Come è stata l'apertura

Un serio esperimento scientifico è caotico, come la guerra. Il ricercatore spesso non capisce cosa sta succedendo. I dati ottenuti, così come le informazioni dall'intelligence di prima linea, sono generalmente contraddittori. Ulteriori esperimenti devono essere effettuati "al tatto" per ottenere nuovi fatti. Ma alla fine, l'immagine diventa più chiara e quindi lo sperimentatore "retrodatato" nel rapporto descrive una sequenza chiara e precisa dei suoi passi verso l'obiettivo, senza menzionare quelli sbagliati. I risultati principali degli esperimenti abbastanza spesso non si trovano dove lo scienziato si stava impegnando. Tuttavia, il rapporto sui progressi sembra una processione trionfale da una verità all'altra, che lo voglia o no. Sfortunatamente, gli storici della scienza in seguito lavorano con tali materiali, il che ovviamente influenza la qualità del loro lavoro.

Vorrei ricordare la storia di una scoperta avvenuta quasi tre secoli fa, che ora è considerata del tutto naturale e scontata. I suoi autori sono quasi dimenticati, ma il suo significato per la fisica non è altro che il viaggio di Colombo alla geografia. Si tratterà dell'emergere di conduttori elettrici, come un attributo indispensabile del circuito elettrico e della capacità tecnica di trasferire energia a distanza, che ha rivoluzionato lo sviluppo industriale e la disposizione della vita umana.

Il motivo della comparsa di questo lavoro è stato il desiderio di colmare le lacune nei materiali su questo argomento in russo nella storia della fisica e dell'ingegneria elettrica. Sarebbe molto istruttivo per gli attuali elettricisti conoscere l'inizio del percorso che la scienza ha percorso in questa direzione.

L'inizio del XYIII secolo, in Inghilterra. Il grande presidente della English Academy of Sciences, la Royal Society di Londra, è il grande Isaac Newton. Sta già completando il suo lavoro fondamentale, l'ottica, e ovviamente è interessato a tutte le questioni relative alla propagazione, alla riflessione, alla rifrazione della luce e alle loro fonti. Non poteva ignorare la domanda che gli studiosi europei avevano cercato di risolvere per diversi decenni. Nel 1675. L'astronomo francese J. Picard, mentre trasportava un barometro al mercurio di notte, notò misteriose luci nel vuoto del torricellio del tubo. Nessuna spiegazione razionale è stata data a questo fenomeno da nessuno. Decidemmo sull'ipotesi della causa elettrica di questo splendore. Ma quali erano le informazioni sull'elettricità in quel momento?

Sin dai tempi antichi, si sapeva che alcuni corpi sfregati acquisiscono la proprietà di attrarre oggetti leggeri su se stessi. Nel 1600, è stato dimostrato che l'attrazione elettrica è diversa da quella magnetica. Nel 1660 fu dimostrata la proprietà della repulsione dei corpi dai corpi elettrificati. Una scintilla elettrica fu ottenuta nel 1700. di ambra grattugiata. Questo è probabilmente tutto. Ma la scintilla fu la fonte di luce e Newton ordinò che gli esperimenti fossero condotti dal curatore della Società, Francis Gauksby. Una sfera di vetro cava con aria rimossa dall'interno non era attorcigliata su una macchina speciale usando una trasmissione a cinghia. Quando lo strofinava con le mani, il suo vuoto brillava così intensamente che al buio potevi leggere un libro. Le scintille potrebbero essere ottenute dalla palla. Ha anche attratto e respinto i corpi. È stata essenzialmente la prima auto elettrica.

Tuttavia, questa macchina non ha ricevuto la distribuzione ed è stata presto dimenticata. Il motivo era banale: costava caro al proprietario. La scienza a quel tempo non era sovvenzionata dal governo. Ora questo sembrerà strano, ma anche i membri della Royal Society di Londra, cioè accademici secondo le nostre nozioni, non solo non hanno ricevuto alcun compenso, ma la Società stessa è esistita a spese dei contributi dei suoi membri e ha costantemente bisogno di denaro. E i materiali necessari per gli esperimenti sono stati acquistati a proprie spese dallo sperimentatore.Per ricevere le accuse, anche a casa, Gauksby ha invitato gli scienziati a strofinare semplicemente un tubo di vetro a pareti spesse con un panno. Questa proposta ebbe un tale successo che migliaia di persone di scienziati e artigiani, clero e aristocratici, maghi e truffatori iniziarono ad estrarre cariche elettriche.

