Яков Абрамов - Бенджамин Франклин. Его жизнь, общественная и научная деятельность
В чем же состояли открытия Франклина в области электрических явлений?
Наиболее известным открытием Франклина является установление тождества между явлениями, наблюдаемыми при опытах с электрической машиной, и явлениями грозы – молнией и громом, иначе говоря, объяснение явлений грозы электричеством. Впервые мысль о тождестве электрических явлений и грозы была высказана Франклином еще в 1747 году, но наглядно доказал он ее в 1752 году своим знаменитым опытом со змеем. Опыт этот представлял значительную опасность и, как известно, позднее, будучи повторяем в несколько измененном виде, послужил причиною смерти нескольких ученых. Во время сильной грозы Франклин пустил змея, снабженного металлическим острием, от которого шла тонкая металлическая нить, ввитая в бечевку, на которой держался змей; нить эта на земле соединялась с металлическим шаром. Франклин предполагал, что если гроза есть электрическое явление, то металлическое острие змея привлечет к себе атмосферное электричество подобно тому, как такие же острия привлекают электричество электрической машины, будучи помещаемы вблизи последней; затем электричество, сосредоточенное на острие, потечет по металлической нити, представляющей хороший проводник электричества, и сосредоточится в металлическом шаре, который должен играть роль конденсатора (сгустителя электричества). Если все это окажется так, как предположено, то, думал Франклин, имея в руках металлическую заостренную палку и приближая ее к шару, можно будет извлекать из последнего электрические искры подобно тому, как они извлекаются таким же путем из заряженной электрической машины. Опыт вполне оправдал теоретические предположения Франклина: установив свой аппарат во время грозы, как сказано, Франклин в присутствии многочисленной публики извлекал из металлического шара искры в аршин и более длиною и таким образом наглядно показал тождество молнии и грома с искрою и треском, даваемыми электрической машиной.
Как практический ум, Франклин немедленно же применил свое открытие к нуждам жизни. Именно, узнавши сущность силы, производящей явление грозы, и найдя средство привлекать грозовое электричество к известной точке, Франклин задался мыслью найти средство предупреждать гибельные последствия удара молнии в высокие здания и изобрел всем известные громоотводы, которые затем быстро распространились повсюду и сделались необходимой принадлежностью для каждого высокого здания. Как известно, идея громоотвода, как и все гениальное, в высшей степени проста: над зданием возвышается металлический шест, оканчивающийся острием и соединенный металлическим проводником с землею. Грозовое электричество привлекается острием шеста и затем по шесту и проводнику проходит в землю, оставляя здание нетронутым. Это в сущности крайне немудрое приспособление принесло величайшие выгоды человечеству, обеспечив навсегда высокие здания от грозовых ударов, от которых до изобретения громоотводов они страдали весьма нередко, подвергаясь иногда совершенному разрушению.
Еще более важной заслугою Франклина в научном отношении является его гипотеза о сущности электрических явлений. В этом отношении Франклин настолько опередил свое время, что понадобилось почти полтора столетия, чтобы мысли его об этом предмете получили должную оценку. Гениальность Франклина, проявившаяся в настоящем случае, тем более изумительна, что он при создании этой гипотезы имел в своем распоряжении лишь то незначительное количество фактических данных из области электричества, какое было собрано наукою к середине XVIII века. Франклин, исходя из явлений электрического притяжения и отталкивания, предложил гипотезу одной невесомой и чрезвычайно тонкой жидкости, отталкивающей свои собственные частицы и притягивающей частицы материи. По учению Франклина, все тела обладают определенным количеством этой жидкости, находящейся в скрытом виде (подобно скрытой теплоте), которое и обусловливает их среднее состояние; но как только это количество увеличивается или уменьшается, тела наэлектризовываются положительно или отрицательно. Таким образом, два рода электрических явлений, заставлявшие предполагать существование двух родов электричества (“стеклянное” и “смоляное” электричества учебников), по теории Франклина, являются результатом излишка или недостатка единственной электрической жидкости.
Гипотеза Франклина не получила в свое время господства в науке, будучи вытеснена гипотезою Дюфея и Симмера, в силу которой признавалось существование двух чрезвычайно тонких жидкостей, находящихся вместе и в разных количествах во всех телах, где они взаимно нейтрализуются, образуя так называемую среднюю, или нейтральную жидкость. Эта последняя сама по себе не обладает никакими особенными свойствами, и содержащие ее тела находятся в среднем, или нейтральном состоянии; но если, посредством трения, химических действий или каких-либо других причин, средняя жидкость будет разложена, то обе входящие в состав ее элементарные жидкости отделятся друг от друга и тотчас же обнаружат электрические явления.
Теория, основанная на этой гипотезе, долго была господствующей главным образом благодаря тому, что она очень удобна для школьных догматиков, так как не требует особенного умения при преподавании соответствующего раздела физики. Однако накопление фактических данных и прогресс научной мысли привели к тому, что в настоящее время снова возвратились к гипотезе Франклина об одной электрической жидкости, с той разницей, что Франклин принимал за причину электричества особую, специфическую жидкость, между тем как новейшая физика считает причиною электрических явлений ту же жидкость (эфир), которая производит теплоту и свет. По новой теории эфир, сгущаясь на поверхности тел, дает начало положительному электричеству и обратно, при своем разрежении – отрицательному. Когда же эфир находится в нормальном или нейтральном состоянии на данной поверхности – тело сохраняет так называемое среднее, или безразличное состояние. Как видим, это – буквальное повторение гипотезы Франклина.
Кроме занятий по электричеству, Франклин занимался еще метеорологией, теорией кораблестроения, вопросом об уменьшении волн посредством масла (работы Франклина в этой области были совершенно забыты, и добытые им данные в наше время открывают заново), теорией искусства плавания, теорией духовой музыки и т.д. Все эти работы носили практический характер.
Чтобы покончить с характеристикой Франклина как ученого, приведем здесь отзыв о его научных работах знаменитого Гумфри Деви:
