Франклин
Шрифт:
Как показывает история мировой науки, крупнейшие открытия в области точных наук, в отличие от наук гуманитарных, делались, как правило, учеными молодого возраста. Но нет правил без исключения. Франклин начал заниматься научной работой, когда ему был уже сорок один год, и тем не менее всего за пять-семь лет он сделал во много раз больше, чем многие крупные ученые-профессионалы за десятилетия беспрерывных научных исследований.
Идеи и выводы Франклина, как и многие гениальные эксперименты, были исключительно просты. Он, например, обратил внимание на «поразительную способность заостренных предметов извлекать и отдавать электрический огонь» (как он называл электричество) и экспериментально подтвердил свою гипотезу. Эксперимент,
Франклин клал чугунный шар диаметром в три-четыре дюйма на горлышко сухой стеклянной бутылки. К потолку прикреплялась шелковая нитка, на нижнем конце которой привязывался небольшой пробковый шарик, величиной, с горошину. Длина нитки и ее направление были такими, чтобы пробковая горошина соприкасалась с боком чугунного шара. Как только чугунный шар наэлектризовывался, пробковая горошина отлетала от него на несколько дюймов, в зависимости от силы электрического заряда. Если в этом положении к чугунному шару на расстоянии шести-восьми дюймов подводили острие кинжала, мгновенно прекращалось отталкивание пробковой горошины. Для того чтобы вызвать аналогичное действие с помощью тупого предмета, его надо было приблизить к шару на расстояние до одного дюйма, пока между этим предметом и шаром не проскочит искра.
На основании проведенных экспериментов Франклин направил в Лондон первый, очень краткий отчет. И уже в этом кратком отчете были четко выражены его идеи, которые составили основу унитарной теории электричества, и был сформулирован закон сохранения заряда.
В письме к Питеру Коллинзу в 1749 году Франклин изложил свою основную гипотезу о природе электричества. Он нарисовал яркую картину электризации тел. «Электрическая материя, – писал Франклин, – состоит из частиц крайне малых, так как они могут пронизывать обычные вещества, такие плотные, как металл, с такой легкостью и свободой, что не испытывают заметного сопротивления». Приведя эту выдержку из письма Франклина, П. Л. Капица писал: «Эта картина до сих пор в основном остается правильной… В наши дни мы называем эти „крайне малые частицы“ электронами».
Франклин писал, что любое тело является как бы губкой, насыщенной частицами электричества. Процесс электризации тел он сводил к тому, что тело, получившее избыток электрических частиц, заряжено положительно, тело, имеющее недостаток этих частиц, заряжено отрицательно. Количественно Франклин это доказывал опытом, понятным любому человеку, не имеющему специальной подготовки.
Два человека становятся на восковые подушки, которые являются изоляторами. Один из них трением электризует стеклянную палочку. Если этой палочкой он коснется другого человека, то оба они оказываются наэлектризованными. Определяется это тем, что прикосновение любого из них к заземленному предмету вызывает искру. Если стоящие на изоляторах люди сразу после электризации прикоснутся друг к другу, то между ними проскочит искра, после чего пропадает их наэлектризованность по отношению к земле. Доказательством этому является то, что при прикосновении к заземленному предмету искра больше не появляется.
Результаты своих опытов Франклин изложил в нескольких письмах на имя Коллинза, так как считал нужным хотя бы таким путем отблагодарить его за присланную аппаратуру. Коллинз прочитал эти письма на заседании Королевского общества. Однако ученые мужи Англии не сумели разобраться в большой научной актуальности работы, проделанной Франклином, и не сочли ее достойной публикации. Более того, когда доктор Митчел зачитал присланные ему Франклином лекции, написанные для Киннерели, где доказывалась электрическая природа молнии, члены общества подняли на смех и Франклина и Митчела.
Однако когда с результатами работы Франклина ознакомился серьезный ученый доктор Фозергилл, он посоветовал Коллинзу опубликовать эти работы отдельной книгой и написал
Как нередко бывает с крупными научными открытиями, идеи Франклина получили признание сначала за границей и только потом на родине. Лекция Фраклина, где доказывалось тождество молнии и электричества, была переведена на французский язык и напечатана в Париже. И сразу же она привлекла к себе внимание ученых, причем отзывы некоторых из них были отнюдь не восторженными. Например, аббат Нолле, преподаватель натурфилософии в королевской семье, встретил теорию Франклина в штыки. Объяснялось это тем, что аббат сам был автором теории о природе электричества, которая была очень популярна в то время, а выводы Франклина не оставляли камня на камне от его идей.
Вокруг теории Франклина кипели бурные страсти, ученые различных школ и направлений оживленно обсуждали достоинства и недостатки этого открытия. И только сам автор с олимпийским спокойствием наблюдал за ходом этой борьбы. «Я, – вспоминал Франклин, – решил предоставить мои доклады их участи, полагая, что будет лучше использовать время, которое я могу выкроить из занятий общественными делами, для производства новых экспериментов, чем для дискуссии по поводу экспериментов, уже произведенных».
Тем временем интерес к открытиям Франклина все более возрастал. Его книга была переведена на итальянский и немецкий языки. Был сделан перевод и на латинский язык, который являлся в то время международным языком ученых.
В Париже в присутствии короля и всех высокопоставленных членов двора были повторены опыты Франклина по притяжению молнии из облаков. Резонанс эти опыты дали огромный. Имя Франклина, как выдающегося ученого и экспериментатора получило международное признание. Слава Франклина докатилась и до храма науки на Британских островах. Королевское общество вновь рассмотрело все письма, которые Франклин прислал в его адрес, и резюме из этих писем было, наконец, напечатано в трудах Королевского общества. Так пришло к Франклину пусть и запоздалое, но все же признание и в метрополии. «Вскоре, – писал Франклин, – я был с избытком компенсирован за то пренебрежение, с которым они сперва отнеслись ко мне. Без всякой просьбы с моей стороны они избрали меня своим членом, освободив от обычного взноса, достигающего двадцати пяти гиней, и так же бесплатно посылали мне впоследствии свои труды. Кроме того, я был награжден золотой медалью сэра Годфрея Коплея за 1753 год. Вручение мне этой медали сопровождалось очень красивой речью председателя общества лорда Мэклсфилда, в которой он высоко оценил меня».
За свои выдающиеся открытия в области электричества и в других областях науки Франклин был избран почетным членом большинства академий и ученых обществ зарубежных стран. Многие университеты присвоили ему звание почетного доктора наук.
Отсутствие учеников – продолжателей дела ученого – является свидетельством его научного эгоизма или интеллектуальной неполноценности. У Франклина были многочисленные последователи еще со времен его молодости, когда он учредил филадельфийскую Хунту. Параллельно с Франклином и под его руководством трудилась целая плеяда физиков-экспериментаторов. Однако никто из них, даже такие способные, как Киннерели, не смогли приблизиться к тому уровню, которого достиг Франклин в своей работе.
Одновременно с Франклином аналогичными проблемами занимались не менее талантливые люди. Причем это были ученые-профессионалы, которые имели ряд преимуществ перед заокеанским самоучкой. Достаточно указать на то, что работы Франклина приходятся на середину XVIII столетия, когда жили и творили такие гиганты науки, как Ньютон, Гюйгенс, Эйлер. И все же именно Франклину в далекой Америке, изолированной от крупнейших научных центров того времени, удалось сделать эпохальные открытия в области электричества.