Aké bolo otvorenie

Vážny vedecký experiment je chaotický ako vojna. Výskumník často nechápe, čo sa deje. Získané údaje, ako aj informácie z prvej línie, sú zvyčajne protichodné. Ďalšie experimenty sa musia vykonať „dotykom“, aby sa získali nové fakty. Nakoniec sa však obraz stáva jasnejším a potom experimentujúci „spätný“ v správe popisuje jasnú a presnú postupnosť svojich krokov k cieľu, pričom nespomína nesprávne. Hlavné výsledky experimentov často nespočívajú v tom, kde sa vedec snažil. Správa o pokroku však vyzerá ako triumfálny sprievod z jednej pravdy do druhej, či už to chce alebo nie. Historici vedy bohužiaľ neskôr pracujú s takými materiálmi, ktoré samozrejme ovplyvňujú kvalitu ich práce.

Chcel by som pripomenúť príbeh jedného objavu, ktorý sa stal takmer pred tromi storočiami, ktorý sa dnes považuje za celkom prirodzený a považovaný za samozrejmý. Jej autori sú takmer zabudnutí, ale jej význam pre fyziku nie je ničím menším ako Columbusova cesta do geografie. Bude to o výskyte elektrických vodičov, ako nevyhnutného atribútu elektrického obvodu a technickej schopnosti prenášať energiu do určitej vzdialenosti, ktorá spôsobila revolúciu v priemyselnom rozvoji a usporiadaní ľudského života.

Dôvodom vzniku tejto práce bola snaha preklenúť medzery v materiáloch na túto tému v ruštine v dejinách fyziky a elektrotechniky. Pre súčasných elektrotechnikov by bolo veľmi poučné poznať začiatok cesty, ktorou veda prešla týmto smerom.

Začiatok XYIII storočia, Anglicko. Veľkým prezidentom anglickej akadémie vied, Kráľovskej spoločnosti v Londýne, je veľký Isaac Newton. Už dokončuje svoju základnú prácu, optika, a samozrejme sa zaujíma o všetky otázky týkajúce sa šírenia, odrazu, lomu svetla a ich zdrojov. Nemohol ignorovať otázku, ktorú sa európski vedci snažili vyriešiť už niekoľko desaťročí. V roku 1675. Francúzsky astronóm J. Picard, ktorý v noci niesol ortuťový barometer, si všimol záhadné svetlá v torricellium prázdnote skúmavky. Nikto neposkytol žiadne racionálne vysvetlenie tohto javu. Vyrovnali sme sa s hypotézou o elektrickej príčine tohto žiarenia. Aké boli v tom čase informácie o elektrine?

Od pradávna sa vedelo, že niektoré drhnuté telá získavajú vlastnosť prilákania ľahkých predmetov k sebe. V roku 1600 bolo dokázané, že elektrická príťažlivosť sa líši od magnetickej. V roku 1660 bola preukázaná vlastnosť odpudzovania telies z elektrifikovaných telies. Elektrická iskra bola získaná v roku 1700. z strúhaného jantáru. To je asi všetko. Táto iskra však bola zdrojom svetla a Newton nariadil, aby experimenty vykonával kurátor spoločnosti Francis Gauksby. Dutá sklenená guľa s odstráneným vzduchom zvnútra bola rozvihnutá na špeciálnom stroji pomocou remeňového pohonu. Keď ho trel rukami, jeho vákuum žiarilo tak jasne, že v tme ste mohli prečítať knihu. Ihly sa dajú získať z lopty. Tiež priťahoval a odpudzoval telá. Bolo to v podstate prvé elektrické auto.

Tento stroj však nedostal distribúciu a bol čoskoro zabudnutý. Dôvod bol bežný - majiteľa to stálo draho. Vláda v tom čase nebola dotovaná vládou. Teraz sa to bude zdať čudné, ale dokonca ani členovia Kráľovskej spoločnosti v Londýne, čiže akademici podľa našich predstáv, nedostali iba plat, ale samotná spoločnosť existovala na úkor príspevkov svojich členov a neustále potrebovala peniaze. Materiály potrebné na experimenty si experimentátor kúpil na svoje vlastné náklady.Na získanie obvinenia, dokonca aj doma, Gauksby navrhol, že vedci jednoducho utierajú handričku na hrubú sklenenú trubicu. Tento návrh bol taký úspešný, že tisíce ľudí vedcov a remeselníkov, duchovných a aristokratov, kúzelníkov a podvodníkov začali získavať elektrické náboje.

S touto sklenenou trubicou sa začali hromadné objavy a vynálezy v oblasti elektrickej energie. Nikto nespochybnil ani otázku praktického uplatňovania nových javov. Práve táto okolnosť je a aj teraz je príčinou výsmechu a obvinenia vedcov vo výskume podľa názoru obyvateľov bezcenných javov. V období, ktoré sme opísali, slávny anglický spisovateľ Jonathan Swift napísal ostrú satiru o anglickej spoločnosti svojej doby - „Gulliver's Travels“. Zdá sa však, že všetky problémy, ktoré v knihe riešili vedci a ktoré boli predtým považované za smiešne. Dokonca aj „Premieňanie ľudských exkrementov na živiny“. Preto bola experimentálna veda v očiach bežných ľudí zriedkavým javom. Ale asetici vždy boli.

Určitý farbiar látok v Canterbury (blízko Londýna) Stephen Gray (1666-1736) sa začal zaujímať o vedu. Informácie o jeho vzdelaní nie sú známe, s najväčšou pravdepodobnosťou sa učil sám. Jeho starí otcovia boli - jeden kováč, iný tesár, on zdedil remeslo svojho otca. Profesia nebola zisková, čo vyplýva z jeho listov, v ktorých sa autor sťažuje na nedostatok peňazí „na knihy, nástroje a iné materiály“. Napriek tomu sa začal zaujímať o počasie a astronómiu. V týchto dňoch nebolo ľahké stať sa astronómom. Bolo potrebné ručne vyrobiť ďalekohľad a manuálne vyleštiť šošovky. A tak sa začal oboznámiť s optikou. Mimochodom, ďalekohľad vytvorený samotným I. Newtonom je stále uložený v Londýne.

Grayova prvá vedecká práca bola uverejnená v roku 1698, kde opísal možnosť zvýšenia presnosti odčítania barometra pozorovaním cez mikroskop. Prácu si všimol samotný kráľovský astronóm John Flamstead, zakladateľ Greenwichského observatória, ktorý začal sponzorovať začínajúceho vedca.

Zdá sa, že bez jeho pomoci bol v roku 1919 Gray usporiadaný ako dôchodca charterového domu s úplným zabezpečením, aby nemohol premýšľať o dennej práci, ale venoval sa výlučne vede. Nebolo to vôbec ľahké, pretože charitatívna charta Charhouse, založená mníchmi v storočí XYII, bola určená pre nezosobášených mužov anglikánskej viery, väčšinou kapitánov v dôchodku. Tu sa odvíjajú štúdie, ktoré nás zaujímajú.

Po prvé, Gray elektrifikuje rôzne telá trením (hodvábne nite, koža, drevo, vlna) a dosahuje takú elektrifikáciu, že k nim začali priťahovať kúsky papiera a peria zo vzdialenosti 2 až 5 cm. Ešte lepšie výsledky sa dosiahli trením sklenenej skúmavky. Ale pre Gray to nestačí. Pýta sa, či sa zlepší elektrifikačný výkon, ak je sklenená trubica zasunutá. K jeho nehoráznosti sa stupeň elektrifikácie nezmenil. Bol to však pozorný človek, čo je pre vedca veľmi dôležité, a upozornil na skutočnosť, že kúsky papiera nalepujú na dopravné zápchy. To bola skvelá správa. Koniec koncov, v tom čase bola známa iba jedna metóda elektrifikácie telies - ich trením. Nikto však korku neotieral! Preto sa objavil nový spôsob, ako ELEKTRIZOVAŤ ORGÁNY POUŽITÍM KONTAKTU NEZARADENÉHO TELA S ELEKTRIZOVANÝM.

