Страница:
Советский исследователь М. И. Радовский уточнил по письмам Франклина и другим документам, что начало экспериментов Франклина в области электричества имело место за три-четыре года до того периода, о котором говорится в автобиографии. В частности, встреча со Сненсом состоялась не в 1746-м, а в 1743 году. Это уточнение существенно, так как при определении приоритета в научных открытиях важное значение имеют часто не только годы, но даже и дни начала научной работы и ее завершения. Здесь следует добавить, что ошибка Франклина в определении года начала его знаменитых опытов с электричеством не удивительна, так как раздел автобиографии, где речь идет о данных опытах, писался спустя сорок лет после их проведения. Многие факты в автобиографии Франклин излагал по памяти, и приходится удивляться ее силе. Правда, он пожаловался на страницах своих мемуаров, что к старости память у него ослабла. И невольно возникает вопрос, сколь сильна была его память в молодые годы, если в старости он так легко восстанавливал все перипетии событий, имевших место многие десятилетия назад.
Указание Франклина на то, что Спенс не был знатоком дела, за которое взялся, полностью соответствовало действительности. Это был заезжий гастролер, по профессии врач-акушер, опыты которого во многом походили на балаганное представление, рассчитанное на увеселение зрителей и выполненное более или менее искусно. Но положительное в этих опытах было несомненным. Несмотря на то, что Спенс проводил свои лекции, разъезжая по городам Америки, исключительно ради заработка, они способствовали популяризации достижений науки в области натурфилософии, как тогда называли точные науки. А интерес к этим достижениям был очень большим. Во всяком случае, лекции Спенса, несмотря на свой низкий научный уровень, собирали большую аудиторию.
Заинтересовавшись электричеством, Франклин использовал те связи в научных кругах Англии, которые установил во время пребывания в этой стране. Член Лондонского королевского научного общества Питер Коллинз переслал в подарок Филадельфийскому библиотечному обществу, руководимому Франклином, необходимую аппаратуру и инструкцию, в которой подробно рассказывалось, как надо проводить опыты по электричеству. Франклин с увлечением занялся новым делом, и скоро «благодаря большой практике, – вспоминал он, – научился с большой ловкостью производить те опыты, которые описывались в английской инструкции, а также дополнил их своими».
Франклин не относился к разряду тех ученых, которые всем видам научной работы предпочитают затворничество в тиши кабинета. Такие ученые нередко тоже делали открытия мирового значения, но их самоизоляция от коллег и общества нередко мешала внедрению этих открытий в жизнь, зачастую их работы вообще не могли быть преданы гласности. Академик П. Л. Капица в своем очерке о Франклине рассказывает об одном из таких ученых – современнике Франклина Генри Кавендише. Выдающийся английский ученый, которого называли «Ньютоном современной химии», приблизительно в 1775 году открыл закон взаимодействия электрических зарядов. Только через десять лет Кулон сделал то же самое, и этот фундаментальный закон вошел в историю мировой науки под его именем. Характерна судьба открытия Кавендиша. Его работа, совершенно готовая к публикации, пролежала в архиве целое столетие и появилась в свет только в 1877 году.
В отличие от таких ученых-затворников Франклин считал, что наука должна служить интересам всего человечества, и любое научное открытие должно быть предано самой широкой гласности. Когда Франклин начал опыты над электричеством и увидел, какой огромный интерес они вызвали у его друзей и знакомых, первое, что он сделал, – это максимально расширил круг людей, которые могли ознакомиться с ними. Он заказал необходимую аппаратуру и передал ее своим друзьям, с тем чтобы они могли самостоятельно делать такие же опыты.
Один из последователей Франклина, мистер Киннерсли, оказался очень способным экспериментатором. Обратив внимание на его успехи в проведении опытов над электричеством, Франклин предложил Киннерсли, который был тогда без работы, демонстрировать опыты за плату. Он написал для Киннерсли две лекции, в которых в логической последовательности излагались результаты экспериментов и делались обобщающие выводы. Опыты и лекции Киннерсли пользовались большим успехом в Филадельфии, и вскоре он отправился в турне но всем колониям.
