Comment s'est passée l'ouverture

Une expérience scientifique sérieuse est chaotique, comme la guerre. Le chercheur ne comprend souvent pas ce qui se passe. Les données obtenues, ainsi que les informations du renseignement de première ligne, sont généralement contradictoires. D'autres expériences doivent être effectuées «au toucher» pour obtenir de nouveaux faits. Mais à la fin, l'image devient plus claire, puis l'expérimentateur «antidaté» dans le rapport décrit une séquence claire et précise de ses pas vers le but, sans mentionner les mauvais. Souvent, les principaux résultats des expériences ne se trouvent pas là où le scientifique s'efforçait. Cependant, le rapport d'étape ressemble à une procession triomphale d'une vérité à l'autre, qu'il le veuille ou non. Malheureusement, les historiens des sciences travaillent plus tard avec de tels matériaux, ce qui affecte bien sûr la qualité de leur travail.

Je voudrais rappeler l'histoire d'une découverte qui s'est produite il y a près de trois siècles, qui est maintenant considérée comme tout à fait naturelle et considérée comme acquise. Ses auteurs sont presque oubliés, mais son importance pour la physique n'est pas moins que le voyage de Colomb vers la géographie. Il s'agira de l'émergence des conducteurs électriques, en tant qu'attribut indispensable du circuit électrique et de la capacité technique à transférer l'énergie à distance, qui ont révolutionné le développement industriel et l'agencement de la vie humaine.

La raison de l'apparition de ce travail était le désir de combler les lacunes dans les matériaux sur ce sujet en russe dans l'histoire de la physique et de l'électrotechnique. Il serait très instructif pour les électriciens actuels de connaître le début du chemin parcouru par la science dans cette direction.

Le début du XYIII siècle, en Angleterre. Le grand président de la English Academy of Sciences, la Royal Society of London, est le grand Isaac Newton. Il termine déjà son travail fondamental, Optique, et bien sûr il s'intéresse à toutes les questions liées à la propagation, la réflexion, la réfraction de la lumière et leurs sources. Il ne pouvait ignorer la question que les universitaires européens tentaient de résoudre depuis plusieurs décennies. Retour en 1675. L'astronome français J. Picard, portant un baromètre à mercure la nuit, a remarqué des lumières mystérieuses dans le torricellium vide du tube. Personne n'a donné d'explication rationnelle à ce phénomène. Nous avons retenu l'hypothèse de la cause électrique de ce rayonnement. Mais quelles étaient les informations sur l'électricité à cette époque?

Depuis l'Antiquité, on savait que certains corps frottés acquièrent la propriété d'attirer des objets légers vers eux. En 1600, il a été prouvé que l'attraction électrique est différente de magnétique. En 1660, la propriété de la répulsion des corps des corps électrifiés a été démontrée. Une étincelle électrique a été obtenue en 1700. d'ambre râpé. C'est probablement tout. Mais l'étincelle était la source de lumière, et Newton ordonna que les expériences soient menées par le conservateur de la Société, Francis Gauksby. Une boule de verre creuse avec de l'air retiré de l'intérieur n'a pas été tordue sur une machine spéciale utilisant une transmission à courroie. En le frottant avec ses mains, son aspirateur brillait si vivement que dans le noir on pouvait lire un livre. Des étincelles pouvaient être obtenues à partir du ballon. Il a également attiré et repoussé des corps. C'était essentiellement la première voiture électrique.

Cependant, cette machine n'a pas été distribuée et a rapidement été oubliée. La raison était courante - cela coûtait cher au propriétaire. À l'époque, la science n'était pas subventionnée par le gouvernement. Maintenant, cela semblera étrange, mais même les membres de la Royal Society de Londres, c'est-à-dire les universitaires selon nos notions, non seulement ne recevaient aucun salaire, mais la Société elle-même existait aux dépens des contributions de ses membres et avait constamment besoin d'argent. Et le matériel nécessaire aux expériences a été acheté à ses frais par l'expérimentateur.Pour obtenir les charges, même à la maison, Gauksby a suggéré que les scientifiques frottent simplement un chiffon sur un tube de verre à paroi épaisse. Cette proposition a connu un tel succès que des milliers de scientifiques et d'artisans, de membres du clergé et d'aristocrates, de magiciens et d'escrocs ont commencé à extraire des charges électriques.