Fu con questo tubo di vetro che iniziarono scoperte di massa e invenzioni nel campo dell'elettricità. Nessuno ha nemmeno sollevato la questione dell'applicazione pratica di nuovi fenomeni. È questa circostanza che ha servito, ed è ancora oggi, la causa del ridicolo e delle accuse degli scienziati nella ricerca, secondo gli abitanti di fenomeni senza valore. Nel periodo da noi descritto, il famoso scrittore inglese Jonathan Swift scrisse una netta satira sulla società inglese del suo tempo: "Gulliver's Travels". Tuttavia, tutti i problemi risolti dagli scienziati nel libro, precedentemente considerati ridicoli, ora non sembrano così. Anche "Trasformare gli escrementi umani in nutrienti". Pertanto, la scienza sperimentale agli occhi della gente comune era un fenomeno raro. Ma gli asceti sono sempre stati.

Un certo tintore di tessuti a Canterbury (vicino a Londra) Stephen Gray (1666-1736) si interessò alla scienza. Non sono note informazioni sulla sua educazione, molto probabilmente era autodidatta. I suoi nonni erano: un fabbro, un altro falegname, egli stesso ereditò il mestiere di suo padre. La professione non era redditizia, che segue dalle sue lettere, in cui l'autore si lamenta della mancanza di denaro "su libri, strumenti e altri materiali". Tuttavia, si interessò all'osservazione del tempo e dell'astronomia. A quei tempi non era facile diventare astronomi. Lui stesso doveva realizzare un telescopio, impegnato manualmente nella macinazione di lenti dal vetro dell'oblò. Quindi iniziò a conoscere l'ottica. A proposito, un telescopio realizzato dalle mani di I. Newton stesso è ancora conservato a Londra.

Il primo lavoro scientifico di Gray fu pubblicato nel 1698, dove descrisse la possibilità di aumentare l'accuratezza delle letture del barometro osservandole al microscopio. Il lavoro è stato notato dallo stesso astronomo reale John Flamstead, il fondatore dell'Osservatorio di Greenwich, che ha iniziato a patrocinare lo scienziato in erba.

Apparentemente non senza la sua assistenza, nel 1919 Gray fu sistemato come un pensionato della Certosa con piena disponibilità in modo che non potesse pensare a un pezzo quotidiano, ma dedicarsi interamente alla scienza. Non è stato per niente facile, perché l'organizzazione benefica della Certosa, fondata dai monaci nel secolo XYII, era destinata a uomini non sposati di fede anglicana, per lo più capitani in pensione. Qui si svolgono gli studi che ci interessano.

Innanzitutto, Gray elettrizza i vari corpi con attrito (fili di seta, pelle, legno, lana), ottenendo un'elettrificazione così grande che pezzi di carta e piume hanno iniziato ad essere attratti da loro da una distanza di 2-5 cm. Risultati ancora migliori sono stati ottenuti strofinando un tubo di vetro. Ma per Gray questo non è abbastanza. Si chiede se le prestazioni di elettrificazione miglioreranno se il tubo di vetro è collegato. Con suo disappunto, il grado di elettrificazione non è cambiato. Ma era un osservatore, il che è molto importante per uno scienziato, e ha attirato l'attenzione sul fatto di attaccare pezzi di carta agli ingorghi. Questa è stata una grande notizia. Dopotutto, a quel tempo era noto solo un metodo per elettrificare i corpi: sfregarli. Ma nessuno si strofinava il tappo! Così è stato scoperto un nuovo modo per ELETTRIFICARE GLI ORGANI UTILIZZANDO IL CONTATTO DI UN CORPO SCARICATO CON UN ELETTRIZZATO.