Франклин был глубоко убежден, что наука и монополия несовместимы, что результаты научных исследований, в том числе и уникальные научные открытия, должны быть достоянием всех. Характерно, что в лекциях для Киннерсли он изложил свои соображения о тождестве молнии и электричества, не заботясь о том, что его открытие будет популяризировать кто-то другой. Поступая так, Франклин рисковал, что его могли лишить права авторства.
Даже в популярных работах Франклин стремился глубоко, содержательно раскрывать тему исследования. Это требование, в частности, было полностью соблюдено в лекциях, написанных им для Киннерсли. Франклин очень взыскательно относился к своим научным трудам и считал, что лекции для Киннерсли отвечали всем необходимым требованиям. Во всяком случае, он направил их на суд доктора Митчела, своего знакомого, который был членом Лондонского королевского научного общества.
Франклину принадлежит заслуга открытия положительного и отрицательного полюсов в электричестве; он выдвинул и обосновал гипотезу о материальной природе электричества, доказал электрическую природу молнии, изобрел громоотвод и плоский конденсатор; результаты экспериментов Франклина вплотную подводили к пониманию одного из самых основных законов электростатического поля – закона Кулона.
Таков краткий перечень основных достижений Франклина в изучении электричества, которые поставили его в ряд самых выдающихся ученых, занимавшихся этой важной проблемой.
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, проделанный им с целью доказать правильность своего предположения, был поразительно прост.
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 к ней предисловие. Эта книга явилась большим вкладом в развитие науки и при жизни Франклина выдержала пять изданий.
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.
Интересно высказывается по этому поводу академик П. Л. Капица:
«Мне думается, что надо искать объяснение в том, что Франклин первый правильно понял существо электрических явлений и поэтому открыл правильный путь для дальнейших исследований в этой области… На таких начальных этапах развития науки точность и пунктуальность, присущая профессиональным ученым, может скорее мешать выдвижению такого рода смелых предположений.
В начальной стадии изучения электричества требовалось, чтобы был сделан такой смелый шаг. И Франклин его сделал».
Из любого научного открытия Франклин стремился сразу же извлечь максимальную практическую пользу. Он, по существу, только еще сделал первые шаги на пути изучения электричества, но уже писал в одном из писем Питеру Коллинзу: «Все же немного досадно, что мы все еще не смогли добиться ничего полезного для людей в этой области».
Вскоре это полезное в исключительно больших масштабах было достигнуто, когда Франклин, доказав электрическую природу молнии, обосновал идею создания того, что в обиходе получило название громоотвода, хотя правильно было бы говорить о молниеотводе. Франклин был первым в мире ученым, который мог сказать с полным основанием: «Иду на грозу!» Он первым занялся изучением атмосферного электричества.
12 апреля 1753 года Франклин осуществил свой знаменитый опыт со змеем. Эксперимент отличался, как и все его опыты, простотой и вместе с тем большой изобретательностью. По углам рамки змея, сделанного из легкого шелкового платка, Франклин поместил острия, исходя из своего вывода, что острые предметы притягивают электричество. Змей был запущен в грозу, и возникавшие в тучах молнии притягивались этими остриями и передавались на бечевку, тянувшуюся к земле. Чтобы изолировать бечевку от земли, к ней была привязана шелковая лента, а к концу бечевки – ключ. Франклин подчеркивал в одном из своих писем Коллинзу, что необходимо было следить, чтобы шелковая лента на намокала; для этого человек, запускавший змея, должен был находиться под крышей. Как только грозовая туча оказывалась над змеем, вся система заряжалась электричеством, и ворс на бечевке поднимался дыбом. Когда дождь смачивал змей и бечевку, их электропроводность сильно увеличивалась, и на ключе скапливалось много электричества. «Вы увидите, – писал Франклин, – как электрический огонь обильно стекает с ключа при приближении вашего пальца».
Так была доказана электрическая природа молнии. Это был опасный эксперимент, и во время опыта Франклин серьезно рисковал жизнью. Опыт требовал точного расчета и большой осмотрительности.
В том же 1753 году, когда Франклин проводил опыты со змеем, в России погиб при аналогичном эксперименте известный ученый Рихман. Он неосторожно приблизился к наэлектризованному стержню «громовой машины» и был убит на месте сильным электрическим разрядом.
