Wie war die Eröffnung?

Ein ernstes wissenschaftliches Experiment ist chaotisch wie Krieg. Der Forscher versteht oft nicht, was passiert. Die erhaltenen Daten sowie Informationen aus der Front-Line-Intelligenz sind in der Regel widersprüchlich. Weitere Experimente müssen „per Berührung“ durchgeführt werden, um neue Fakten zu erhalten. Aber am Ende wird das Bild klarer und dann beschreibt der "Backdating" -Experimentator im Bericht eine klare und präzise Abfolge seiner Schritte zum Ziel, ohne die falschen zu erwähnen. Die Hauptergebnisse der Experimente liegen oft nicht dort, wo der Wissenschaftler sich bemühte. Der Fortschrittsbericht sieht jedoch aus wie ein Siegeszug von einer Wahrheit zur anderen, ob er es will oder nicht. Leider arbeiten Wissenschaftshistoriker später mit solchen Materialien, was natürlich die Qualität ihrer Arbeit beeinträchtigt.

Ich möchte an die Geschichte einer Entdeckung erinnern, die vor fast drei Jahrhunderten stattgefunden hat und die heute als ganz natürlich und selbstverständlich angesehen wird. Seine Autoren sind fast vergessen, aber seine Bedeutung für die Physik ist nicht weniger als die Reise von Columbus in die Geographie. Es geht um die Entstehung elektrischer Leiter als unverzichtbares Merkmal des Stromkreises und die technische Fähigkeit, Energie auf Distanz zu übertragen, was die industrielle Entwicklung und Anordnung des menschlichen Lebens revolutionierte.

Der Grund für das Erscheinen dieser Arbeit war der Wunsch, die Lücken in den Materialien zu diesem Thema auf Russisch in der Geschichte der Physik und Elektrotechnik zu schließen. Für derzeitige Elektriker wäre es sehr lehrreich, den Beginn des Weges zu kennen, den die Wissenschaft in diese Richtung gegangen ist.

Der Beginn des XYIII Jahrhunderts, England. Der große Präsident der englischen Akademie der Wissenschaften, der Royal Society of London, ist der große Isaac Newton. Er vollendet bereits seine grundlegende Arbeit Optik und interessiert sich natürlich für alle Fragen im Zusammenhang mit der Ausbreitung, Reflexion, Lichtbrechung und ihren Quellen. Er konnte die Frage nicht ignorieren, die europäische Wissenschaftler seit mehreren Jahrzehnten zu lösen versuchten. Zurück im Jahre 1675. Der französische Astronom J. Picard, der nachts ein Quecksilberbarometer trug, bemerkte mysteriöse Lichter in der Torricellium-Leere der Röhre. Dieses Phänomen wurde von niemandem rational erklärt. Wir haben uns auf die Hypothese der elektrischen Ursache dieser Strahlung festgelegt. Aber was waren damals die Informationen über Elektrizität?

Seit der Antike war bekannt, dass einige geriebene Körper die Eigenschaft erwerben, leichte Objekte an sich zu ziehen. Im Jahr 1600 wurde nachgewiesen, dass sich die elektrische Anziehungskraft von der magnetischen unterscheidet. 1660 wurde die Eigenschaft der Abstoßung von Körpern von elektrifizierten Körpern demonstriert. Ein elektrischer Funke wurde 1700 erhalten. aus geriebenem Bernstein. Das ist wahrscheinlich alles. Aber der Funke war die Lichtquelle, und Newton befahl, die Experimente vom Kurator der Gesellschaft, Francis Gauksby, durchzuführen. Eine hohle Glaskugel mit von innen entfernter Luft wurde auf einer speziellen Maschine unter Verwendung eines Riemenantriebs aufgedreht. Als er es mit den Händen rieb, leuchtete sein Vakuum so hell, dass man im Dunkeln ein Buch lesen konnte. Aus dem Ball konnten Funken gewonnen werden. Er zog auch Körper an und stieß sie ab. Es war im Wesentlichen das erste Elektroauto.