Ulteriori eventi sono descritti dallo stesso sperimentatore. "Ho iniziato la ricerca", scrive, "fino a che punto viene trasmessa l'energia elettrica. Per fare questo, ho preso una canna cava lunga 2 piedi e lunga 7 pollici (80 cm), la parte precedente della canna da pesca e inserita nel foro del tubo di vetro. Dopo che il tubo fu eccitato, la canna attirò il foglio, così come la palla d'avorio, che attaccai con un tappo alla canna. Poi ho preso le due estremità superiori delle lunghe canne da pesca.Uno di questi era di canna spagnola, l'altro era in parte in legno e in parte in osso di balena. Tutto questo insieme al tubo era lungo più di 14 piedi (più di 4 metri) Una palla era attaccata all'estremità dell'osso di balena. Dopo che il tubo è stato eccitato, la palla ha attirato il foglio da una distanza di 3 pollici. Ho realizzato una canna da tavole di canna e pino spagnole, che, insieme al tubo, hanno superato i 5 metri. Questa lunghezza era il limite con cui potevo operare nella mia stanza e ho scoperto che l'attrazione era altrettanto forte. "

Per continuare gli esperimenti, era necessario uscire e in aggiunta cercare un assistente. Così entusiasta era il prete Grenville Wheeler. Si è rivelato essere anche una persona intelligente. Nel maggio 1729, Gray condusse un esperimento riuscito, in piedi sul balcone. Allo stesso tempo, un filo di lino lungo 8 metri, corrispondente all'altezza del balcone, pendeva da un tubo di vetro. In fondo c'era Wheeler, che determinava la carica con l'aiuto di un foglio di ottone su una tavola.

Successivamente, i ricercatori hanno deciso di provare a trasferire l'elettricità in orizzontale. Per questo, un filo di lino era appeso a chiodi spinti in travi di legno. Ahimè, l'esperienza è fallita. Dopo molte riflessioni, Gray trae la conclusione generalmente corretta che l'elettricità è entrata nel raggio. Il turno di Wheeler è quello di entrare nella storia. Suggerisce di appendere la corda con lacci di seta. Alle 10 del 1729 per la prima volta nella storia, una carica giunse a destinazione tramite una linea elettrica (una palla d'avorio). La distanza alla quale è stata trasferita la carica era di circa 25 metri. In termini di proprietà elettriche, lino e seta erano diversi.

Sostituendo le giarrettiere di seta con i fili, gli sperimentatori hanno ottenuto di nuovo un risultato negativo. È diventato chiaro che il successo dell'esperimento è dovuto alla proprietà della seta di non condurre l'elettricità. Le corde per capelli avevano la stessa proprietà. Un ex tintore esperto di tessuti, dopo aver provato diversi pizzi di seta, è giunto alla conclusione che i lacci blu hanno le migliori proprietà. Le scienze esatte si differenziano per il fatto che tutte le conclusioni dei precedenti ricercatori sono controllate e ricontrollate. Lo scienziato francese Dufe ha presto dimostrato sperimentalmente che il colore della seta non influenza le sue proprietà elettriche.

Questa non era l'unica conclusione errata di Gray. Nei suoi esperimenti sull'attrazione e la repulsione dei corpi, stabilì uno strano schema in cui corpi leggeri appesi a fili vicino a una sfera di ferro carica cominciavano a ruotare attorno ad essa nella stessa direzione. Dufe e Wheeler tentarono invano di ottenere gli stessi risultati. Quindi Wheeler si ricordò che le mani di un vecchio grigio tremavano e informarono i corpi della forza necessaria per questa rotazione.

Per questo i meriti di Gray prima che la scienza dell'elettricità non finisca qui. Ha iniziato per la prima volta esperimenti elettrici con animali e umani. Con il vetro grattugiato, sollevò la lana sul cane, e poi il turno arrivò alla persona. Gray cattura accuratamente la data di questo evento. "8 aprile 1730", scrive Gray, "ho fatto il seguente esperimento su un ragazzo di circa 8-9 anni. Ha pesato 47 libbre 10 once in vestiti. L'ho appeso orizzontalmente con l'aiuto di due corde per capelli usate per asciugare i vestiti. Due ganci furono martellati nel raggio della mia stanza, un piede spesso, e alla distanza di due piedi un altro paio. Ho appeso le corde a questi ganci dai passanti, quindi si è rivelato essere qualcosa di simile a un'altalena. Il ragazzo era sdraiato a faccia in giù su queste corde, una corda che gli copriva il petto e l'altra le cosce. La lamina è stata posizionata su un supporto, che è una tavola rotonda con un diametro di 1 piede. Quando il tubo è stato strofinato e tenuto vicino ai piedi del ragazzo, NON TOCCARLO, il foglio è stato attratto dalla faccia del ragazzo così tanto che è salito a un'altezza di 25 cm.