Эксперимент Франклина поражал воображение своей дерзновенностью. Небо всегда было символом святости, и вот простой смертный вторгается в сферу владений всевышнего и экспериментирует там с «небесным огнем». Обыватель был поражен и шокирован. Люди науки и все прогрессивное человечество восторженно приветствовали эксперимент Франклина. Это был настоящий подвиг. Кант заявил, что Франклин – новый Прометей, доставший людям огонь с неба.
Этот огонь надо было не только достать, но и укротить. Выяснив электрическую природу молнии, Франклин заложил и теоретические предпосылки борьбы с разрушительными последствиями этого природного явления. Франклин был не единственным исследователем, который работал над созданием громоотвода. Но практический ум Франклина и самые передовые по тем временам познания в области электричества помогли ему первому решить эту сложную проблему.
Еще более серьезные трудности возникли, когда громоотвод был создан и надо было решать проблему его внедрения. Религиозные ханжи и просто невежды яростно обрушились на Франклина, обвиняя его в святотатстве, во вторжении в святая святых каждого верующего человека – в небесные дела. Из поколения в поколение проповедовалось, что гром и молния – орудия гнева господнего. Было широко распространено мнение, что единственное средство борьбы с грозовыми явлениями – колокольный звон. Но беспристрастная статистика свидетельствовала, что чем больше звонили в колокола, тем больше жертв было среди звонарей. Объяснялось это тем, что колокольни, как правило, были самыми высокими зданиями в округе, а следовательно, и наиболее уязвимыми для молнии. Звонить в колокола во время грозы было делом далеко не безопасным. Однако святая церковь долго противилась введению такого «кощунственного» средства борьбы с молнией, как громоотвод. Спустя много лет после его изобретения в грозу по-прежнему звонили в колокола. Последствия этого были трагическими. В германских княжествах, например, в конце XVIII века за 33 года молнией было убито 120 звонарей и разрушено 400 колоколен.
Однако, помимо церковников, нашлись убежденные и очень активные противники нового изобретения и в научных кругах. Франклин писал, что громоотвод дает возможность не только отводить электричество по металлическим стержням в землю и тем гарантирует здание от возможного удара молнии во время грозы, но имеет и другую функцию. Он считал, что можно вообще предотвратить грозовые разряды, так как снабженный острием громоотвод обеспечивает медленное стекание электрического заряда без возникновения молнии.
Противники этой идеи Франклина утверждали прямо противоположное. По их мнению, остроконечный громоотвод притягивает к себе электричество и искусственно создает условия для грозовых разрядов, которых могло бы и не быть. Они также утверждали, что здание, на котором установлен громоотвод, представляет большую опасность для соседних строений.
Отголоски этих научных баталий находили отклик и в повседневной жизни. П. Л. Капица приводил в своем очерке о Франклине известный случай, когда в Сент-Оме-ре во Франции господин де Виссери увенчал свой дом громоотводом, а напуганные этим новшеством соседи подали на него в суд. Судебный процесс вышел далеко за рамки обычной тяжбы домовладельцев, наделал много шуму и длился с 1780 по 1784 год. В защиту громоотвода выступил мало кому известный тогда молодой адвокат Максимилиан Робеспьер. Этот процесс положил начало его известности. Со стороны истца одним из экспертов был Жан-Поль Марат, который считал громоотвод опасным и вредным экспериментом. Пройдя через все стадии длительных судебных разбирательств, в том числе и через многочисленные апелляции, хозяин дома с громоотводом все же выиграл процесс.
В сложных перипетиях борьбы вокруг громоотвода сыграли свою роль и факторы политического порядка. Английский ученый Вильсон выдвинул версию, которая гласила, что эффективное и безвредное действие громоотвода может быть обеспечено, если его конец будет тупой. Как показали последующие исследования, спор этот был совершенно беспредметен, так как на зданиях достаточной высоты одинаково эффективно и безопасно действует громоотвод и с острым и с тупым концом. Спор этот разгорелся во время войны колоний за независимость, и реакция в Англии решила использовать его в политических целях.
Король Англии Георг III выступил как рьяный сторонник громоотводов с тупым концом и даже потребовал от жрецов науки, заседавших в Королевском обществе, чтобы они предали анафеме остроконечный громоотвод Франклина, одного из лидеров заокеанских смутьянов. На категорическое требование монарха личный друг Франклина лейб-медик короля и президент Королевского общества сэр Джон Прингл ответил, что «…и по своему долгу, и по своим склонностям он по мере сил всегда будет исполнять желания его величества, но он не в состоянии ни изменить законов природы, ни изменить действия их сил».
