Como foi a abertura

Um experimento científico sério é caótico, como a guerra. O pesquisador geralmente não entende o que está acontecendo. Os dados obtidos, bem como as informações da linha de frente da inteligência, são geralmente contraditórios. Mais experimentos devem ser realizados "por toque" para obter novos fatos. Mas, no final, a imagem se torna mais clara e, em seguida, o pesquisador "retroativo" no relatório descreve uma sequência clara e precisa de seus passos em direção à meta, sem mencionar os errados. Os principais resultados dos experimentos geralmente não estão onde o cientista estava se esforçando. No entanto, o relatório de progresso parece uma procissão triunfal de uma verdade para outra, quer ele queira ou não. Infelizmente, historiadores da ciência mais tarde trabalham com esses materiais, o que naturalmente afeta a qualidade de seu trabalho.

Gostaria de relembrar a história de uma descoberta que aconteceu quase três séculos atrás, que agora é considerada bastante natural e dada como certa. Seus autores estão quase esquecidos, mas seu significado para a física não é menos do que a viagem de Colombo à geografia. Será sobre o surgimento de condutores elétricos, como um atributo indispensável do circuito elétrico e a capacidade técnica de transferir energia à distância, o que revolucionou o desenvolvimento industrial e o arranjo da vida humana.

A razão para o surgimento deste trabalho foi o desejo de preencher as lacunas dos materiais sobre esse tópico em russo na história da física e da engenharia elétrica. Seria muito instrutivo para os eletricistas atuais saberem o começo do caminho que a ciência seguiu nessa direção.

O começo do século XYIII, Inglaterra. O grande presidente da Academia Inglesa de Ciências, a Royal Society de Londres, é o grande Isaac Newton. Ele já está concluindo seu trabalho fundamental, Ótica, e, claro, está interessado em todas as questões relacionadas à propagação, reflexão, refração da luz e suas fontes. Ele não podia ignorar a pergunta que estudiosos europeus tentavam resolver há várias décadas. Em 1675. O astrônomo francês J. Picard, carregando um barômetro de mercúrio à noite, notou luzes misteriosas no vazio torricélio do tubo. Nenhuma explicação racional foi dada a esse fenômeno por ninguém. Decidimos a hipótese da causa elétrica desse esplendor. Mas qual era a informação sobre eletricidade naquela época?

Desde os tempos antigos, sabia-se que alguns corpos friccionados adquirem a propriedade de atrair objetos leves para si. Em 1600, foi provado que a atração elétrica é diferente da magnética. Em 1660, foi demonstrada a propriedade de repulsão de corpos de corpos eletrificados. Uma faísca elétrica foi obtida em 1700. de âmbar ralado. Provavelmente é tudo. Mas a centelha era a fonte de luz, e Newton ordenou que os experimentos fossem conduzidos pelo curador da Sociedade, Francis Gauksby. Uma bola de vidro oca com ar removido do interior foi destorcida em uma máquina especial usando um acionamento por correia. Ao esfregá-lo com as mãos, seu vácuo brilhava tão intensamente que no escuro você podia ler um livro. Faíscas podem ser obtidas da bola. Ele também atraiu e repeliu corpos. Foi essencialmente o primeiro carro elétrico.

No entanto, esta máquina não recebeu distribuição e logo foi esquecida. O motivo era comum - custava caro ao proprietário. A ciência da época não era subsidiada pelo governo. Agora isso vai parecer estranho, mas mesmo os membros da Royal Society de Londres, isto é, acadêmicos de acordo com nossas noções, não apenas não receberam salário, mas a própria Sociedade existia à custa das contribuições de seus membros e precisava constantemente de dinheiro. E os materiais necessários para os experimentos foram comprados às suas próprias custas pelo experimentador.Para receber as acusações, mesmo em casa, Gauksby sugeriu que os cientistas simplesmente esfregassem o pano em um tubo de vidro de paredes grossas. Essa proposta foi tão bem-sucedida que milhares de pessoas de cientistas e artesãos, clérigos e aristocratas, mágicos e bandidos começaram a extrair cargas elétricas.

Foi com este tubo de vidro que começaram as descobertas e invenções em massa no campo da eletricidade. Ninguém sequer levantou a questão da aplicação prática de novos fenômenos. É essa circunstância que serviu, e é até agora, a causa do ridículo e acusações de cientistas em pesquisa, segundo os habitantes de fenômenos sem valor. No período descrito por nós, o famoso escritor inglês Jonathan Swift escreveu uma sátira aguda à sociedade inglesa de sua época - "As Viagens de Gulliver". No entanto, todos os problemas resolvidos pelos cientistas no livro, anteriormente considerados ridículos, agora não parecem. Mesmo "Transformar excremento humano em nutrientes". Portanto, a ciência experimental aos olhos das pessoas comuns era um fenômeno raro. Mas os ascetas sempre foram.

Um certo tintureiro de tecidos em Canterbury (perto de Londres) Stephen Gray (1666-1736) interessou-se pela ciência. As informações sobre sua educação não são conhecidas, provavelmente ele foi autodidata. Seus avós eram - um ferreiro, outro carpinteiro, ele próprio herdou o ofício de seu pai. A profissão não era lucrativa, como segue suas cartas, nas quais o autor reclama da falta de dinheiro "em livros, ferramentas e outros materiais". No entanto, ele se interessou em observar o clima e a astronomia. Não era fácil se tornar um astrônomo naqueles dias. Ele próprio teve que fazer um telescópio, envolvido manualmente em lentes de moagem de vidro de vigia. Então ele começou a se familiarizar com a óptica. A propósito, um telescópio feito pelas mãos do próprio I. Newton ainda está armazenado em Londres.

O primeiro trabalho científico de Gray foi publicado em 1698, onde descreveu a possibilidade de aumentar a precisão das leituras do barômetro, observando-as através de um microscópio. O trabalho foi notado pelo próprio astrônomo real John Flamstead, fundador do Observatório de Greenwich, que começou a patrocinar o cientista iniciante.

Aparentemente, não sem sua assistência, em 1919, Gray foi contratado como pensionista da Charterhouse com provisão total, para que ele não pudesse pensar em um artigo diário, mas se dedicasse inteiramente à ciência. Isso não foi nada fácil, pois a caridade de Charterhouse, fundada por monges no século XYII, destinava-se a homens solteiros da fé anglicana, principalmente capitães aposentados. Aqui se desenrolam os estudos de interesse para nós.

Primeiro, Gray eletrifica vários corpos com atrito (fios de seda, couro, madeira, lã), alcançando uma eletrificação tão grande que pedaços de papel e penas começaram a ser atraídos para eles a uma distância de 2-5 cm. Resultados ainda melhores foram obtidos esfregando um tubo de vidro. Mas para Gray, isso não é suficiente. Ele se pergunta se o desempenho da eletrificação melhorará se o tubo de vidro estiver conectado. Para seu desgosto, o grau de eletrificação não mudou. Mas ele era uma pessoa observadora, o que é muito importante para um cientista, e chamou a atenção para o fato de colar pedaços de papel nos engarrafamentos. Essa foi uma ótima notícia. Afinal, naquela época, apenas um método de eletrificação de corpos era conhecido - esfregando-os. Mas ninguém esfregou a cortiça! Assim, foi descoberta uma nova maneira de ELECTRIZAR OS CORPOS, USANDO O CONTATO DE UM CORPO DESCARREGADO COM UM ELETRICADO.