Gray non solo è determinato da questo esperimento al fatto della conduttività elettrica del corpo umano, ma è il primo a osservare il fenomeno dell'INDUZIONE ELETTRICA.Che cos'è l'induzione elettrica (a volte chiamata elettrostatica)? Questa proprietà dei corpi diventa elettrificata quando sono posti in un campo elettrico. Questo campo è stato creato in questo caso da un tubo di vetro sfregato. Eppure questa non è la cosa principale in questo esperimento. La cosa più importante è che negli studi sull'elettricità una persona è diventata un partecipante tecnico e spesso il più importante agli esperimenti. Dopotutto, non c'erano affatto dispositivi elettrici e i ricercatori hanno iniziato a far avanzare le conoscenze nella nuova scienza con l'aiuto dei sensi umani.

Stephen Gray fa un'altra interessante osservazione. Un enorme cubo di legno di quercia prende in carico l'elettricità non più di un cubo cavo della stessa dimensione. Questo fatto significava non meno, ma il fatto che LA CARICA ELETTRICA È DISTRIBUITA DALLA SUPERFICIE DEGLI ORGANI.

Tuttavia, la cosa principale negli studi di Stephen Gray era il fatto della separazione di tutti i corpi in FILI ELETTRICI e FILI NON ELETTRICI. Nel 1738 il rifugiato ugonotto dalla Francia, Jean Desagulier, prima un fisico, e poi un cappellano del Principe di Galles, propose di chiamare i corpi elettricamente conduttivi semplicemente CONDUTTORI, inclusi nella terminologia della scienza. I termini ISOLATORE e SEMICONDUTTORE entreranno in uso più tardi. Ma una persona come dispositivo di misurazione manterrà l'orologio per lungo tempo. Quindi il servitore Richard del fisico G. Cavendish (1731-1810) determinerà il valore della carica dei condensatori in base all'entità della scossa elettrica, e il fisico A. Volta (1745-1827) usando la sua lingua inventerà una fonte chimica di elettricità.

I premi non sono passati allo scienziato. L'ex tintore divenne membro della Royal Society di Londra e ricevette la medaglia Copley, che è il più alto riconoscimento nel Regno Unito. Degli scienziati russi, solo D.I. Mendeleev e I.P. Pavlov hanno ricevuto una tale medaglia. che indica la gravità di tale premio.

Questa potrebbe essere la fine. Ma vorrei parlare di un fatto tratto dalla biografia di Gray, al fine di chiarire alcune circostanze. Quando si studia la vita di questo devotamente disinteressato alla persona scientifica, la mancanza di attività creativa per molti anni di uno scienziato di talento è sorprendente. Alcuni storici della scienza ritengono che la colpa sia dell'inimicizia del presidente della Royal Society di Londra, I. Newton e del Royal Astronomer D. Flamstead, che, come sappiamo, ha patrocinato Gray. Il litigio è avvenuto per questo motivo. Il direttore dell'Osservatorio di Greenwich ha condotto osservazioni ECCELLENTI (come è scritto nella moderna Britannica) del cielo stellato. Newton aveva bisogno dei risultati del suo lavoro per le sue ulteriori ricerche e voleva vederli stampati. Ciò che l'astronomo non è stato d'accordo fino a quando non ha corretto tutti gli errori. Il presidente della Società insistette, trovò uno sponsor (principe danese) e pubblicò le opere per un totale di 400 copie. Flamstead acquistò quindi le copie pubblicate e distrusse. Quindi furono bruciate circa 300 copie. Newton espulse anche Flemstead dai membri della Royal Society, presumibilmente per il mancato pagamento delle quote associative. Il motivo è divertente perché il Royal Astronomer una volta a sue spese ha acquistato tutte le attrezzature astronomiche per l'Osservatorio di Greenwich. Quindi Gray perse il suo patrono. Riprese il suo lavoro creativo solo dopo la morte di Newton. Tutto ciò testimonia che non ci sono santi sulla Terra. Anche tra i grandi.