Религиозные взгляды
Указание Франклина на то, что Спенс не был знатоком дела, за которое взялся, полностью соответствовало действительности. Это был заезжий гастролер, по профессии врач-акушер, опыты которого во многом походили на балаганное представление, рассчитанное на увеселение зрителей и выполненное более или менее искусно. Но положительное в этих опытах было несомненным. Несмотря на то, что Спенс проводил свои лекции, разъезжая по городам Америки, исключительно ради заработка, они способствовали популяризации достижений науки в области натурфилософии, как тогда называли точные науки. А интерес к этим достижениям был очень большим. Во всяком случае, лекции Спенса, несмотря на свой низкий научный уровень, собирали большую аудиторию.
Заинтересовавшись электричеством, Франклин использовал те связи в научных кругах Англии, которые установил во время пребывания в этой стране. Член Лондонского королевского научного общества Питер Коллинз переслал в подарок Филадельфийскому библиотечному обществу, руководимому Франклином, необходимую аппаратуру и инструкцию, в которой подробно рассказывалось, как надо проводить опыты по электричеству. Франклин с увлечением занялся новым делом, и скоро «благодаря большой практике, – вспоминал он, – научился с большой ловкостью производить те опыты, которые описывались в английской инструкции, а также дополнил их своими».
Франклин не относился к разряду тех ученых, которые всем видам научной работы предпочитают затворничество в тиши кабинета. Такие ученые нередко тоже делали открытия мирового значения, но их самоизоляция от коллег и общества нередко мешала внедрению этих открытий в жизнь, зачастую их работы вообще не могли быть преданы гласности. Академик П. Л. Капица в своем очерке о Франклине рассказывает об одном из таких ученых – современнике Франклина Генри Кавендише. Выдающийся английский ученый, которого называли «Ньютоном современной химии», приблизительно в 1775 году открыл закон взаимодействия электрических зарядов. Только через десять лет Кулон сделал то же самое, и этот фундаментальный закон вошел в историю мировой науки под его именем. Характерна судьба открытия Кавендиша. Его работа, совершенно готовая к публикации, пролежала в архиве целое столетие и появилась в свет только в 1877 году.
В отличие от таких ученых-затворников Франклин считал, что наука должна служить интересам всего человечества, и любое научное открытие должно быть предано самой широкой гласности. Когда Франклин начал опыты над электричеством и увидел, какой огромный интерес они вызвали у его друзей и знакомых, первое, что он сделал, – это максимально расширил круг людей, которые могли ознакомиться с ними. Он заказал необходимую аппаратуру и передал ее своим друзьям, с тем чтобы они могли самостоятельно делать такие же опыты.
Один из последователей Франклина, мистер Киннерсли, оказался очень способным экспериментатором. Обратив внимание на его успехи в проведении опытов над электричеством, Франклин предложил Киннерсли, который был тогда без работы, демонстрировать опыты за плату. Он написал для Киннерсли две лекции, в которых в логической последовательности излагались результаты экспериментов и делались обобщающие выводы. Опыты и лекции Киннерсли пользовались большим успехом в Филадельфии, и вскоре он отправился в турне но всем колониям.
Франклин был глубоко убежден, что наука и монополия несовместимы, что результаты научных исследований, в том числе и уникальные научные открытия, должны быть достоянием всех. Характерно, что в лекциях для Киннерсли он изложил свои соображения о тождестве молнии и электричества, не заботясь о том, что его открытие будет популяризировать кто-то другой. Поступая так, Франклин рисковал, что его могли лишить права авторства.
Даже в популярных работах Франклин стремился глубоко, содержательно раскрывать тему исследования. Это требование, в частности, было полностью соблюдено в лекциях, написанных им для Киннерсли. Франклин очень взыскательно относился к своим научным трудам и считал, что лекции для Киннерсли отвечали всем необходимым требованиям. Во всяком случае, он направил их на суд доктора Митчела, своего знакомого, который был членом Лондонского королевского научного общества.
Франклину принадлежит заслуга открытия положительного и отрицательного полюсов в электричестве; он выдвинул и обосновал гипотезу о материальной природе электричества, доказал электрическую природу молнии, изобрел громоотвод и плоский конденсатор; результаты экспериментов Франклина вплотную подводили к пониманию одного из самых основных законов электростатического поля – закона Кулона.