Diese Maschine erhielt jedoch keine Verteilung und wurde bald vergessen. Der Grund war alltäglich - es kostete den Besitzer viel Geld. Die Wissenschaft wurde zu dieser Zeit nicht von der Regierung subventioniert. Nun wird dies seltsam erscheinen, aber selbst die Mitglieder der Royal Society of London, dh Akademiker nach unseren Vorstellungen, erhielten nicht nur kein Gehalt, sondern die Gesellschaft selbst existierte auf Kosten der Beiträge ihrer Mitglieder und benötigte ständig Geld. Und die für die Experimente notwendigen Materialien wurden vom Experimentator auf eigene Kosten gekauft.Um die Anklage auch zu Hause zu erhalten, schlug Gauksby vor, dass Wissenschaftler einfach Stoff auf eine dickwandige Glasröhre reiben. Dieser Vorschlag war so erfolgreich, dass Tausende von Menschen aus Wissenschaftlern und Handwerkern, Geistlichen und Aristokraten, Magiern und Gaunern begannen, elektrische Ladungen zu extrahieren.

Mit dieser Glasröhre begannen Massenentdeckungen und Erfindungen auf dem Gebiet der Elektrizität. Niemand hat die Frage nach der praktischen Anwendung neuer Phänomene aufgeworfen. Es ist dieser Umstand, der nach Ansicht der Bewohner wertloser Phänomene die Ursache für Spott und Anschuldigungen von Wissenschaftlern in der Forschung war und ist. In der von uns beschriebenen Zeit schrieb der berühmte englische Schriftsteller Jonathan Swift eine scharfe Satire über die englische Gesellschaft seiner Zeit - "Gullivers Reisen". Alle Probleme, die Wissenschaftler in dem Buch gelöst haben und die bisher als lächerlich galten, scheinen jetzt nicht mehr so ​​zu sein. Sogar "menschliche Exkremente in Nährstoffe verwandeln". Daher war experimentelle Wissenschaft in den Augen der einfachen Leute ein seltenes Phänomen. Aber Asketen waren es schon immer.

Ein gewisser Färber von Stoffen in Canterbury (nahe London) Stephen Gray (1666-1736) interessierte sich für Wissenschaft. Informationen über seine Ausbildung sind nicht bekannt, höchstwahrscheinlich war er Autodidakt. Seine Großväter waren - ein Schmied, ein anderer Zimmermann, er selbst erbte das Handwerk seines Vaters. Der Beruf war nicht rentabel, was aus seinen Briefen hervorgeht, in denen sich der Autor über den Geldmangel "für Bücher, Werkzeuge und andere Materialien" beschwert. Trotzdem interessierte er sich für die Beobachtung des Wetters und der Astronomie. Es war damals nicht einfach, Astronom zu werden. Er selbst musste ein Teleskop herstellen, das manuell Linsen aus Bullauge schleifte. Also begann er sich mit der Optik vertraut zu machen. Ein Teleskop, das von I. Newton selbst hergestellt wurde, befindet sich übrigens immer noch in London.

Grays erste wissenschaftliche Arbeit wurde 1698 veröffentlicht, in der er die Möglichkeit beschrieb, die Genauigkeit von Barometerablesungen durch Beobachtung durch ein Mikroskop zu erhöhen. Die Arbeit wurde vom königlichen Astronomen John Flamstead selbst, dem Gründer des Greenwich Observatory, bemerkt, der begann, den angehenden Wissenschaftler zu bevormunden.

Anscheinend nicht ohne seine Hilfe, wurde Gray 1919 als Rentner der Kartause mit voller Versorgung eingerichtet, damit er nicht an ein tägliches Stück denken konnte, sondern sich ganz der Wissenschaft widmete. Dies war überhaupt nicht einfach, denn die Charterhouse-Wohltätigkeitsorganisation, die im XYII. Jahrhundert von Mönchen gegründet wurde, war für unverheiratete Männer anglikanischen Glaubens gedacht, meist pensionierte Kapitäne. Hier entfalten sich die für uns interessanten Studien.