C'est avec ce tube de verre que les découvertes de masse et les inventions dans le domaine de l'électricité ont commencé. Personne n'a même soulevé la question de l'application pratique de nouveaux phénomènes. C'est cette circonstance qui a servi, et qui est encore aujourd'hui, la cause du ridicule et des accusations des scientifiques en recherche, de l'avis des habitants de phénomènes sans valeur. Dans la période que nous décrivons, le célèbre écrivain anglais Jonathan Swift a écrit une satire acerbe sur la société anglaise de son temps - "Gulliver's Travels". Cependant, tous les problèmes résolus par les scientifiques dans le livre, auparavant considérés comme ridicules, ne semblent plus l'être. Même «Transformer les excréments humains en nutriments». Par conséquent, la science expérimentale aux yeux des gens du commun était un phénomène rare. Mais les ascètes l'ont toujours été.

Un certain teinturier de tissus à Canterbury (près de Londres) Stephen Gray (1666-1736) s'est intéressé à la science. Les informations sur son éducation ne sont pas connues, probablement il était autodidacte. Ses grands-pères étaient - un forgeron, un autre charpentier, il a lui-même hérité du métier de son père. La profession n'était pas rentable, ce qui découle de ses lettres, où l'auteur se plaint du manque d'argent "sur les livres, les outils et autres matériels". Néanmoins, il s'est intéressé à l'observation de la météo et de l'astronomie. Il n'était pas facile de devenir astronome à cette époque. Il devait lui-même fabriquer un télescope, engagé manuellement dans le broyage de lentilles en verre de hublot. Il a donc commencé à se familiariser avec l'optique. Soit dit en passant, un télescope fabriqué par les mains de I. Newton lui-même est toujours stocké à Londres.

Le premier travail scientifique de Gray a été publié en 1698, où il a décrit la possibilité d'augmenter la précision des lectures du baromètre en les observant au microscope. Le travail a été remarqué par l'astronome royal John Flamstead lui-même, le fondateur de l'observatoire de Greenwich, qui a commencé à fréquenter le scientifique en herbe.

Apparemment non sans son aide, en 1919, Gray a été organisé comme pensionné de la Chartreuse avec une provision complète afin qu'il ne puisse pas penser à une pièce quotidienne, mais se consacrer entièrement à la science. Cela n'a pas été facile du tout, car la charité Charterhouse, fondée par des moines au XYIIe siècle, était destinée aux hommes célibataires de confession anglicane, pour la plupart des capitaines à la retraite. Ici se déroulent les études qui nous intéressent.

Tout d'abord, Gray électrise divers corps par friction (fils de soie, cuir, bois, laine), réalisant une électrification si grande que des morceaux de papier et de plumes ont commencé à être attirés par une distance de 2 à 5 cm. Des résultats encore meilleurs ont été obtenus en frottant un tube de verre. Mais pour Gray, cela ne suffit pas. Il se demande si les performances d'électrification s'amélioreront si le tube de verre est bouché. À son grand regret, le degré d'électrification n'a pas changé. Mais il était un observateur, ce qui est très important pour un scientifique, et a attiré l'attention sur le fait de coller des morceaux de papier aux embouteillages. C'était une excellente nouvelle. Après tout, à cette époque, une seule méthode d'électrification des corps était connue: les frotter. Mais personne n'a frotté le bouchon! Ainsi, une nouvelle façon a été découverte pour ÉLECTRIZER LES CORPS EN UTILISANT LE CONTACT D'UN CORPS NON CHARGÉ AVEC UN ÉLECTRIZÉ.

