Анатолий Томилин - Мир электричества

• Название: Мир электричества
• Автор: Анатолий Томилин
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2004
• ISBN: 5-7107-6820-0

Книга о природе электрических явлений и об ученых, которые в течение многих веков стремились разгадать тайны электричества. Рассказывается также о новейших достижениях науки в области использования электричества для нужд людей, о перспективах развития большой энергетики.

Книга адресована широкому кругу читателей.

---

Впрочем, и Гауксби, и Грей отлично понимали, что, прежде чем говорить о сущности электричества, следует накопить о нем как можно больше сведений.

К сожалению, сэр Стефан не успел проделать все задуманные опыты. В 1736 году семидесятилетний ученый скончался.

«Грей был прекрасным, необыкновенно остроумным экспериментатором, – говорил опечаленный смертью друга Уилер на заседании общества. – И нам остается только пожалеть, что идея начать исследования в этой области пришла к нему так поздно».

О «стеклянном» и «смоляном» электричестве

Расстояние от Лондона до Парижа невелико, и известия Королевского общества быстро достигали берегов Сены. Несмотря на ревнивое неприятие французами всего английского, труды Ньютона и других британских ученых внимательно читались в Париже. Пожалуй, можно сказать, что одним из первых естествоиспытателей на континенте эти идеи воспринял Шарль Франсуа де Систерне Дюфе – французский физик, с двадцати пяти лет – член Парижской академии наук. Он занимался оптикой и механикой, теплотой и магнетизмом. А когда в лондонском журнале прочитал сообщение об опытах Грея, то навсегда «заболел» электричеством.

Шарль Франсуа Дюфе (1698–1739)

В юности родные определили Шарля Франсуа на военную службу, к которой он не имел ни малейшей склонности. Дослужившись до скромного чина младшего армейского офицера, Дюфе подал в отставку по причине слабого здоровья и с удовольствием стал заниматься наукой. Сначала его привлекала химия. Но когда подвернулась возможность поступить в Парижский ботанический сад, Дюфе постарался ее не упустить. Служба есть служба.

В 1732 году его назначили директором ботанического сада. Но Дюфе уже всерьез занимался электричеством. Результаты английского исследователя Грея поразили его. Он повторил ряд описанных экспериментов и сумел передать электричество по бечевке более чем на 300 м! Успехи всегда окрыляют человека.

Дюфе дюжинами придумывал опыты, один или с помощниками ставил их в своем кабинете. Пробовал электризовать разные вещества. И каждый раз аккуратно записывал результаты в рабочую тетрадь. Скоро у него скопилось таких записей столько, что он смог сделать первый вывод: «Тела, наименее склонные сами становиться электрическими, легче всего притягиваются и переносят наиболее далеко и в наибольшей степени электрическую материю, между тем как тела, наиболее склонные сами становиться электрическими, наименее приспособлены воспринимать электричество от других и передавать его на значительное расстояние». Простим ученому несколько тяжеловатый слог. Ведь он был первым, кто решился на обобщение, да и жил он все же три века назад. Тогда люди и думали и говорили не так кратко, как мы.

Вывод Дюфе, конечно, еще не закон. Но его появление означает, что в изучении электричества наступила пора переходить от разрозненных фактов к законам, которые приводят эти факты в систему.

Настал день, когда Дюфе сделал главное свое открытие. Он уже давно замечал, что обрывки бумаги и соломинки, наэлектризованные натертой стеклянной палочкой, отталкиваются ею, но притягиваются натертым янтарным шариком. То же самое происходило и в том случае, если наэлектризовать бумажки, скажем, копаловой смолой или испанским воском. Обрывки отталкивались от предметов, сообщивших им электричество, но притягивались натертой стеклянной палочкой. Получалось, будто в природе существует не одно электричество, а два: «стеклянное» и «смоляное». И все тела делились на две группы: одни воспринимали «стеклянное» электричество, другие – «смоляное». Третьего сорта таинственной силы найти не удавалось…

В ту пору жил в Париже аббат Жан Антуан Нолле. Он был поистине вездесущ. Знакомый со всеми более или менее известными французскими естествоиспытателями, аббат состоял в переписке со многими зарубежными учеными и время от времени бывал при дворе. Везде он был желанным гостем, делился новостями, перемешивая научные сенсации с великосветскими сплетнями; порой сам показывал эффектные опыты. Ученым аббат Нолле не был. Но роль популяризатора науки снискала ему известность не только в свое время. Особенно важна была его переписка с учеными разных государств. Надо признать, что среди священнослужителей той поры, особенно среди иезуитов, было немало серьезных ученых.