Таков краткий перечень основных достижений Франклина в изучении электричества, которые поставили его в ряд самых выдающихся ученых, занимавшихся этой важной проблемой.
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, проделанный им с целью доказать правильность своего предположения, был поразительно прост.
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 к ней предисловие. Эта книга явилась большим вкладом в развитие науки и при жизни Франклина выдержала пять изданий.
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.
Интересно высказывается по этому поводу академик П. Л. Капица:
«Мне думается, что надо искать объяснение в том, что Франклин первый правильно понял существо электрических явлений и поэтому открыл правильный путь для дальнейших исследований в этой области… На таких начальных этапах развития науки точность и пунктуальность, присущая профессиональным ученым, может скорее мешать выдвижению такого рода смелых предположений.
В начальной стадии изучения электричества требовалось, чтобы был сделан такой смелый шаг. И Франклин его сделал».
Из любого научного открытия Франклин стремился сразу же извлечь максимальную практическую пользу. Он, по существу, только еще сделал первые шаги на пути изучения электричества, но уже писал в одном из писем Питеру Коллинзу: «Все же немного досадно, что мы все еще не смогли добиться ничего полезного для людей в этой области».
Вскоре это полезное в исключительно больших масштабах было достигнуто, когда Франклин, доказав электрическую природу молнии, обосновал идею создания того, что в обиходе получило название громоотвода, хотя правильно было бы говорить о молниеотводе. Франклин был первым в мире ученым, который мог сказать с полным основанием: «Иду на грозу!» Он первым занялся изучением атмосферного электричества.
12 апреля 1753 года Франклин осуществил свой знаменитый опыт со змеем. Эксперимент отличался, как и все его опыты, простотой и вместе с тем большой изобретательностью. По углам рамки змея, сделанного из легкого шелкового платка, Франклин поместил острия, исходя из своего вывода, что острые предметы притягивают электричество. Змей был запущен в грозу, и возникавшие в тучах молнии притягивались этими остриями и передавались на бечевку, тянувшуюся к земле. Чтобы изолировать бечевку от земли, к ней была привязана шелковая лента, а к концу бечевки – ключ. Франклин подчеркивал в одном из своих писем Коллинзу, что необходимо было следить, чтобы шелковая лента на намокала; для этого человек, запускавший змея, должен был находиться под крышей. Как только грозовая туча оказывалась над змеем, вся система заряжалась электричеством, и ворс на бечевке поднимался дыбом. Когда дождь смачивал змей и бечевку, их электропроводность сильно увеличивалась, и на ключе скапливалось много электричества. «Вы увидите, – писал Франклин, – как электрический огонь обильно стекает с ключа при приближении вашего пальца».
Так была доказана электрическая природа молнии. Это был опасный эксперимент, и во время опыта Франклин серьезно рисковал жизнью. Опыт требовал точного расчета и большой осмотрительности.
В том же 1753 году, когда Франклин проводил опыты со змеем, в России погиб при аналогичном эксперименте известный ученый Рихман. Он неосторожно приблизился к наэлектризованному стержню «громовой машины» и был убит на месте сильным электрическим разрядом.
Эксперимент Франклина поражал воображение своей дерзновенностью. Небо всегда было символом святости, и вот простой смертный вторгается в сферу владений всевышнего и экспериментирует там с «небесным огнем». Обыватель был поражен и шокирован. Люди науки и все прогрессивное человечество восторженно приветствовали эксперимент Франклина. Это был настоящий подвиг. Кант заявил, что Франклин – новый Прометей, доставший людям огонь с неба.
Этот огонь надо было не только достать, но и укротить. Выяснив электрическую природу молнии, Франклин заложил и теоретические предпосылки борьбы с разрушительными последствиями этого природного явления. Франклин был не единственным исследователем, который работал над созданием громоотвода. Но практический ум Франклина и самые передовые по тем временам познания в области электричества помогли ему первому решить эту сложную проблему.
