Cum a fost deschiderea

Un experiment științific serios este haotic, ca războiul. De multe ori cercetătorul nu înțelege ce se întâmplă. Datele obținute, precum și informațiile din informațiile de primă linie sunt de obicei contradictorii. Trebuie obținute experimente suplimentare „prin atingere” pentru a obține fapte noi. În cele din urmă, imaginea devine mai clară și apoi experimentatorul „de întârziere” din raport descrie o secvență clară și precisă a pașilor săi spre obiectiv, fără a menționa cele greșite. Rezultatele principale ale experimentelor se găsesc destul de des nu în care se străduia savantul. Cu toate acestea, raportul de progres arată ca o procesiune triumfală de la un adevăr la altul, indiferent dacă îl dorește sau nu. Din păcate, istoricii științei lucrează ulterior cu astfel de materiale, ceea ce afectează desigur calitatea muncii lor.

Aș dori să reamintesc povestea unei descoperiri care s-a întâmplat în urmă cu aproape trei secole, care acum este considerată destul de naturală și luată ca de fapt. Autorii săi sunt aproape uitați, dar semnificația sa pentru fizică nu este mai puțin decât călătoria lui Columb către geografie. Va fi vorba despre apariția conductorilor electrici, ca atribut indispensabil al circuitului electric și capacitatea tehnică de a transfera energia la distanță, ceea ce a revoluționat dezvoltarea industrială și amenajarea vieții umane.

Motivul apariției acestei lucrări a fost dorința de a elimina lacunele materialelor pe acest subiect în limba rusă din istoria fizicii și a ingineriei electrice. Ar fi foarte instructiv ca electricienii actuali să cunoască începutul drumului pe care știința a parcurs-o în această direcție.

Începutul secolului XYIII, Anglia. Marele președinte al Academiei engleze de științe, Royal Society of London, este marele Isaac Newton. El își termină deja opera fundamentală, Optica și, desigur, este interesat de toate problemele legate de propagarea, reflecția, refracția luminii și sursele lor. Nu a putut ignora întrebarea pe care savanții europeni încercau să o rezolve de câteva decenii. În 1675. Astronomul francez J. Picard, care transporta un barometru cu mercur noaptea, a observat lumini misterioase în golirea torricelului a tubului. Nimeni nu a dat nicio explicație rațională acestui fenomen. Ne-am stabilit pe ipoteza cauzei electrice a acestei radiante. Dar care erau informațiile despre electricitate la acea vreme?

Din cele mai vechi timpuri, se știa că unele corpuri frecate dobândesc proprietatea de a atrage obiecte ușoare asupra lor. În 1600, s-a dovedit că atracția electrică este diferită de cea magnetică. În 1660, a fost demonstrată proprietatea repulsiei corpurilor din corpuri electrificate. O scânteie electrică a fost obținută în 1700. din chihlimbar rupt. Probabil asta este totul. Dar scânteia a fost sursa de lumină și Newton a ordonat ca experimentele să fie efectuate de curatorul societății, Francis Gauksby. O bilă goală de sticlă cu aer îndepărtat din interior a fost dezgropată pe o mașină specială folosind o transmisie cu curea. Când îl freci cu mâinile, vidul lui strălucea atât de puternic încât în ​​întuneric puteai citi o carte. Scânteile puteau fi obținute din minge. El a atras și a respins corpurile. A fost în esență prima mașină electrică.

Totuși, această mașină nu a primit distribuție și a fost curând uitată. Motivul era obișnuit - l-a costat pe proprietar cu drag. Știința la acea vreme nu a fost subvenționată de guvern. Acum acest lucru va părea ciudat, dar chiar și membrii Royal Society of London, adică academicieni prin noțiunile noastre, nu numai că nu au primit niciun salariu, dar societatea însăși a existat în detrimentul contribuțiilor membrilor săi și a avut nevoie constantă de bani. Și materialele necesare experimentelor au fost cumpărate pe cheltuiala sa de către experimentator.Pentru a obține acuzațiile, chiar și acasă, Gauksby a sugerat că oamenii de știință pur și simplu freacă pânza pe un tub de sticlă cu pereți groși. Această propunere a avut un succes atât de mare, încât mii de oameni de știință și meșteșugari, clerici și aristocrați, magicieni și escroci au început să extragă sarcini electrice.