Ďalšie udalosti popisuje samotný experimentátor. „Začal som výskum,“ píše, „ako ďaleko sa prenáša elektrická energia. Aby som to urobil, zobral som dutú trstinu dlhú 7 stôp (80 centimetrov), bývalú časť rybárskeho prútu a zasunul som do otvoru sklenenej trubice. Potom, čo bola trubica pod napätím, trstina pritiahla fóliu, rovnako ako guľa zo slonoviny, ktorú som ku korku pripevnil pomocou korku. Potom som zobral dva horné konce dlhých rybárskych prútov.Jeden z nich bol zo španielskej trstiny, druhý čiastočne z dreva a čiastočne z veľryby. To všetko spolu s trubicou bolo viac ako 14 stôp (viac ako 4 metre) Na koniec kostice bola pripevnená guľa. Potom, čo bola trubica vzrušená, lopta priťahovala fóliu zo vzdialenosti 3 palcov. Urobil som tyč zo španielskych trstinových a borovicových dosiek, ktoré spolu s potrubím prekročili 5,5 m. Táto dĺžka bola limitom, s ktorým som mohol pracovať vo svojej izbe, a zistil som, že príťažlivosť bola rovnako silná. ““

Na pokračovanie v experimentoch bolo potrebné ísť von a hľadať pomocníka. Takže nadšencom bol kňaz Grenville Wheeler. Ukázalo sa, že je tiež inteligentný človek. V máji 1729 Gray uskutočnil úspešný experiment stojaci na balkóne. Súčasne sa zo sklenenej trubice zavesila ľanová šnúra dlhá 8 metrov, zodpovedajúca výške balkóna. Na spodku bol Wheeler, ktorý určoval náboj pomocou mosadze na doske.

Vedci sa potom rozhodli pokúsiť sa preniesť elektrinu horizontálne. Na tento účel bola zavesená ľanová šnúra na nechty vtiahnuté do drevených trámov. Bohužiaľ, táto skúsenosť zlyhala. Po mnohých úvahách Gray vyvodzuje všeobecne správny záver, že elektrina prešla do lúča. Wheeler je na vstupe do histórie. Navrhuje zavesiť šnúru na hodvábne šnúrky. O 10:00 1729 prvýkrát v histórii prišiel náboj na miesto určenia cez elektrické vedenie (guľa zo slonoviny). Vzdialenosť, v ktorej bol náboj prevedený, bola asi 25 metrov. Pokiaľ ide o elektrické vlastnosti, bielizeň a hodváb boli odlišné.

Nahradením hodvábnych podväzkov za drôty mali experimentári opäť negatívny výsledok. Ukázalo sa, že úspech experimentu je spôsobený vlastnosťou hodvábu, že nevedie elektrinu. Vlasové laná mali rovnakú vlastnosť. Bývalý farbiar, ktorý je oboznámený s textíliami, vyskúšal niekoľko hodvábnych čipiek a dospel k záveru, že modré čipky majú najlepšie vlastnosti. Presné vedy sa líšia v tom, že všetky závery predchádzajúcich výskumných pracovníkov sú skontrolované a opätovne skontrolované. Francúzsky vedec Dufe čoskoro experimentálne preukázal, že farba hodvábu nemá vplyv na jeho elektrické vlastnosti.

Toto nebol Greyov jediný chybný záver. Vo svojich experimentoch zameraných na prilákanie a odpudenie tiel vytvoril podivný vzorec, podľa ktorého sa okolo toho istého smeru začnú otáčať ľahké telá visiace na vláknach blízko nabitej železnej gule. Dufe a Wheeler sa márne snažili dosiahnuť rovnaké výsledky. Potom si Wheeler pamätal, že ruky starnúceho Grey sa chvejú a informovali telá o sile potrebnej pre túto rotáciu.

Podľa Greyho zásluh to nekončí veda o elektrine. Najprv začal elektrické experimenty so zvieratami a ľuďmi. S nastrúhaným sklom zdvihol vlnu na psa a potom prišiel človek. Gray presne zachytáva dátum tejto udalosti. „8. apríla 1730,“ píše Gray, „nasledujúci experiment som urobil na chlapcovi vo veku asi osem až deväť rokov. Vážil 47 libier 10 uncí v oblečení. Zavesil som to vodorovne pomocou dvoch vlasových lán používaných na sušenie odevov. Do lúča mojej izby boli zatĺkané dva háčiky, jedna noha hrubá a ďalšia dvojica vo vzdialenosti dvoch stôp. Na týchto háčikoch som zavesil laná za slučky, takže sa ukázalo, že je to niečo ako hojdačka. Chlapec bol položený lícom nadol na tieto laná, jedno lano zakrývalo jeho hruď a druhé jeho stehná. Fólia bola umiestnená na stojan, ktorým je okrúhla doska s priemerom 1 stopa. Keď bola trubica trená a držaná blízko chlapcových nôh, NEDOTÝKAJTE SA, fólia bola priťahovaná chlapcovou tvárou natoľko, že sa zvýšila na výšku 25 palcov (25 cm).

Grey nielenže týmto experimentom určuje elektrickú vodivosť ľudského tela, ale je prvým, kto pozoruje fenomén ELEKTRICKEJ INDUKCIE.Čo je to elektrická indukcia (niekedy sa nazýva elektrostatická)? Táto vlastnosť telies sa stáva elektrifikovanou, keď sú umiestnené v elektrickom poli. Toto pole bolo v tomto prípade tvorené drôtenou sklenenou trubicou. A predsa to nie je hlavná vec tohto experimentu. Najdôležitejšie bolo, že v štúdiách o elektrine sa človek stal technickým a často najdôležitejším účastníkom experimentov. Koniec koncov, neexistovali vôbec žiadne elektrické zariadenia a vedci začali rozvíjať vedomosti v novej vede pomocou ľudských zmyslov.

Stephen Gray robí ďalšie zaujímavé pozorovanie. Masívna dubová kocka nezabíja viac ako dutá kocka rovnakej veľkosti. Táto skutočnosť nemyslela o nič menej, ale skutočnosť, že ELEKTRICKÁ POPLATKA JE ROZDELENÁ POVRCHOVOU POVRCHOM.

Avšak hlavnou vecou v štúdiách Stephena Graya bola skutočnosť, že všetky telá boli rozdelené na ELEKTRICKÉ KARTY a NELEKTRICKÉ KARTY. V roku 1738 Huguenotský utečenec z Francúzska, Jean Desagulier, najskôr fyzik, a potom kaplán princa z Walesu, navrhol nazvať elektricky vodivé telá jednoducho POTVRDITEĽMI, ktoré boli zahrnuté do terminológie vedy. Výrazy INSULATOR a SEMICONDUCTOR sa začnú používať neskôr. Ale osoba ako meracie zariadenie si bude dlho strážiť hodinky. Služobník Richard z fyzika G. Cavendish (1731-1810) teda určí hodnotu náboja kondenzátorov podľa rozsahu elektrického šoku a fyzik A. Volta (1745-1827), ktorý používa jeho jazyk, vymyslí chemický zdroj elektriny.

Ceny nepostúpili nad vedeckým pracovníkom. Bývalý farbiar sa stal členom Royal Society of London a získal Copley Medal, čo je najvyššie uznanie v Spojenom kráľovstve. Z ruských vedcov takúto medailu získali iba D.I. Mendeleev a I.P. Pavlov. čo naznačuje závažnosť takéhoto ocenenia.

To by mohol byť koniec. Chcel by som však hovoriť o jednej skutočnosti z biografie Grey, aby som objasnil niektoré okolnosti. Pri štúdiu života tohto nezištne oddaného vedeckému človeku je nápadný nedostatok tvorivej činnosti po mnoho rokov talentovaného vedca. Niektorí historici vedy sa domnievajú, že na vine je nepriateľstvo prezidenta Kráľovskej spoločnosti v Londýne, I. Newtona a kráľovského astronóma D. Flamsteada, ktorý, ako vieme, sponzoroval Graya. Z tohto dôvodu došlo k hádke. Riaditeľ Greenwichského observatória uskutočnil vynikajúce (ako je napísané v modernej Britannica) pozorovania hviezdnej oblohy. Newton potreboval výsledky svojej práce pre svoj ďalší výskum a chcel, aby boli vytlačené. Čo astronóm nesúhlasil, kým neodstránil všetky chyby. Predseda spoločnosti trval na tom, našiel sponzora (dánskeho princa) a publikoval diela v množstve 400 kópií. Flamstead potom kúpil publikované kópie a zničil ich. Bolo spálených asi 300 kópií. Newton vylúčil Flemsteada z členov Kráľovskej spoločnosti, údajne za neplatenie členských poplatkov. Dôvod je smiešny, pretože kráľovský astronóm raz na vlastné náklady získal všetky astronomické vybavenie pre Greenwichské observatórium. Gray stratil svojho patróna. Svoju tvorivú prácu pokračoval až po Newtonovej smrti. To všetko svedčí o tom, že na Zemi niet žiadnych svätých. Aj medzi veľkými.