Erstens elektrisiert Gray verschiedene Körper mit Reibung (Seidenfäden, Leder, Holz, Wolle) und erreicht eine so große Elektrifizierung, dass Papierstücke und Federn aus einer Entfernung von 2 bis 5 cm von ihnen angezogen werden. Noch bessere Ergebnisse wurden durch Reiben einer Glasröhre erzielt. Aber für Gray ist das nicht genug. Er fragt sich, ob sich die Elektrifizierungsleistung verbessern wird, wenn die Glasröhre verstopft ist. Zu seinem Leidwesen hat sich der Elektrifizierungsgrad nicht geändert. Aber er war ein aufmerksamer Mensch, was für einen Wissenschaftler sehr wichtig ist, und machte darauf aufmerksam, dass er Papierstücke an Staus klebt. Das waren großartige Neuigkeiten. Schließlich war damals nur eine Methode zur Elektrifizierung von Körpern bekannt - das Reiben. Aber niemand hat den Korken gerieben! So wurde ein neuer Weg entdeckt, um KÖRPER ZU ELEKTRIEREN, indem der Kontakt eines ungeladenen Körpers mit einem elektrifizierten Körper genutzt wird.

Weitere Ereignisse werden vom Experimentator selbst beschrieben. „Ich habe Nachforschungen angestellt“, schreibt er, „wie weit elektrische Energie übertragen wird. Zu diesem Zweck nahm ich einen hohlen Rohrstock mit einer Länge von 2 Fuß und einer Länge von 80 cm, den früheren Teil der Angelrute, und steckte ihn in das Loch des Glasrohrs. Nachdem die Röhre erregt war, zog der Stock die Folie an, ebenso wie die Elfenbeinkugel, die ich mit einem Korken am Stock befestigte. Dann nahm ich die beiden oberen Enden der langen Angelruten.Einer von ihnen war aus spanischem Zuckerrohr, der andere bestand teilweise aus Holz und teilweise aus Fischbein. All dies zusammen mit der Röhre war mehr als 4 Meter lang. Am Ende des Fischbeines war eine Kugel angebracht. Nachdem das Rohr angeregt worden war, zog der Ball die Folie aus einer Entfernung von 3 Zoll an. Ich machte eine Rute aus spanischen Zuckerrohr- und Kiefernbrettern, die zusammen mit dem Rohr 5,5 m überstieg. Diese Länge war die Grenze, mit der ich in meinem Zimmer operieren konnte, und stellte fest, dass die Anziehungskraft genauso stark war. "

Um die Experimente fortzusetzen, war es notwendig, hinauszugehen und zusätzlich einen Assistenten zu suchen. So begeistert war der Priester Grenville Wheeler. Er erwies sich auch als kluger Mensch. Im Mai 1729 führte Gray ein erfolgreiches Experiment auf dem Balkon durch. Gleichzeitig hing an einer Glasröhre eine 8 Meter lange Leinenschnur, die der Höhe des Balkons entsprach. Unten war Wheeler, der die Ladung mit Hilfe eines Messingblechs auf einer Planke bestimmte.

Als nächstes beschlossen die Forscher, Elektrizität horizontal zu übertragen. Zu diesem Zweck wurde eine Leinenschnur an Nägeln aufgehängt, die in Holzbalken eingetrieben wurden. Leider ist die Erfahrung gescheitert. Nach langem Überlegen zieht Gray die allgemein korrekte Schlussfolgerung, dass die Elektrizität in den Strahl gelangt ist. Wheeler ist an der Reihe, in die Geschichte einzutreten. Er schlägt vor, die Schnur mit Seidenschnürsenkeln aufzuhängen. Um 10 Uhr 1729 Zum ersten Mal in der Geschichte kam eine Ladung über eine Stromleitung (eine Elfenbeinkugel) an ein Ziel. Die Entfernung, in der die Ladung übertragen wurde, betrug etwa 25 Meter. In Bezug auf die elektrischen Eigenschaften waren Leinen und Seide unterschiedlich.