Eventos adicionais são descritos pelo próprio experimentador. “Fiz a pesquisa”, escreve ele, “a que distância a energia elétrica é transmitida. Para fazer isso, peguei uma bengala oca com 2 pés de comprimento por 7 polegadas (80cm), a parte anterior da vara de pescar e inserida no orifício do tubo de vidro. Depois que o tubo foi energizado, a bengala atraiu a folha, assim como a bola de marfim, que prendi com uma rolha na bengala. Depois peguei as duas extremidades superiores das longas canas de pesca.Um deles era de cana espanhola, o outro era em parte de madeira e em parte de osso de baleia. Tudo isso junto com o tubo tinha mais de 14 pés de comprimento (Mais de 4 metros). Uma bola foi presa ao final do osso da baleia. Depois que o tubo foi excitado, a bola atraiu a película a uma distância de 3 polegadas. Fiz uma vara com tábuas de cana e pinho espanhol, que, junto com o cano, ultrapassavam 18 pés (5,5 m). Esse comprimento era o limite com o qual eu poderia operar no meu quarto e descobriu que a atração era igualmente forte ".

Para continuar os experimentos, foi necessário sair e procurar um assistente. O entusiasta era o padre Grenville Wheeler. Ele acabou sendo também uma pessoa inteligente. Em maio de 1729, Gray conduziu um experimento bem-sucedido, parado na varanda. Ao mesmo tempo, um fio de linho de 8 metros de comprimento, correspondente à altura da varanda, pendia de um tubo de vidro. No fundo, estava Wheeler, que determinava a carga com a ajuda de uma folha de latão em uma prancha.

Em seguida, os pesquisadores decidiram tentar transferir eletricidade horizontalmente. Para isso, um cordão de linho estava pendurado em pregos presos em vigas de madeira. Infelizmente, a experiência falhou. Depois de muita deliberação, Gray tira a conclusão geralmente correta de que a eletricidade entrou no feixe. A vez de Wheeler é entrar na história. Ele sugere pendurar a corda com cordões de seda. Às 10h 1729 pela primeira vez na história, uma carga chegou a um destino através de uma linha de energia (uma bola de marfim). A distância em que a carga foi transferida foi de cerca de 25 metros. Em termos de propriedades elétricas, linho e seda eram diferentes.

Substituindo ligas de seda por fios, os pesquisadores novamente obtiveram um resultado negativo. Ficou claro que o sucesso do experimento se deve à propriedade da seda de não conduzir eletricidade. Cordas de cabelo tinham a mesma propriedade. Um ex-tintureiro familiarizado com tecidos, tendo experimentado vários atacadores de seda, chegou à conclusão de que os atacadores azuis têm as melhores propriedades. As ciências exatas diferem na medida em que todas as conclusões de pesquisadores anteriores são verificadas e verificadas novamente. O cientista francês Dufe logo provou experimentalmente que a cor da seda não afeta suas propriedades elétricas.

Essa não foi a única conclusão errônea de Gray. Em seus experimentos sobre a atração e repulsão de corpos, ele estabeleceu um padrão estranho de que corpos leves pendurados em fios próximos a uma bola de ferro carregada começam a girar em torno dela na mesma direção. Dufe e Wheeler tentaram em vão obter os mesmos resultados. Então Wheeler lembrou que as mãos de Gray envelheciam tremendo e informaram os corpos da força necessária para essa rotação.

Sobre os méritos de Gray, antes que a ciência da eletricidade não termine aí. Ele começou experimentos elétricos com animais e humanos. Com vidro ralado, ele levantou a lã sobre o cachorro e, em seguida, chegou a vez da pessoa. Gray captura com precisão a data deste evento. “8 de abril de 1730”, escreve Gray, “fiz o seguinte experimento em um menino de oito a nove anos de idade. Ele pesava 47 libras e 10 onças em roupas. Pendurei-o horizontalmente com a ajuda de duas cordas de cabelo usadas para secar roupas. Dois ganchos foram martelados na viga do meu quarto, com um pé de espessura e, à distância de dois pés, outro par deles. Pendurei as cordas nesses ganchos pelas alças, de modo que pareceu um balanço. O garoto estava deitado de bruços sobre essas cordas, uma corda cobrindo o peito e a outra as coxas. A folha foi colocada em um suporte, que é uma tábua redonda com um diâmetro de 1 pé. Quando o tubo foi esfregado e segurado perto dos pés do garoto, NÃO TOQUE neles, a folha foi atraída tanto pelo rosto do garoto que chegou a uma altura de 25 cm.

