakvu plaću, već je i samo Društvo postojalo na štetu doprinosa svojih članova i stalno im je trebalo novac. A materijale potrebne za eksperimente, eksperiment je kupio o svom trošku.Da bi dobio optužbe, čak i kod kuće, Gauksby je predložio da znanstvenici jednostavno trljaju krpu na staklenu cijev s debelim zidom. Ovaj je prijedlog bio toliko uspješan da su tisuće ljudi znanstvenika i zanatlija, svećenstva i aristokrata, mađioničari i lopovi počeli izvlačiti električne naboje.

Upravo sa ovom staklenom cijevi započela su masovna otkrića i izumi u području električne energije. Nitko nije ni pokrenuo pitanje praktične primjene novih pojava. Upravo je ta okolnost poslužila, pa i sada je, uzrok ismijavanja i optužbi znanstvenika u istraživanjima po mišljenju stanovnika bezvrijednih pojava. U opisanom razdoblju, poznati engleski pisac Jonathan Swift napisao je oštru satiru o engleskom društvu svoga vremena - "Gulliverova putovanja". Međutim, svi problemi koje su znanstvenici riješili u knjizi, koji su se prije smatrali smiješnim, sada se ne čine tako. Čak i „pretvaranje ljudskog izlučevina u hranjive tvari“. Stoga je eksperimentalna znanost u očima običnih ljudi bila rijetka pojava. Ali asketi su oduvijek bili.

Izvjesni dyer tkanina u Canterburyju (u blizini Londona) Stephen Gray (1666-1736) počeo se zanimati za znanost. Podaci o njegovom obrazovanju nisu poznati, najvjerojatnije je bio samouk. Njegovi su djedovi bili - jedan kovač, drugi stolar, sam je naslijedio zanat svog oca. Profesija nije bila profitabilna, što proizlazi iz njegovih pisama, gdje se autor žali na nedostatak novca „na knjige, alate i druge materijale“. Ipak, postao je zainteresiran za promatranje vremena i astronomije. U to vrijeme nije bilo lako postati astronom. Sam je morao napraviti teleskop, ručno se bavio brušenjem leća iz stakla za prozore. Tako se počeo upoznavati s optikom. Usput, teleskop koji su napravile ruke samog I. Newtona i dalje se čuva u Londonu.

Greyevo prvo znanstveno djelo objavljeno je 1698. godine, gdje je opisao mogućnost povećanja točnosti očitanja barometra promatranjem kroz mikroskop. Rad je primijetio i sam kraljevski astronom John Flamstead, osnivač Greenwich Observatory-a, koji je počeo patronirati znanstvenika koji se tek poklonio.

Očito ne bez njegove pomoći, Grey je 1919. godine uređen kao umirovljenik Charterhousea s potpunim osiguravanjem, tako da nije mogao razmišljati o dnevnom djelu, već se u potpunosti posvetio znanosti. To uopće nije bilo lako, jer je dobrotvorna kuća charterhouse, koju su osnovali redovnici u XYII stoljeću, bila namijenjena nevjenčanim muškarcima anglikanske vjere, uglavnom umirovljenim kapetanima. Ovdje se odvijaju studije koje nas zanimaju.

Prvo, Grey elektrificira različita tijela trenjem (svilene niti, koža, drvo, vuna) postižući tako veliku elektrifikaciju da su ih komadići papira i perja počeli privlačiti s udaljenosti od 2-5 cm. Još bolji rezultati postignuti su trljanjem staklene cijevi. Ali za Grey to nije dovoljno. Pita se hoće li se poboljšati učinkovitost elektrifikacije ako je staklena cijev priključena. Na njegovu žalost, stupanj elektrifikacije se nije promijenio. Ali on je bio promatračka osoba, što je za znanstvenika vrlo važno, i skrenuo je pozornost na činjenicu lijepljenja komada papira u prometne gužve. To je bila sjajna vijest. Uostalom, u to je vrijeme bila poznata samo jedna metoda elektrifikacije tijela - njihovo trljanje. Ali, nitko nije trljao plute! Tako je otkriven novi način ELEKTRIŠNJE TIJELE KORIŠĆENJEM KONTAKTA NEPRIJATELJNOG TIJELA SA ELEKTRIČNIM.