Cu acest tub de sticlă au început descoperirile în masă și invențiile din domeniul energiei electrice. Nimeni nu a pus problema aplicării practice a fenomenelor noi. Această circumstanță a servit și este chiar acum, cauza ridicolului și a acuzațiilor oamenilor de știință în cercetare, în opinia locuitorilor unor fenomene fără valoare. În perioada descrisă de noi, celebrul scriitor englez Jonathan Swift a scris o satură ascuțită asupra societății engleze din vremea sa - „Călătoriile lui Gulliver”. Totuși, toate problemele rezolvate de oamenii de știință din carte, considerate anterior ridicole, acum nu par așa. Chiar și „Transformarea excrementelor umane în nutrienți”. Prin urmare, știința experimentală în ochii oamenilor obișnuiți a fost un fenomen rar. Dar asceții au fost întotdeauna.

Un anumit vopsitoriu de țesături din Canterbury (lângă Londra) Stephen Gray (1666-1736) a devenit interesat de știință. Nu sunt cunoscute informații despre educația sa, cel mai probabil a fost autodidact. Bunicii săi erau - unul fierar, alt tâmplar, el însuși a moștenit meșteșugul tatălui său. Profesia nu a fost profitabilă, care rezultă din scrisorile sale, în care autorul se plânge de lipsa banilor „pe cărți, instrumente și alte materiale”. Cu toate acestea, a devenit interesat să observe vremea și astronomia. Nu a fost ușor să devii astronom în acele zile. El însuși trebuia să realizeze un telescop, angajat manual în lentilele de măcinare din sticla cu portofel. Așa că a început să ia cunoștință de optică. Apropo, un telescop realizat de mâinile lui I. Newton este în continuare depozitat la Londra.

Prima lucrare științifică a lui Gray a fost publicată în 1698, unde a descris posibilitatea creșterii preciziei citirilor de barometre prin observarea lor la un microscop. Lucrarea a fost observată de însuși astronomul regal John Flamstead, fondatorul Observatorului Greenwich, care a început să patroneze omul de știință în devenire.

Aparent nu fără ajutorul său, în 1919 Grey a fost amenajat ca pensionar al Charterhouse-ului cu dispoziții complete, astfel încât să nu se poată gândi la o piesă zilnică, ci să se dedice în întregime științei. Acest lucru nu a fost deloc ușor, căci caritatea Charterhouse, fondată de călugări în secolul XYII, a fost destinată bărbaților necăsătoriți de credința anglicană, în mare parte căpitanii pensionari. Aici se desfășoară studiile care ne interesează.

În primul rând, Grey electrizează diverse corpuri cu frecare (fire de mătase, piele, lemn, lână), realizând o electrificare atât de mare încât bucățile de hârtie și penele au început să fie atrase de ele de la o distanță de 2-5 cm. Rezultate chiar mai bune au fost obținute prin frecarea unui tub de sticlă. Dar pentru Grey nu este suficient. Se întreabă dacă performanțele de electrificare se vor îmbunătăți dacă tubul de sticlă este conectat. În privința sa, gradul de electrificare nu s-a schimbat. Dar el era o persoană observantă, ceea ce este foarte important pentru un om de știință și a atras atenția asupra faptului că lipește bucăți de hârtie pe blocajele de trafic. Asta a fost o veste grozavă. Până la urmă, la acea vreme era cunoscută doar o singură metodă de electrificare a corpurilor - frecarea acestora. Dar nimeni nu a frecat pluta! Astfel, a fost descoperită o nouă modalitate de a ELECTRIZE CORPURILE UTILIZând CONTACTUL UNUI CORP NECARGAT CU UN ELECTRIZAT.

