Читать книгу "Ломоносов - Валерий Шубинский"

Но если тварей не было — откуда взялись слоны? И кто построил пирамиды? Что-то в подсчетах Ломоносова не сходится…

8

К середине XVIII века человечество сделало лишь первые шаги в изучении электрической энергии. Но именно в ту пору в этой области был совершен огромный рывок.

Еще Фалес Милетский, первый из семи греческих мудрецов, заметил в VII веке до н. э., что янтарь, если его потереть, способен притягивать легкие тела. «Янтарь» по-гречески — электрон. Именно поэтому Уильям Гильберт, лекарь английской королевы Елизаветы I, в 1600 году назвал все тела, которые при трении приобретают это свойство, «электрическими» и отделил от них магнит, обладающий свойством притяжения изначально. В 1672 году немец Отто фон Герике изобрел машину для получения электричества. Это был серный шар, закрепленный на железной оси. Когда шар приводили во вращение и потом на него нажимали рукой, он начинал притягивать предметы. При этом слышалось легкое потрескивание, а на руке виден был в темноте особый «электрический свет». В последующие десятилетия такие «электрические машины» создавались в разных странах, постепенно усовершенствуясь. Так, серные шары-кондукторы заменили стеклянными. К середине века ученым были известны такие понятия, как «проводник» и «изолятор».

В 1745 году Эвальд Георг фон Клейст из города Каммин впервые в мировой истории получил удар электрическим током: он вложил в бутылку гвоздь, поднес ее на мгновение к электрической машине, а потом коснулся рукой гвоздя. Год спустя лейденский физик Питер ван Мушенбрук попытался наэлектризовать воду в бутылке. Во время опыта его знакомый случайно коснулся рукой кондуктора и получил сильный электрический удар. Так было изобретено устройство, известное как лейденская банка. Этот прибор тоже получил широкое распространение.

Это, в общем, все, что знали об электричестве люди до 1740-х годов, когда опытами с электричеством занялся, за многие тысячи километров от Петербурга, один естествоиспытатель-дилетант. Этому человеку суждено было сыграть в культуре и истории своей страны роль, в каких-то отношениях аналогичную роли нашего героя в русской культуре. А поскольку страна эта стала со временем могущественнейшей державой в мире, имя этого человека, Бенджамина Франклина (1706–1790), известно едва ли не всем на земном шаре.

Сын типографа, сам обучавшийся в юности лишь типографскому делу, Франклин стал прославленным публицистом, памфлетистом, сатириком, родоначальником американской прозы. В качестве дипломата он, уже на склоне лет, добился помощи восставшим североамериканским британским колониям со стороны Франции, что и предопределило успех Войны за независимость. Его ясный дух и здравый смысл, идеализм и практицизм стали родовыми знаками американской культуры.

Электричеством Франклин занялся в 1745 году. Приборы ему доставлялись из Лондона, из Британского королевского общества. Там же зачитывались его письма, в которых он излагал результаты своих экспериментов и возникшую на их основе теорию. Письма эти принесли ему славу. Самоучка, не получивший университетского образования, удостоился докторской мантии и членства во многих научных обществах мира.

Суть теории Франклина заключалась в следующем. Электричество — это особая жидкая субстанция, пронизывающая тела, так же как флогистон или теплород. Если этой жидкости слишком много, тело наэлектризовано положительно; если ее недостает — отрицательно; при натирании электричество возникает, потому что «электрическая жидкость» переходит из одного тела в другое. Наличие положительного и отрицательного электрического заряда — таково было первое открытие Франклина.

Другое открытие заключалось в следующем: металлический шест может отнимать электричество у заряженного кондуктора на далеком расстоянии. Это позволило ему провести опыты, доказавшие существование электрической силы в атмосфере, электрическую природу грома и молнии. (Получен ответ на еще один вопрос, смущавший двадцать лет назад членов Петербургской академии!) Как настоящий янки, Франклин позаботился о практическом применении своих изысканий. «Если грозовые облака действительно наэлектризованы, то нельзя ли в таком случае защитить от удара молнии дома, церкви, корабли и пр. устройством высоких заостренных железных шестов», — писал он в 1750 году. Так был изобретен молниеотвод.

В 1752 году весть об открытиях Франклина дошла до Петербурга. Ими сразу заинтересовался профессор физики Рихман. Этот человек уже не раз упоминался на страницах нашей книги, но сейчас он выходит на авансцену. Поэтому скажем о нем чуть подробнее.

Георг Вильгельм Рихман родился в 1711 году в Пернове (Пярну) в семье казначея. О себе он сообщает, что он «родом лифляндец». Трудно сказать, были его родители немцами или настоящими «лифляндцами» — онемеченными эстонцами. Во всяком случае, он, в отличие от большинства профессоров, родился российским подданным. Учился он «на собственном иждивении» в Галле и Йене, затем состоял при Крафте. Лишь в 1740 году он удостоился звания адъюнкта. Год спустя он стал вторым профессором физики, а в 1744 году, после отъезда Крафта, возглавил физическую кафедру. В том же году была написана первая редакция его главного труда — «Размышления о количестве теплоты, которое должно получаться при смешивании жидкостей, имеющих определенные градусы теплоты», в котором впервые было выведено уравнение теплового баланса. Рихман также открыл, что металлы отличаются по «способности удерживать теплоту».

Все эти исследования приходятся как раз на те годы, когда вопросами теплоты занимался Ломоносов. Два ученых работали не только в одной академии, но и в одной лаборатории. Правда, Рихмана интересовали чисто количественные характеристики взаимодействия разнотемпературных объектов, а Ломоносова — физический механизм нагревания. Но очевидно, что, занимаясь такими близкими вопросами, они должны были тесно общаться между собой. Вероятно, тогда они и подружились. Весной 1752 года начался новый этап их совместной работы.

Строго говоря, Рихман еще в середине 1740-х годов, наряду с теплотой, занимался электричеством. Независимо от Франклина он изобрел «электрометр» — прибор для измерения величины электрического заряда. Изучая электропроводность и электроемкость различных жидкостей, он произвел сотни опытов. Ему доводилось демонстрировать свои эффектные эксперименты при дворе. Рихман зажигал нефть и спирт, поднося к ним наэлектризованные тела. Императрица была в восторге. Были у профессора опыты еще более эффектные. Как пишет его биограф В. Н. Белюстов, Рихман «электризовал людей и, соединив их между собой проводником, сообщал электрический заряд одному изолированному человеку, а соединив того с другим, ненаэлектризованным, получал искры и „ощутительный свет“». Ломоносова очень увлекали эти опыты друга, и он тоже стал экспериментировать, изучая влияние электричества на человеческий организм. «Если голову под проволоку поставить, то почувствуешь колотье. Так же, когда плечо приложишь к проволоке, то и сквозь платье колотье почувствуешь. Когда молоток приложишь ко лбу и зубам, а другим концом к проволоке, то почувствуешь немалую болезнь. Маленькие животные чувствуют большую болезнь, нежели великие. Я надеюсь, что карлам больнее будет, нежели рослым людям…» — так описывал он свои опыты. Последняя фраза может шокировать современного читателя, но «я надеюсь» на языке XVIII века значит всего лишь «я полагаю». К тому же Ломоносов и Рихман экспериментировали не на карликах, а в основном на себе. Да и опасность, связанная с электричеством, еще не была очевидна. Рихману пришлось убедиться в этом ценой жизни.