Рассказы об электричестве
Шрифт:
Идеи Франклина были приняты весьма сочувственно европейскими учеными, не имевшими в то время никакой теории для объяснения заряда лейденской банки.
В письме от 1747 года Франклин предложил свою теорию электричества. Он считал, что существует некий электрический флюид — тончайшая жидкость, которая пронизывает все тело. Частицы электрического флюида отталкиваются друг от друга, но притягиваются частицами тел. При этом если в теле появляется избыток электрической жидкости, то оно оказывается наэлектризованным «положительно». Этим термином Франклин предлагал заменить «смоляное» электричество Дюфе. А если в теле существует недостаток электрического флюида, оно наэлектризовано «отрицательно». Так он предлагал называть «стеклянное» электричество Дюфе. Таким образом, единая электрическая жидкость определяла два состояния тел — положительную и отрицательную электризацию. При этом предполагалось, что создавать электрическую жидкость никто не может. Все дело только в ее перераспределении между телами…
Бенджамин Франклин родился в семье ремесленника, переселившегося на американские берега из Англии, где подвергался религиозным преследованиям. В семействе было 17 детей. Бенджамин — младший. И хотя к его отрочеству многие из братьев и сестер уже стали вполне самостоятельными людьми, мальчик не смог получить систематического образования. Он проучился в школе всего год, наловчившись за это время читать и считать, а потом поступил в типографию старшего брата, обязавшись по контракту проработать там бесплатно в течение восьми лет за науку и обучение ремеслу книгопечатания. Одним из немногих удовольствий, выпадавших на долю мальчугана, было в ту пору чтение книжек да лихие запуски воздушных змеев над холмами небольшого полуострова в глубине Массачусетской бухты, где расположился город Бостон.
Не об этом ли увлечении детских лет вспомнил Франклин, когда увидел, как металлический штырь спокойно сводит электрический заряд с лейденской банки на землю? Он всегда интересовался метеорологией. И мысль о том, как защитить дома колонистов от пожаров, вызванных частыми грозами, не раз тревожила его практический ум. Если же считать молнию большой электрической искрой, то нельзя ли с помощью длинного острого металлического шеста разряжать и облака, как лейденские банки, сводя опасные заряды на землю? Но для этого следовало убедиться, что небесное электричество и электричество, получаемое от машины, — одно и то же.
В один из ветреных дней, когда низкие тучи предвещали грозу, Бен соорудил из шелкового платка большой воздушный змей и запустил его под облака. К концу бечевки он привязал металлический ключ, а к ключу шелковую ленту, за которую, в целях безопасности, держался сам. По шелку электричество не передавалось.
Скоро веревка намокла. Где-то вдалеке громыхнул первый гром. Франклин осторожно поднес к ключу лейденскую банку, и длинная голубая искра клюнула центральный электрод. «Браво! Есть электричество! Я его отнял у неба!» Он заряжал одну банку за другой, убеждаясь, что добытое змеем электричество ничуть не отличается от производимого трением. «Прекрасно! Больше я не позволю небесному огню сжигать дома и корабли, убивать людей и наносить ущерб обществу. Заостренные шесты сведут молнии на землю!» Франклин начинает кампанию за повсеместную установку громоотводов.
Вряд, ли будет большим преувеличеним сказать, что громоотвод изобрел Франклин. Правда, в литературе есть сведения, что уже в Древнем Египте жрецы ставили возле храмов обитые медью высокие шесты, которые отводили якобы молнию от храмовых кровель. Так это или нет, проверить сегодня трудно. Особенно ежели учесть, что Египет не лежит в полосе чересчур частых гроз. Правда, там они все-таки случаются. А вот в полярных районах, выше 82-й параллели северной широты и 55-го градуса южной широты, гроз по статистике почти не наблюдается. В средних широтах число грозовых дней колеблется между двадцатью и сорока за год, а в тропиках, особенно в экваториальной зоне, дней с грозами бывает до ста пятидесяти за год!
Впрочем, климат — штука сложная.
Говорят, на острове Ява, что в Малайском архипелаге, общее число гроз за год достигает чуть ли не полутора тысяч. Здесь в течение суток они бушуют по нескольку раз и день без грозы — большой праздник.
Но даже если наши предки и умели устраивать грозозащиту, то нужно сказать, что ко времени Франклина успехи в этой области были прочно забыты.