Еще более серьезные трудности возникли, когда громоотвод был создан и надо было решать проблему его внедрения. Религиозные ханжи и просто невежды яростно обрушились на Франклина, обвиняя его в святотатстве, во вторжении в святая святых каждого верующего человека – в небесные дела. Из поколения в поколение проповедовалось, что гром и молния – орудия гнева господнего. Было широко распространено мнение, что единственное средство борьбы с грозовыми явлениями – колокольный звон. Но беспристрастная статистика свидетельствовала, что чем больше звонили в колокола, тем больше жертв было среди звонарей. Объяснялось это тем, что колокольни, как правило, были самыми высокими зданиями в округе, а следовательно, и наиболее уязвимыми для молнии. Звонить в колокола во время грозы было делом далеко не безопасным. Однако святая церковь долго противилась введению такого «кощунственного» средства борьбы с молнией, как громоотвод. Спустя много лет после его изобретения в грозу по-прежнему звонили в колокола. Последствия этого были трагическими. В германских княжествах, например, в конце XVIII века за 33 года молнией было убито 120 звонарей и разрушено 400 колоколен.
Однако, помимо церковников, нашлись убежденные и очень активные противники нового изобретения и в научных кругах. Франклин писал, что громоотвод дает возможность не только отводить электричество по металлическим стержням в землю и тем гарантирует здание от возможного удара молнии во время грозы, но имеет и другую функцию. Он считал, что можно вообще предотвратить грозовые разряды, так как снабженный острием громоотвод обеспечивает медленное стекание электрического заряда без возникновения молнии.
Противники этой идеи Франклина утверждали прямо противоположное. По их мнению, остроконечный громоотвод притягивает к себе электричество и искусственно создает условия для грозовых разрядов, которых могло бы и не быть. Они также утверждали, что здание, на котором установлен громоотвод, представляет большую опасность для соседних строений.
Отголоски этих научных баталий находили отклик и в повседневной жизни. П. Л. Капица приводил в своем очерке о Франклине известный случай, когда в Сент-Оме-ре во Франции господин де Виссери увенчал свой дом громоотводом, а напуганные этим новшеством соседи подали на него в суд. Судебный процесс вышел далеко за рамки обычной тяжбы домовладельцев, наделал много шуму и длился с 1780 по 1784 год. В защиту громоотвода выступил мало кому известный тогда молодой адвокат Максимилиан Робеспьер. Этот процесс положил начало его известности. Со стороны истца одним из экспертов был Жан-Поль Марат, который считал громоотвод опасным и вредным экспериментом. Пройдя через все стадии длительных судебных разбирательств, в том числе и через многочисленные апелляции, хозяин дома с громоотводом все же выиграл процесс.
В сложных перипетиях борьбы вокруг громоотвода сыграли свою роль и факторы политического порядка. Английский ученый Вильсон выдвинул версию, которая гласила, что эффективное и безвредное действие громоотвода может быть обеспечено, если его конец будет тупой. Как показали последующие исследования, спор этот был совершенно беспредметен, так как на зданиях достаточной высоты одинаково эффективно и безопасно действует громоотвод и с острым и с тупым концом. Спор этот разгорелся во время войны колоний за независимость, и реакция в Англии решила использовать его в политических целях.
Король Англии Георг III выступил как рьяный сторонник громоотводов с тупым концом и даже потребовал от жрецов науки, заседавших в Королевском обществе, чтобы они предали анафеме остроконечный громоотвод Франклина, одного из лидеров заокеанских смутьянов. На категорическое требование монарха личный друг Франклина лейб-медик короля и президент Королевского общества сэр Джон Прингл ответил, что «…и по своему долгу, и по своим склонностям он по мере сил всегда будет исполнять желания его величества, но он не в состоянии ни изменить законов природы, ни изменить действия их сил».
Религиозные взгляды
Выдающийся ученый, в первую очередь, естествоиспытатель, гуманист, просветитель и прогрессивный общественный деятель, Франклин не мог разделять обветшалых догматов церкви. В то же время в его эпоху выполнение церковных обрядов, принадлежность к церкви являлись фактором далеко не последнего значения для любого общественного, государственного деятеля и даже ученого. Следует учесть, что Франклин жил в эпоху бурного общественного подъема, который перерос в революционную вооруженную борьбу колоний за свое освобождение. Церковь в специфических условиях освободительного движения на далеком Американской континенте играла важную роль в той ожесточенной борьбе, которая развернулась между метрополией и ее североамериканскими колониями.