D'autres événements sont décrits par l'expérimentateur lui-même. «J'ai entrepris des recherches», écrit-il, «dans quelle mesure l'énergie électrique est transmise. Pour ce faire, j'ai pris une canne creuse de 2 pieds de long 7 pouces (80cm), l'ancienne partie de la canne à pêche et insérée dans le trou du tube de verre. Après la mise sous tension du tube, la canne a attiré le papier d'aluminium, tout comme la boule d'ivoire, que j'ai attachée avec un bouchon à la canne. J'ai ensuite pris les deux extrémités supérieures des longues cannes à pêche.L'un d'eux était en canne espagnole, l'autre était en partie en bois et en partie en os de baleine. Tout cela avec le tube mesurait plus de 14 pieds de long (plus de 4 mètres). Une balle était attachée à l'extrémité de l'os de baleine. Après que le tube a été excité, la balle a attiré le fleuret à une distance de 3 pouces. J'ai fabriqué une tige à partir de planches de canne et de pin espagnoles, qui, avec le tuyau, dépassaient 18 pieds (5,5 m). Cette longueur était la limite avec laquelle je pouvais opérer dans ma chambre, et j'ai constaté que l'attraction était tout aussi forte. "

Pour continuer les expériences, il fallait sortir et en plus chercher un assistant. Le curé Grenville Wheeler était si enthousiaste. Il s'est avéré être aussi une personne intelligente. En mai 1729, Gray a mené une expérience réussie, debout sur le balcon. Dans le même temps, un cordon de lin de 8 mètres de long, correspondant à la hauteur du balcon, était suspendu à un tube de verre. Au fond se trouvait Wheeler, qui a déterminé la charge à l'aide d'une feuille de laiton sur une planche.

Ensuite, les chercheurs ont décidé d'essayer de transférer l'électricité horizontalement. Pour cela, un cordon de lin était accroché à des clous enfoncés dans des poutres en bois. Hélas, l'expérience a échoué. Après de longues délibérations, Gray tire la conclusion généralement correcte que l'électricité est entrée dans le faisceau. Le tour de Wheeler est d'entrer dans l'histoire. Il suggère de suspendre le cordon avec des lacets en soie. À 10 heures 1729 pour la première fois dans l'histoire, une charge est arrivée à destination via une ligne électrique (une boule d'ivoire). La distance à laquelle la charge a été transférée était d'environ 25 mètres. En termes de propriétés électriques, le lin et la soie étaient différents.

En remplaçant les jarretières en soie par des fils, les expérimentateurs ont de nouveau obtenu un résultat négatif. Il est devenu clair que le succès de l'expérience est dû à la propriété de la soie de ne pas conduire l'électricité. Les cordes à cheveux avaient la même propriété. Un ancien teinturier familier des tissus, ayant essayé plusieurs dentelles en soie, est arrivé à la conclusion que les dentelles bleues avaient les meilleures propriétés. Les sciences exactes diffèrent en ce que toutes les conclusions des chercheurs précédents sont vérifiées et revérifiées. Le scientifique français Dufe a rapidement démontré expérimentalement que la couleur de la soie n'affecte pas ses propriétés électriques.

Ce n'était pas la seule conclusion erronée de Gray. Dans ses expériences sur l'attraction et la répulsion des corps, il a établi un motif étrange selon lequel des corps légers suspendus à des fils près d'une boule de fer chargée commencent à tourner autour d'elle dans la même direction. Dufe et Wheeler ont tenté en vain d'obtenir les mêmes résultats. Wheeler s'est alors rappelé que les mains d'un gris vieillissant tremblaient et ils ont informé les corps de la force nécessaire à cette rotation.

Sur ce fond de Gray, la science de l'électricité ne s'arrête pas là. Il a d'abord commencé des expériences électriques avec des animaux et des humains. Avec du verre râpé, il a soulevé de la laine sur le chien, puis le tour est venu vers la personne. Gray capture avec précision la date de cet événement. «Le 8 avril 1730», écrit Gray, «j'ai fait l'expérience suivante sur un garçon d'environ huit à neuf ans. Il pesait 47 livres 10 onces de vêtements. Je l'ai accroché horizontalement à l'aide de deux cordes à cheveux utilisées pour sécher les vêtements. Deux crochets ont été martelés dans la poutre de ma chambre, un pied d'épaisseur, et à la distance de deux pieds une autre paire d'entre eux. J'ai accroché les cordes sur ces crochets par les boucles, donc il s'est avéré être quelque chose comme une balançoire. Le garçon était couché face contre terre sur ces cordes, une corde couvrant sa poitrine et l'autre ses cuisses. La feuille a été placée sur un support, qui est une planche ronde d'un diamètre de 1 pied. Quand ils ont frotté le téléphone et l'ont tenu près des pieds du garçon, NE LES TOUCHEZ PAS, le papier d'aluminium a été tellement attiré par le visage du garçon qu'il a atteint une hauteur de 10 pouces (25 cm).