Daljnje događaje opisuje sam eksperimentator. "Započeo sam s istraživanjem," piše on, "koliko električne energije se prenosi. Da bih to učinio, uzeo sam šuplju trsku dužinu 2 metra (80 cm), nekadašnji dio štapa i umetnuo u rupu staklene cijevi. Nakon što je cijev bila pod naponom, trska je privukla foliju, kao i kuglica od slonovače, koju sam plutom pričvrstio na trsku. Zatim sam uzeo dva gornja kraja dugačkih štapova za ribolov.Jedan od njih bio je iz španjolske trske, drugi je dijelom izrađen od drveta, a dijelom od kitove kosti. Sve to zajedno s cijevi bilo je dugačko više od 14 stopa (više od 4 metra) Na kraju kitove kosti bila je pričvršćena kugla. Nakon što je cijev bila uzbuđena, lopta je privukla foliju s udaljenosti od 3 inča. Napravio sam šipku od španjolskih ploča trske i bora, koje su zajedno s cijevom prelazile 18 stopa (5,5 m). Ova duljina bila je granica s kojom sam mogao raditi u svojoj sobi i ustanovio sam da je privlačnost jednako jaka. "

Za nastavak eksperimenata bilo je potrebno izaći van i potražiti pomoćnika. Tako je entuzijasta bio svećenik Grenville Wheeler. Pokazalo se da je i pametna osoba. U svibnju 1729. Grey je proveo uspješan eksperiment, stojeći na balkonu. Istodobno, sa staklene cijevi visio je laneni kabl dugačak 8 metara, što odgovara visini balkona. Na dnu je bio Wheeler koji je naboj odredio uz mesingastu ploču na dasci.

Zatim su istraživači odlučili pokušati horizontalno prenijeti električnu energiju. Za to je na noktima utaknutim u drvene grede obješen laneni kabel. Jao, iskustvo nije uspjelo. Nakon mnogo razmišljanja, Grey izvodi općenito ispravan zaključak da je električna energija otišla u snop. Wheelerov red je da uđe u povijest. Predlaže da vješalicu objesite svilenim vezicama. U 10:00 1729 prvi put u povijesti naboj je stigao do odredišta putem dalekovoda (kuglica slonovače). Udaljenost s koje je naboj prebačen bila je oko 25 metara. U pogledu električnih svojstava, lan i svila bili su različiti.

Zamijenivši svilene podvezice žicama, eksperimentatori su opet dobili negativan rezultat. Postalo je jasno da je uspjeh pokusa posljedica svojstva svile da ne provodi struju. Konopci za kosu imali su isto svojstvo. Bivši dyer upoznat s tkaninama, isprobavši nekoliko svilenih vezica, došao je do zaključka da plave čipke imaju najbolja svojstva. Točne znanosti razlikuju se po tome što se svi zaključci prethodnih istraživača provjeravaju i provjeravaju. Francuski znanstvenik Dufe ubrzo je eksperimentalno dokazao da boja svile ne utječe na njegova električna svojstva.

Ovo nije bio Greyov jedini pogrešan zaključak. U eksperimentima privlačenja i odbojnosti tijela ustanovio je neobičan uzorak da se svjetlosna tijela koja vise na niti napunjene željeznom kuglom počinju okretati oko njega u istom smjeru. Dufe i Wheeler uzalud su pokušavali postići iste rezultate. Tada se Wheeler sjetio da ruke ostarjelog Graya drhtaju i obavijestili su tijela o snazi ​​koja je potrebna za ovu rotaciju.

Na ovim Greyovim zaslugama prije nego što se nauka o elektricitetu tu ne završi. Prvo je započeo električne eksperimente sa životinjama i ljudima. Uz mljeveno staklo podigao je vunu na psa, a onda je došao red na osobu. Grey točno bilježi datum ovog događaja. „8. travnja 1730., piše Grey,„ izveo sam sljedeći eksperiment na dječaku od oko osam do devet godina. Težio je odjeću 47 kilograma 10 unci. Okomio sam je vodoravno uz pomoć dva konopca za sušenje odjeće. Dvije kuke bile su zabijene u gredu moje sobe, jedna noga debela, a na udaljenosti od dva metra još jedan njihov par. Na te kuke sam objesio užad uz petlje, pa se pokazalo da je to nešto poput ljuljačke. Dječak je bio položen licem prema dolje na tim konopima, jednim užetom koji je pokrivao njegova prsa, a drugim bedrima. Folija je bila postavljena na postolje, a to je okrugla ploča promjera 1 stopala. Kad je cijev bila trljana i držana kraj dječakovih nogu, NE DOVOLJITE NJIH, foliju je toliko privuklo dječakovo lice da se uzdigao na visinu od 25 cm.