С учетом всех этих факторов для правильного понимания жизни и деятельности Франклина далеко не маловажное значение имеет выяснение его религиозных взглядов.
Это тем более важная проблема, что, по удачному выражению советского исследователя А. Старцева, американская буржуазная историография «канонизировала» Бенджамина Франклина. Со страниц многочисленных исследований и популярных брошюр на американского читателя в лице Франклина смотрит глашатай «американского образа жизни», проповедник голого практицизма, человек, который «сделал состояние» и следуя заветам которого каждый может преуспеть в своем бизнесе. Что касается религиозных взглядов Франклина, то буржуазная историография всемерно затушевывает его отрицательное отношение к религии и пропагандирует то, что следует рассматривать как недостатки его подхода к вопросам религии. Главным из этих недостатков была непоследовательность Франклина в критике религиозных догматов с позиций деизма, признание им бога как первотворца мира, вера в бессмертие души. Буржуазные авторы стараются изобразить его, как поборника церкви и религиозных догматов.
Для оценки взглядов Франклина на многие вопросы, в том числе и религиозного порядка, важное значение имеет его автобиография, но надо в данном случае сделать существенную поправку. В XVIII веке откровенно высказывать свои взгляды о религии было делом далеко не безопасным, тем более что в автобиографии нельзя было укрыться за броней псевдонимов, аллегорий, полунамеков, столь любимых Франклином и очень часто и умело им использовавшихся. Надо учесть также, что автобиография писалась в назидание молодежи, и Франклин, который признавал за религией определенное служебное положительное назначение, не мог в такой работе откровенно изложить свои религиозные взгляды.
В силу всего сказанного, необходимо анализировать все его многочисленные труды и письма, во многих из которых он касается тех или иных сторон своего религиозного мировоззрения.
Франклин как мыслитель сформировался в первой половине XVIII века, когда в американских колониях ни в коей мере не было благоприятных условий для развития антиклерикальных воззрений. Любое открытое выступление против религии и церкви было практически невозможным, а тот, кто решался на это, подвергал себя самому серьезному риску. Как утверждал «Бедный Ричард»: «Выступить против религии все равно, что спустить тигра с цепи».
С учетом всех этих факторов для правильного понимания жизни и деятельности Франклина далеко не маловажное значение имеет выяснение его религиозных взглядов.
Это тем более важная проблема, что, по удачному выражению советского исследователя А. Старцева, американская буржуазная историография «канонизировала» Бенджамина Франклина. Со страниц многочисленных исследований и популярных брошюр на американского читателя в лице Франклина смотрит глашатай «американского образа жизни», проповедник голого практицизма, человек, который «сделал состояние» и следуя заветам которого каждый может преуспеть в своем бизнесе. Что касается религиозных взглядов Франклина, то буржуазная историография всемерно затушевывает его отрицательное отношение к религии и пропагандирует то, что следует рассматривать как недостатки его подхода к вопросам религии. Главным из этих недостатков была непоследовательность Франклина в критике религиозных догматов с позиций деизма, признание им бога как первотворца мира, вера в бессмертие души. Буржуазные авторы стараются изобразить его, как поборника церкви и религиозных догматов.
Для оценки взглядов Франклина на многие вопросы, в том числе и религиозного порядка, важное значение имеет его автобиография, но надо в данном случае сделать существенную поправку. В XVIII веке откровенно высказывать свои взгляды о религии было делом далеко не безопасным, тем более что в автобиографии нельзя было укрыться за броней псевдонимов, аллегорий, полунамеков, столь любимых Франклином и очень часто и умело им использовавшихся. Надо учесть также, что автобиография писалась в назидание молодежи, и Франклин, который признавал за религией определенное служебное положительное назначение, не мог в такой работе откровенно изложить свои религиозные взгляды.
В силу всего сказанного, необходимо анализировать все его многочисленные труды и письма, во многих из которых он касается тех или иных сторон своего религиозного мировоззрения.
Франклин как мыслитель сформировался в первой половине XVIII века, когда в американских колониях ни в коей мере не было благоприятных условий для развития антиклерикальных воззрений. Любое открытое выступление против религии и церкви было практически невозможным, а тот, кто решался на это, подвергал себя самому серьезному риску. Как утверждал «Бедный Ричард»: «Выступить против религии все равно, что спустить тигра с цепи».