Краткая история науки

Соединяющий материал был назван «проводником», поскольку он позволял таинственной силе переходить в банку, где она и могла храниться некоторое время. Ассистент профессора, коснувшийся бока сосуда и провода одновременно, получил такой электрический удар, что подумал – весь заряд перешел на него.

Отчет об этом эксперименте вызвал сенсацию, и Лейденская банка стала модной. Однажды десять монахов соединили руки, и когда первый коснулся сосуда и проводника, то разряд прошел через всех одновременно. Электрошок, по всей видимости, мог неким образом передаваться от человека к человеку.

Но что в этом случае происходило на самом деле?

Если отставить в сторону игры с искрами, то на кону стояли серьезные научные вопросы. Существовало множество теорий, объясняющих электричество и магнетизм, но хоть какой-то порядок в эту область исследований внес Бенджамин Франклин (1706–1790). Известен он в первую очередь как политический деятель эпохи образования США, помогавший писать Декларацию независимости (1776) после того, как бывшие колонии освободились от власти Британской империи.

Франклин был остроумен, популярен, обладал большой житейской мудростью, любил изречения типа «время – деньги» и «в этом мире нет ничего определенного, кроме смерти и налогов». В следующий раз, когда увидите человека в кресле-качалке или бифокальных очках, вспомните о Франклине, ведь именно он изобрел и то, и другое.

Он был по большому счету самоучкой, но знал очень много, в том числе и о науке. Чувствовал себя одинаково как дома и во Франции, и в Англии, и в Америке, и находился во Франции, когда провел свой самый знаменитый опыт с молнией.

Подобно множеству людей в середине восемнадцатого века Франклин интересовался Лейденской банкой и тем, что можно показать с ее помощью, и именно в его руках этот прибор раскрыл весь потенциал. Во-первых, он понял, что вещи могут нести либо положительный, либо отрицательный заряд – как это видно по маркировке на батарейках. Внутренности Лейденской банки, соединяющий провод и вода были электрически положительными, – утверждал он, в то время как внешняя поверхность несла отрицательный заряд. Плюс и минус имели одинаковую силу и уравновешивали друг друга.

Дальнейшие эксперименты убедили Франклина, что вся энергия банки сосредоточена в стекле, и он создал первый образец батареи (и изобрел слово), поместив кусок стекла между двумя свинцовыми пластинами. Когда он присоединил это устройство к источнику электричества, то оказалось, что его можно заряжать и разряжать.

К сожалению, дальнейших исследований в этом направлении он не проводил.

Франклин был не первым, кто пытался решить задачу о связи между искрами, созданными с помощью машин на земле, и огромными искрами в небесах, которые мы именуем молниями. Но он стал первым, кто приложил к проблеме знания, полученные при работе с Лейденской банкой, и попытался разобраться, как же связаны два явления.

Франклин замыслил хитроумный, но в то же время опасный эксперимент.

Он утверждал, что электричество атмосферы собирается на краях облаков точно так же, как в Лейденской банке оно сосредотачивается на стекле. И когда два скользящих по небу облака сталкиваются во время грозы, происходит разряд – вспышка молнии. Отправив к тучам летающего змея. Франклин мог доказать, что его гипотеза является верной.

Но человек, управляющий змеем, должен быть должным образом изолирован от электричества (с помощью покрытой парафином рукоятки, к которой привязана веревка) и «заземлен» (куском провода, прикрепленного к телу и уходящего в землю). Без всех этих предосторожностей электрошок может убить экспериментатора, и в самом деле один неудачливый ученый погиб, поскольку не следовал инструкциям Франклина.

Опыт со змеем убедил Франклина, что электричество молний во всем подобно электричеству Лейденской банки.

Сначала движение и притяжение, теперь электричество, вещи в небесах и на земле уже не в первый раз объяснялись с помощью одних и тех же принципов.

Работа Франклина с электричеством имела немедленные практические последствия. Он показал, что металлический шест с острым концом проводит электричество в землю и, если такую штуку поставить на крышу дома, да еще изолировать проведенный от нее к почве провод, ударившая молния не подожжет здание, а уйдет в землю без следа.

А в то время пожары во время гроз являлись серьезной проблемой, ведь строили большей частью из дерева, а крыши были тростниковые или соломенные.

Громоотводы, как назвали это устройство, действуют именно по этому принципу, и мы до сих пор используем слово «земля» для отрезка изолированного провода в наших розетках – его задача состоит в том, чтобы отводить избыточное электричество от таких приборов, как стиральные машины и холодильники.

Франклин поставил громоотвод на собственной крыше, и идея прижилась.

Таковы оказались первые важные результаты того, что ученые проникли в природу электричества.