Evenimentele suplimentare sunt descrise chiar de experimentator. „Am preluat cercetările”, scrie el, „cât de departe se transmite energia electrică. Pentru a face acest lucru, am luat o trestie tubulară de 80 cm (2 metri lungime), fosta parte a tijei de pescuit și am introdus în gaura tubului de sticlă. După ce tubul a fost energizat, trestia a atras folia, la fel și bilă de fildeș, pe care am atașat-o cu o plută la trestie. Apoi am luat cele două capete superioare ale tijelor lungi de pescuit.Unul dintre ei era din trestie spaniolă, celălalt era parțial din lemn și parțial din balenă. Toate acestea împreună cu tubul aveau o lungime de peste 14 metri (mai mult de 4 metri) O bilă a fost atașată la capătul balenei. După ce tubul a fost excitat, mingea a atras folia de la o distanță de 3 centimetri. Am făcut o tijă din scânduri de trestie din trestie și pin spaniol, care, împreună cu țeava, depășeau 18,5 metri (5,5 m). Această lungime a fost limita cu care puteam opera în camera mea și am constatat că atracția era la fel de puternică ".

Pentru a continua experimentele, a fost necesar să ieșiți și în plus să căutați un asistent. La fel de entuziast a fost preotul Grenville Wheeler. S-a dovedit a fi și o persoană inteligentă. În mai 1729, Gray a efectuat un experiment de succes, stând pe balcon. În același timp, un cordon de in lung de 8 metri, corespunzător înălțimii balconului, atârna de un tub de sticlă. În partea de jos se afla Wheeler, care a determinat încărcarea cu ajutorul unei foi de aramă pe o scândură.

În continuare, cercetătorii au decis să încerce să transfere electricitatea pe orizontală. Pentru aceasta, un cordon de in era atârnat pe unghiile conduse în grinzile de lemn. Din păcate, experiența a eșuat. După multă deliberare, Gray trage concluzia generală corectă că energia electrică a intrat în grindă. Rândul lui Wheeler este să intre în istorie. El sugerează să atârne șnurul cu șireturi de mătase. La 10 a.m. 1729 pentru prima dată în istorie, o taxă a ajuns la o destinație prin intermediul unei linii electrice (o bilă de fildeș). Distanța la care a fost transferată încărcarea a fost de aproximativ 25 de metri. În ceea ce privește proprietățile electrice, lenjeria și mătasea erau diferite.

Înlocuind grinzile de mătase cu fire, experimentatorii au obținut din nou un rezultat negativ. A devenit clar că succesul experimentului se datorează proprietății mătăsii de a nu conduce electricitate. Frânghiile de păr aveau aceeași proprietate. Un fost vopsitor familiar cu țesăturile, încercând mai multe șireturi de mătase, a ajuns la concluzia că șireturile albastre au cele mai bune proprietăți. Științele exacte diferă prin aceea că toate concluziile cercetătorilor anteriori sunt verificate și verificate. Savantul francez Dufe a demonstrat curând experimental că culoarea mătasei nu afectează proprietățile sale electrice.

Aceasta nu a fost singura concluzie eronată a lui Gray. În experimentele sale cu privire la atracția și repulsia corpurilor, el a stabilit un model ciudat, încât corpurile ușoare atârnate pe fire lângă o bilă de fier încărcate să înceapă să se rotească în jurul acesteia în aceeași direcție. Dufe și Wheeler au încercat în zadar să obțină aceleași rezultate. Atunci Wheeler și-a amintit că mâinile unui Grey îmbătrânesc tremurau și au informat trupurile despre forța necesară pentru această rotație.

Pe această temă, Grey înainte de știința electricității nu se termină aici. A început mai întâi experimente electrice cu animale și oameni. Cu sticlă grăbită, a ridicat lână pe câine, apoi a venit rândul persoanei. Grey surprinde cu exactitate data acestui eveniment. „8 aprilie 1730”, scrie Gray, „Am făcut următorul experiment pe un băiat de aproximativ opt până la nouă ani. A cântărit 47 de kilograme 10 uncii. L-am agățat orizontal cu ajutorul a două frânghii de păr folosite la uscarea hainelor. Două cârlige erau ciocnite în grinda camerei mele, cu un picior gros, iar la distanța de doi metri o altă pereche de ele. Am atârnat frânghiile pe aceste cârlige de bucle, așa că s-a dovedit a fi ceva ca un leagăn. Băiatul era așezat cu fața în jos pe aceste frânghii, o coardă care îi acoperea pieptul, iar cealaltă coapse. Folia a fost așezată pe un suport, care este un panou rotund cu un diametru de 1 picior. Când tubul a fost frecat și ținut lângă picioarele băiatului, NU VOI TOCA, folia a fost atrasă de fața băiatului atât de mult, încât a ajuns la o înălțime de 10 cm (25 cm).