Ovim eksperimentom ne samo da je Grey utvrdio činjenicu električne vodljivosti ljudskog tijela, on je prvi koji je uočio fenomen ELEKTRIČNE UVOZI.Što je električna indukcija (koja se ponekad naziva i elektrostatska)? Ovo svojstvo tijela postaje naelektrizirano kada se postave u električno polje. Ovo polje je stvoreno u ovom slučaju od cijevi od trljane stakla. A ipak to nije glavna stvar u ovom eksperimentu. Najvažnije je bilo da je u studijama na struju osoba postala tehnički i često najvažniji sudionik eksperimenata. Napokon, uopće nije bilo električnih uređaja, a istraživači su uz pomoć ljudskih osjetila počeli unapređivati ​​znanje u novoj znanosti.

Stephen Gray napravi još jedno zanimljivo promatranje. Masivna kocka od hrastovog drveta naplaćuje struju ne više od šuplje kocke iste veličine. Ta činjenica nije značila ništa manje, već činjenicu da se ELEKTRIČNA NARUČIVA RAZREDA PODRUČJEM TIJELA.

Unatoč tome, glavna stvar u studijama Stephena Greya bila je činjenica odvajanja svih tijela na ELEKTRIČNE ŽICE i NEelektrične žice. 1738. god izbjeglički Huguenot iz Francuske, Jean Desagulier, najprije fizičar, a potom kapelan od Walesa, predložio je da se električna provodljiva tijela nazivaju jednostavno POVODNICIMA, što je bilo uključeno u terminologiju znanosti. Izrazi INSULATOR i SEMICONDUCTOR ući će u upotrebu kasnije. Ali osoba će kao mjerni uređaj dugo držati svoj sat. Tako će sluga Richard iz fizičara G. Cavendish (1731.-1810.) Odrediti vrijednost naboja kondenzatora prema jačini električnog udara, a fizičar A. Volta (1745.-1827.) Pomoću jezika izmislit će kemijski izvor električne energije.

Nagrade nisu prešle preko znanstvenika. Bivši dyer postao je član londonskog Kraljevskog udruženja i dobio je medalju Copley, što je najviše priznanje u Velikoj Britaniji. Od ruskih znanstvenika samo su D. I. Mendeleev i I. P. Pavlov nagrađeni takvom medaljom. što ukazuje na težinu takve nagrade.

Ovo bi mogao biti kraj. Ali želio bih razgovarati o jednoj činjenici iz biografije Siva, kako bih razjasnio neke okolnosti. Kada proučava život ove nesebično posvećene znanstvene osobe, upadljiv je nedostatak dugogodišnje kreativne aktivnosti talentiranog znanstvenika. Neki povjesničari znanosti smatraju da su za to krivi neprijateljstvo predsjednika Kraljevskog društva Londona I. Newtona i kraljevskog astronoma D. Flamsteada, koji je, kao što znamo, pokroviteljski Grey. Prepirka se dogodila iz tog razloga. Direktor Glazbenog opservatorija izvršio je ODLIČNO (kako to piše u modernoj Britannici) promatranja zvjezdanog neba. Newton je trebao rezultate svog rada za svoja daljnja istraživanja i želio ih je vidjeti otisnute. Na što se astronom nije složio dok nije ispravio sve pogreške. Predsjednik Društva je inzistirao, pronašao je sponzora (danski princ) i objavio djela u nakladi od 400 primjeraka. Flamstead je potom otkupio objavljene primjerke i uništio. Tako je izgorjelo oko 300 primjeraka. Newton je također izbacio Flemsteada iz članova Kraljevskog društva, navodno zbog neplaćanja članarina. Razlog je smiješan jer je kraljevski astronom jednom o svom trošku nabavio svu astronomsku opremu za Greenwichski opservatorij. Tako je Grey izgubio zaštitnika. Obnovio je svoj kreativni rad tek nakon Newtonove smrti. Sve to svjedoči da na Zemlji nema svetaca. Čak i među velikim.