Один из первых электроскопов с золотыми листочками, изобретенный Дюфе

Попробуем ранним весенним утром 1735 года последовать за проворным физиком в сутане, после того как он вышел из собственного дома в Париже. Крепкие ноги аббата привели его к ботаническому саду. Вот он взошел на крыльцо, поднял дверной молоток… Да ведь это дом, в котором живет директор этого славного научного заведения, небезызвестный нам Шарль Франсуа де Систерне Дюфе!

– Как это кстати, господин аббат, что вы заглянули ко мне! – говорит Дюфе, встречая гостя на пороге. – Я задумал воспроизвести опыты сэра Стефана Грея по электризации человека, и мне нужен помощник. Этот болван Жюльен, мой ассистент, сбежал от страха.

Нолле огляделся. У стола с бумагами стояла прислоненная к креслу стеклянная трубка – главный прибор для получения электричества. С потолочной балки спускались вниз петли из шелковых шнурков.

– Мой бог, зачем эти приспособления, дорогой Дюфе? Они настолько напоминают дыбу, что я чувствую себя гостем парижского прево.

Пока Дюфе залезал в петли и располагался в них так, чтобы ни рукавом, ни краем камзола не коснуться пола, аббат Нолле по его просьбе натирал трубку и рассказывал о последних научных новостях. В ходе беседы он время от времени дотрагивался стеклянной трубкой до подвешенного на петлях естествоиспытателя, сообщая ему электрическую силу. Но как узнать, когда электричества накопится достаточно?

Жан Антуан Нолле (1700–1770)

– Ах, Дюфе, придумали бы вы, право, инструмент, с помощью которого можно было бы видеть степень электризации.

– Уже!

– Что уже?

– Уже придумал. Взгляните на эту кисточку из растрепавшихся нитей шелкового шнурка. Чем больше вы сообщаете мне электричества, тем дальше нити расходятся друг от друга. Смотрите, как моя кисть ощетинилась. Это свидетельствует о том, что я полон, полон электричеством.

– Превосходная мысль. И такая простая. Но позвольте мне проверить то же самое старым способом.

Аббат поднес фарфоровую тарелку, наполненную обрывками бумаги. Естествоиспытатель протянул к ним палец, и обрывки зашевелились.

– Ну как, вы довольны? Убеждены? – Дюфе улыбнулся. Аббат согласно склонил голову. – Вот что, передайте мне, пожалуйста, вон ту стеклянную палочку, которая лежит на столе. Мы посмотрим, по всей ли ее длине электричество распространится равномерно.

Нолле протянул требуемое. Но когда Дюфе хотел взяться за палочку, из его руки вдруг выскочила большая голубая искра, раздался треск, и экспериментаторы почувствовали уколы. Это было настолько неожиданно, что оба вскрикнули, а потом засмеялись.

В том же году Дюфе опубликовал подробное сообщение об изучении им электрических искр и голубоватого свечения, которым бывали окружены электризуемые тела. «Возможно, – писал он, – что в конце концов удастся найти средство для получения электричества в больших масштабах и, следовательно, усилить мощь электрического огня, который во многих из этих опытов представляется (если можно сопоставлять нечто очень маленькое с чем-то очень большим) как бы одной природы с громом и молнией». Это было первое в истории науки опубликованное высказывание об электрической природе молнии.

Салонные опыты с электричеством

Теперь все дело упиралось в «средства для получения электричества в больших масштабах». Это понимал не только Дюфе. К сожалению, он рано умер, всего сорока одного года от роду. Но поисками средств и способов получать большее количество электричества заняты были многие. Интересовался ими и аббат Нолле. Он сразу оценил новые возможности для эффектных демонстрационных опытов, которые могли бы давать электрические искры.

Начиная с середины XVIII века опыты с электричеством, получаемым от трения, стали любимым развлечением образованных людей. Изумительные и совершенно непонятные свойства электризуемого тела уже не только притягивать к себе пушинки и соломинки, но и светиться, рождать искры, сопровождаемые треском, который отдаленно напоминал грозовой гром, – все это приводило людей в подлинный восторг. Но как, как научиться добывать большее количество электричества?

В одном из писем из-за границы ученый-корреспондент писал аббату Нолле о том, что профессор физики в Виттенберге Георг Матиас Бозе усовершенствовал электрическую машину своего соотечественника профессора Гаузена, сделав ее весьма производительной. Имя, упомянутое в письме, было знакомо Нолле: Христиан Август Гаузен, профессор в Лейпцигском университете, тоже проводил публичные опыты с электризацией трением. Пользовался он при этом, как и Дюфе, длинной стеклянной трубкой. Во время одного из сеансов кто-то предложил демонстратору заменить трубку стеклянным шаром. Если насадить шар на ось с рукояткой, машина получится не столь громоздкой и натирать стекло будет значительно удобнее. Гаузен послушался совета и действительно скоро стал обладателем невиданного до того электрического «снаряда».