Nu numai că Grey este determinat de acest experiment faptul că conductivitatea electrică a corpului uman, el este primul care a observat fenomenul INDUCȚIEI ELECTRICE.Ce este inducția electrică (uneori numită electrostatică)? Această proprietate a corpurilor devine electrificată atunci când sunt plasate într-un câmp electric. Acest câmp a fost creat în acest caz de un tub de sticlă frecat. Și totuși, acest lucru nu este principalul lucru din acest experiment. Cel mai important lucru a fost faptul că, în studiile asupra energiei electrice, o persoană a devenit un participant tehnic și adesea cel mai important participant la experimente. Până la urmă, nu existau dispozitive electrice deloc, iar cercetătorii au început să avanseze cunoștințele în noile științe cu ajutorul simțurilor umane.

Stephen Gray face o altă observație interesantă. Un cub masiv de lemn de stejar preia sarcina de electricitate nu mai mult decât un cub gol de aceeași dimensiune. Acest fapt a însemnat nu mai puțin, dar faptul că Sarcina electrică este distribuită de suprafata corporală.

Cu toate acestea, principalul lucru în studiile lui Stephen Grey a fost faptul că se separă toate corpurile în CABLURI ELECTRICE și NIRE ELECTRICE. În 1738 refugiatul huguenot din Franța, Jean Desagulier, mai întâi fizician, apoi capelan al prințului de Wales, a propus să numească corpuri conductoare electric, pur și simplu CONDUCTOR, care a fost inclus în terminologia științei. Termenii INSULATOR și SEMICONDUCTOR vor fi folosiți ulterior. Dar o persoană ca dispozitiv de măsurare își va păstra ceasul mult timp. Așadar, slujitorul Richard de la fizicianul G. Cavendish (1731-1810) va determina valoarea încărcării condensatorilor prin amploarea șocului electric, iar fizicianul A. Volta (1745-1827) care folosește limba sa va inventa o sursă chimică de electricitate.

Premiile nu au trecut peste omul de știință. Fostul vopsitor a devenit membru al Royal Society of London și a primit medalia Copley, care este cea mai mare recunoaștere din Marea Britanie. Dintre oamenii de știință ruși, numai D.I. Mendeleev și I.P. Pavlov au primit o astfel de medalie. ceea ce indică gravitatea unei astfel de premii.

Acesta ar putea fi sfârșitul. Dar aș dori să vorbesc despre un fapt din biografia lui Gray, pentru a clarifica anumite circumstanțe. Atunci când studiază viața acestui devotat dezinteresat persoanelor științifice, lipsa de activitate creativă timp de mai mulți ani a unui om de știință talentat. Unii istorici ai științei sunt de părere că vrăjmașul președintelui Royal Society of London, I. Newton și al astronomului regal D. Flamstead, care, după cum știm, îl patronează pe Gray, este de vină. Cearta s-a întâmplat din acest motiv. Directorul Observatorului Greenwich a efectuat observații EXCELENTE (așa cum este scris în Britannica modernă) despre cerul înstelat. Newton avea nevoie de rezultatele muncii sale pentru cercetările sale ulterioare și voia să le vadă tipărite. Ceea ce astronomul nu a fost de acord până când a corectat toate erorile. Președintele societății a insistat, a găsit un sponsor (prinț danez) și a publicat lucrările în sumă de 400 de exemplare. Flamstead a cumpărat apoi copiile publicate și distrus. Deci, au fost arse aproximativ 300 de exemplare. Newton a expulzat, de asemenea, Flemstead din membrii Royal Society, presupus pentru neplata taxelor de membru. Motivul este amuzant, deoarece astronomul regal a achiziționat odată pe cheltuiala sa toate echipamentele astronomice pentru Observatorul Greenwich. Așa că Grey și-a pierdut patronul. Și-a reluat activitatea de creație abia după moartea lui Newton. Toate acestea mărturisesc că nu există sfinți pe Pământ. Chiar și printre cei mari.