Die Experimentatoren ersetzten Seidenstrumpfbänder durch Drähte und erzielten erneut ein negatives Ergebnis. Es wurde deutlich, dass der Erfolg des Experiments auf der Eigenschaft von Seide beruht, keinen Strom zu leiten. Haarseile hatten die gleiche Eigenschaft. Ein ehemaliger Färber, der mit Stoffen vertraut war und mehrere Seidenschnürsenkel ausprobiert hatte, kam zu dem Schluss, dass blaue Schnürsenkel die besten Eigenschaften haben. Genaue Wissenschaften unterscheiden sich darin, dass alle Schlussfolgerungen früherer Forscher überprüft und erneut überprüft werden. Der französische Wissenschaftler Dufe bewies bald experimentell, dass die Farbe der Seide ihre elektrischen Eigenschaften nicht beeinflusst.

Dies war nicht Grays einzige falsche Schlussfolgerung. In seinen Experimenten zur Anziehung und Abstoßung von Körpern stellte er ein seltsames Muster fest, bei dem leichte Körper, die an Fäden in der Nähe einer geladenen Eisenkugel hängen, beginnen, sich in derselben Richtung um sie herum zu drehen. Dufe und Wheeler versuchten vergeblich, die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Dann erinnerte sich Wheeler daran, dass die Hände eines alternden Graus zitterten und informierten die Körper über die Kraft, die für diese Rotation notwendig war.

In dieser Hinsicht enden Grays Verdienste vor der Wissenschaft der Elektrizität nicht dort. Er begann zunächst mit elektrischen Experimenten mit Tieren und Menschen. Mit geriebenem Glas hob er Wolle auf den Hund, und dann kam die Wende zu der Person. Grau erfasst das Datum dieses Ereignisses genau. "8. April 1730", schreibt Gray, "ich habe das folgende Experiment an einem Jungen von etwa acht bis neun Jahren durchgeführt. Er wog 47 Pfund 10 Unzen in Kleidung. Ich hängte es mit Hilfe von zwei Haarseilen, mit denen Kleidung getrocknet wurde, horizontal auf. Zwei Haken wurden in den Balken meines Zimmers gehämmert, einen Fuß dick, und in einem Abstand von zwei Fuß ein weiteres Paar. Ich habe die Seile an diesen Haken an den Schlaufen aufgehängt, also stellte sich heraus, dass es so etwas wie eine Schaukel war. Der Junge wurde mit dem Gesicht nach unten auf diese Seile gelegt, wobei ein Seil seine Brust und das andere seine Schenkel bedeckte. Die Folie wurde auf einen Ständer gelegt, der ein rundes Brett mit einem Durchmesser von 1 Fuß ist. Wenn der Schlauch gerieben und in der Nähe der Füße des Jungen gehalten wurde, BERÜHREN SIE SIE NICHT. Die Folie wurde vom Gesicht des Jungen so stark angezogen, dass sie eine Höhe von 25 cm erreichte.

Durch dieses Experiment wird Gray nicht nur durch die Tatsache der elektrischen Leitfähigkeit des menschlichen Körpers bestimmt, er ist auch der erste, der das Phänomen der ELEKTRISCHEN INDUKTION beobachtet.Was ist elektrische Induktion (manchmal auch elektrostatisch genannt)? Diese Eigenschaft von Körpern wird elektrifiziert, wenn sie in ein elektrisches Feld gebracht werden. Dieses Feld wurde in diesem Fall durch eine geriebene Glasröhre erzeugt. Und doch ist dies nicht die Hauptsache in diesem Experiment. Das Wichtigste war, dass in Studien über Elektrizität eine Person zu einem technischen und oft wichtigsten Teilnehmer an Experimenten wurde. Schließlich gab es überhaupt keine elektrischen Geräte und die Forscher begannen, mit Hilfe der menschlichen Sinne das Wissen in der neuen Wissenschaft zu erweitern.