Gray não apenas determina, por esse experimento, o fato da condutividade elétrica do corpo humano, mas também é o primeiro a observar o fenômeno da INDUÇÃO ELÉTRICA.O que é indução elétrica (às vezes chamada de eletrostática)? Essa propriedade dos corpos se eletrifica quando são colocados em um campo elétrico. Este campo foi criado neste caso por um tubo de vidro friccionado. E, no entanto, isso não é a principal coisa neste experimento. O mais importante é que, nos estudos sobre eletricidade, uma pessoa se tornou um participante técnico e, muitas vezes, o mais importante nos experimentos. Afinal, não havia dispositivos elétricos e os pesquisadores começaram a avançar o conhecimento em novas ciências com a ajuda dos sentidos humanos.

Stephen Gray faz outra observação interessante. Um enorme cubo de madeira de carvalho carrega eletricidade não mais do que um cubo oco do mesmo tamanho. Este fato significava menos, mas o fato de que a carga elétrica é distribuída pela superfície corporal.

No entanto, a principal coisa nos estudos de Stephen Gray foi o fato da separação de todos os corpos em FIOS ELÉTRICOS e FIOS NÃO ELÉTRICOS. Em 1738 o refugiado huguenote da França, Jean Desagulier, primeiro físico e depois capelão do príncipe de Gales, propôs chamar organismos eletricamente condutores simplesmente CONDUTORES, que foram incluídos na terminologia da ciência. Os termos INSULADOR e SEMICONDUTOR entrarão em uso mais tarde. Mas uma pessoa como dispositivo de medição manterá o relógio por um longo tempo. Assim, o servo Richard do físico G. Cavendish (1731-1810) determinará o valor da carga dos capacitores pela magnitude do choque elétrico, e o físico A. Volta (1745-1827) usando sua língua inventará uma fonte química de eletricidade.

Os prêmios não foram ignorados pelo cientista. O ex-tintureiro tornou-se membro da Royal Society of London e recebeu a Medalha Copley, que é o maior reconhecimento no Reino Unido. Dos cientistas russos, apenas D. Mendeleev e I.P. Pavlov receberam essa medalha. o que indica a gravidade de tal prêmio.

Este pode ser o fim. Mas eu gostaria de falar sobre um fato da biografia de Gray, a fim de esclarecer algumas circunstâncias. Ao estudar a vida dessa pessoa desinteressadamente dedicada à ciência, é impressionante a falta de atividade criativa por muitos anos de um cientista talentoso. Alguns historiadores da ciência acreditam que a inimizade do presidente da Royal Society de Londres, I. Newton e do astrônomo real D. Flamstead, que, como sabemos, patrocinou Gray, é o culpado. A briga aconteceu por esse motivo. O diretor do Observatório de Greenwich conduziu EXCELENTES (como está escrito na moderna Britannica) observações do céu estrelado. Newton precisava dos resultados de seu trabalho para suas pesquisas adicionais e queria vê-los impressos. O que o astrônomo não concordou até que ele corrigisse todos os erros. O Presidente da Sociedade insistiu, encontrou um patrocinador (príncipe dinamarquês) e publicou os trabalhos no valor de 400 cópias. Flamstead então comprou as cópias publicadas e destruiu. Então, cerca de 300 cópias foram queimadas. Newton também expulsou Flemstead dos membros da Royal Society, supostamente por não pagamento de taxas de associação. O motivo é engraçado porque o Astrônomo Real, uma vez às suas próprias custas, adquiriu todo o equipamento astronômico para o Observatório de Greenwich. Então Gray perdeu o patrono. Ele retomou seu trabalho criativo somente após a morte de Newton. Tudo isso testemunha que não há santos na Terra. Mesmo entre os grandes.