Non seulement Gray détermine par cette expérience le fait de la conductivité électrique du corps humain, il est le premier à observer le phénomène d'INDUCTION ÉLECTRIQUE.Qu'est-ce que l'induction électrique (parfois appelée électrostatique)? Cette propriété des corps devient électrifiée lorsqu'ils sont placés dans un champ électrique. Ce champ a été créé dans ce cas par un tube en verre frotté. Et pourtant, ce n'est pas l'essentiel de cette expérience. La chose la plus importante était que dans les études sur l'électricité, une personne devenait un participant technique et souvent le plus important dans les expériences. Après tout, il n'y avait aucun appareil électrique du tout et les chercheurs ont commencé à faire progresser les connaissances dans la nouvelle science à l'aide des sens humains.

Stephen Gray fait une autre observation intéressante. Un cube massif de bois de chêne ne prend en charge l'électricité pas plus qu'un cube creux de même taille. Ce fait ne signifiait pas moins, mais le fait que la CHARGE ÉLECTRIQUE EST DISTRIBUÉE PAR LA SURFACE DU CORPS.

Néanmoins, l'essentiel dans les études de Stephen Gray était le fait de la séparation de tous les corps en FILS ÉLECTRIQUES et FILS NON ÉLECTRIQUES. En 1738 le réfugié huguenot de France, Jean Desagulier, d'abord physicien, puis aumônier du prince de Galles, proposa d'appeler les corps électriquement conducteurs simplement CONDUCTEURS, ce qui était inclus dans la terminologie de la science. Les termes INSULATOR et SEMICONDUCTOR entreront en vigueur ultérieurement. Mais une personne en tant qu'appareil de mesure gardera sa montre pendant longtemps. Le serviteur Richard du physicien G.Cavendish (1731-1810) déterminera donc la valeur de la charge des condensateurs par l'ampleur du choc électrique, et le physicien A. Volta (1745-1827) utilisant sa langue inventera une source chimique d'électricité.

Les récompenses n'ont pas dépassé le scientifique. L'ancien teinturier est devenu membre de la Royal Society de Londres et a reçu la médaille Copley, qui est la plus haute reconnaissance au Royaume-Uni. Parmi les scientifiques russes, seuls D.I. Mendeleev et I.P. Pavlov ont reçu une telle médaille. ce qui indique la gravité d'une telle récompense.

Ça pourrait être la fin. Mais je voudrais parler d'un fait de la biographie de Gray, afin de clarifier certaines circonstances. Lorsque l'on étudie la vie de cette personne désintéressée dévouée à la science, le manque d'activité créatrice pendant de nombreuses années d'un scientifique talentueux est frappant. Certains historiens de la science pensent que l'inimitié du président de la Royal Society de Londres, I. Newton et de l'astronome royal D. Flamstead, qui, comme nous le savons, a patronné Gray, est à blâmer. La querelle s'est produite pour cette raison. Le directeur de l'Observatoire de Greenwich a effectué D'EXCELLENTES observations (comme il est écrit dans la Britannica moderne) du ciel étoilé. Newton avait besoin des résultats de son travail pour ses recherches futures, et il voulait les voir imprimés. Ce que l'astronome n'a pas accepté jusqu'à ce qu'il corrige toutes les erreurs. Le président de la Société a insisté, a trouvé un sponsor (prince danois) et a publié les œuvres à 400 exemplaires. Flamstead a ensuite acheté les exemplaires publiés et les a détruits. Donc, environ 300 exemplaires ont été brûlés. Newton a également expulsé Flemstead des membres de la Royal Society, prétendument pour non-paiement des frais d'adhésion. La raison est drôle parce que l'astronome royal a acquis une fois à ses frais tout l'équipement astronomique pour l'observatoire de Greenwich. Alors Gray a perdu son patron. Il n'a repris son travail créatif qu'après la mort de Newton. Tout cela témoigne qu'il n'y a pas de saints sur Terre. Même parmi les grands.