Свою теорию громоотвода Франклин изложил в письме в Королевское общество от 17 сентября 1753 года. Он предлагал ставить возле домов заостренные железные прутья, поскольку острие станет «высасывать» электричество из облаков мало-помалу и не допустит образования молнии. Да и сама молния, если дать ей путь «надлежащей проводимости», спокойно уйдет в землю, не сжигая и не разрушая строений.
Громоотводы распространились по американским городам довольно быстро. В Европе Лондонское королевское общество напечатало «электрические» письма Франклина отдельной книжкой, и она хорошо разошлась. Однако слишком много людей в Старом Свете уже занимались исследованиями атмосферного электричества, чтобы так сразу принять на веру заключения «янки из-за океана». Даже в Лондоне нашлись члены общества, утверждавшие опасность привлечения молний к крышам зданий путем установки на них заостренных шестов — громоотводов и посему предлагавшие надевать на острия шары… Только шары могли сделать молнию безвредной!
На континенте, бывало, крестьяне приписывали громоотводу засуху, поражающую их поля. Немало было и других вздорных мнений. Правда, время от времени сама природа подталкивала людей на скорейшее решение «острых» вопросов. Французский ученый Луи Араго в своей книге «Гром и молния» пишет: «Утром 18 августа 1769 года гром ударил в башню святого Назария в городе Брешией Под основанием этой башни находился подземный погреб, в котором хранилось 1030 000 килограммов пороха, принадлежавшего Венецианской республике. Эта огромная масса воспламенилась мгновенно. Шестая часть зданий обширного и прекрасного города была разрушена, а все остальное было потрясено так, что угрожало падением. При этом погибло три тысячи человек. Башня святого Назария была вся подброшена на воздух и упала обратно на землю в виде каменного дождя. Обломки ее рассыпались на огромном расстоянии». Нет сомнений, что такие события весьма усиливали интерес к громоотводам в Европе. Исследования атмосферного электричества ширились, захватывая все большее число ученых-естествоиспытателей в самых разных странах. Росло и количество опасных опытов по извлечению искр из наэлектризованных металлических шестов, установленных на крышах…
Хуже дело обстояло с теорией. Если отталкивание положительно заряженных тел теория Франклина объясняла достаточно просто, то такое же отталкивание отрицательно заряженных тел объяснить не удавалось. Но Франклин не унывал. Он вообще никогда не впадал в уныние и не только увлеченно работал, но работал весело. Он смеялся, когда свидетели его опытов вздрагивали от треска синевато-фиолетовых искр. И не только работал весело, но весело и отдыхал. «Ввиду того что наступает жаркая погода, когда электрические опыты доставляют мало удовольствия, мы думаем покончить с ними на этот сезон, завершив все довольно веселым пикником, — писал он в Англию, где у него осталось немало друзей. — На берегах реки Скулкилл искра, переданная с одного берега на другой без какого-либо проводника, кроме воды, зажжет одновременно на обоих берегах реки спиртовки… Индейка к нашему ужину будет умервщлена электрическим ударом и зажарена на электрическом вертеле огнем, зажженным наэлектризованной банкой; мы выпьем за здоровье всех известных физиков… из наэлектризованных бокалов под салют орудий, стреляющих от электрической батареи…» Не этот ли стиль пытались возродить и почитатели ученого в XX веке?
Только семь лет занимался Франклин своими опытами. За это время он не оставлял и общественной деятельности. По его инициативе в Филадельфии возникла «Академия» — учебное заведение, состоящее из средней и высшей школ. Был открыт первый в Америке общественный госпиталь. Его выбрали мировым судьей. А в период начавшейся войны между английскими и французскими колониальными войсками Франклин занимался организацией милиции своего штата. На конгрессе представителей колонии в Олбани Франклин предложил английской администрации план объединения федерации колоний в единое самоуправляющееся государство, но этот проект, естественно, не прошел. Оказавшись в оппозиции проанглийски настроенному губернатору, Франклин вынужден ехать в Лондон, чтобы добиться от правительства метрополии хоть какого-то ограничения прав назначаемых оттуда чиновников. На этом и его ученые занятия прервались. Он проводит в Англии довольно долгое время. Потом возвращается туда еще раз. Пишет политические памфлеты. Едет во Францию с дипломатической миссией…