Stephen Gray macht eine weitere interessante Beobachtung. Ein massiver Eichenholzwürfel verbraucht nicht mehr Strom als ein hohler Würfel derselben Größe. Diese Tatsache bedeutete nicht weniger, sondern die Tatsache, dass die elektrische Ladung von der Körperoberfläche verteilt wird.

Nichtsdestotrotz war die Hauptsache in den Studien von Stephen Gray die Tatsache der Trennung aller Körper in ELEKTRISCHE DRÄHTE und NICHT-ELEKTROMÄNGE. Im Jahre 1738 Der hugenottische Flüchtling aus Frankreich, Jean Desagulier, zuerst Physiker und dann Kaplan des Prinzen von Wales, schlug vor, elektrisch leitende Körper einfach als LEITER zu bezeichnen, was in der Terminologie der Wissenschaft enthalten war. Die Begriffe INSULATOR und SEMICONDUCTOR werden später verwendet. Aber eine Person als Messgerät wird lange auf der Hut sein. So wird der Diener Richard vom Physiker G. Cavendish (1731-1810) den Wert der Ladung der Kondensatoren durch die Größe des Stromschlags bestimmen, und der Physiker A. Volta (1745-1827) wird mit seiner Zunge eine chemische Stromquelle erfinden.

Die Auszeichnungen gingen nicht über den Wissenschaftler. Der ehemalige Färber wurde Mitglied der Royal Society of London und erhielt die Copley-Medaille, die höchste Anerkennung in Großbritannien. Von den russischen Wissenschaftlern erhielten nur D. I. Mendeleev und I. P. Pavlov eine solche Medaille. was auf die Schwere einer solchen Auszeichnung hinweist.

Dies könnte das Ende sein. Aber ich möchte über eine Tatsache aus der Biographie von Gray sprechen, um einige Umstände zu klären. Wenn man das Leben dieser selbstlos der Wissenschaft gewidmeten Person studiert, fällt der langjährige Mangel an kreativer Aktivität eines talentierten Wissenschaftlers auf. Einige Wissenschaftshistoriker glauben, dass die Feindschaft des Präsidenten der Royal Society of London, I. Newton, und des Royal Astronomer D. Flamstead, der, wie wir wissen, Gray bevormundet hat, schuld ist. Der Streit geschah aus diesem Grund. Der Direktor des Greenwich Observatory führte AUSGEZEICHNETE (wie in der modernen Britannica geschrieben) Beobachtungen des Sternenhimmels durch. Newton brauchte die Ergebnisse seiner Arbeit für seine weitere Forschung, und er wollte, dass sie gedruckt wurden. Was der Astronom erst zustimmte, als er alle Fehler korrigierte. Der Präsident der Gesellschaft bestand darauf, fand einen Sponsor (dänischer Prinz) und veröffentlichte die Werke in Höhe von 400 Exemplaren. Flamstead kaufte dann die veröffentlichten Exemplare auf und zerstörte sie. So wurden etwa 300 Exemplare verbrannt. Newton hat Flemstead aus den Mitgliedern der Royal Society ausgeschlossen, angeblich wegen Nichtzahlung des Mitgliedsbeitrags. Der Grund ist lustig, weil der Royal Astronomer einmal auf eigene Kosten die gesamte astronomische Ausrüstung für das Greenwich Observatory erworben hat. Also verlor Grey seinen Gönner. Erst nach dem Tod Newtons nahm er seine schöpferische Arbeit wieder auf. All dies bezeugt, dass es auf der Erde keine Heiligen gibt. Auch unter den Großen.