كيف كان الافتتاح

تجربة علمية خطيرة هي الفوضى ، مثل الحرب. الباحث في كثير من الأحيان لا يفهم ما يحدث. البيانات التي تم الحصول عليها ، وكذلك المعلومات من الاستخبارات في الخطوط الأمامية ، عادة ما تكون متناقضة. يجب إجراء مزيد من التجارب "باللمس" للحصول على حقائق جديدة. ولكن في النهاية ، تصبح الصورة أكثر وضوحًا ثم يصف مجرب "الخلفية" في التقرير تسلسلًا واضحًا ودقيقًا لخطواته نحو الهدف ، دون ذكر الخطوات الخاطئة. إن النتائج الرئيسية للتجارب لا تكمن في الغالب في الأماكن التي كان العالم يسعى فيها. ومع ذلك ، فإن التقرير المرحلي يبدو وكأنه موكب نصر من حقيقة إلى أخرى ، سواء أراد ذلك أم لا. لسوء الحظ ، يعمل مؤرخو العلوم لاحقًا مع هذه المواد ، مما يؤثر بالطبع على جودة عملهم.

أود أن أذكر قصة أحد الاكتشافات التي حدثت قبل ثلاثة قرون تقريبًا ، والتي أصبحت الآن طبيعية تمامًا وأصبحت من المسلمات. يكاد نسيان مؤلفيها ، لكن أهميتها بالنسبة للفيزياء لا تقل عن رحلة كولومبوس للجغرافيا. سيكون حول ظهور الموصلات الكهربائية ، كميزة لا غنى عنها للدائرة الكهربائية والقدرة التقنية على نقل الطاقة إلى مسافة ، مما أحدث ثورة في التنمية الصناعية وترتيب الحياة البشرية.

كان سبب ظهور هذا العمل هو الرغبة في سد الفجوات في المواد المتعلقة بهذا الموضوع باللغة الروسية في تاريخ الفيزياء والهندسة الكهربائية. سيكون من المفيد للغاية بالنسبة للكهربائيين الحاليين أن يعرفوا بداية المسار الذي سلكه العلم في هذا الاتجاه.

بداية القرن الثالث عشر ، إنجلترا. الرئيس العظيم لأكاديمية العلوم الإنجليزية ، الجمعية الملكية في لندن ، هو إسحاق نيوتن العظيم. إنه بالفعل يكمل عمله الأساسي ، البصريات ، وبالطبع فهو مهتم بجميع القضايا المتعلقة بالانتشار ، الانعكاس ، انكسار الضوء ، ومصادرهم. لم يستطع تجاهل السؤال الذي كان العلماء الأوروبيون يحاولون حله لعدة عقود. مرة أخرى في 1675. لاحظ الفلكي الفرنسي جيه. بيكارد ، الذي كان يحمل مقياساً للزئبق ليلاً ، أضواء غامضة في الفراغ التريليسيوم للأنبوب. لم يقدم أي تفسير منطقي لهذه الظاهرة من قبل أي شخص. استقرنا على فرضية السبب الكهربائي لهذا الإشعاع. ولكن ما هي المعلومات حول الكهرباء في ذلك الوقت؟

منذ العصور القديمة ، كان من المعروف أن بعض الأجسام المطحونة تكتسب خاصية جذب الأجسام الخفيفة لأنفسهم. في عام 1600 ، ثبت أن الجذب الكهربائي يختلف عن المغناطيسية. في عام 1660 ، تم إظهار خاصية طرد الأجسام من الأجسام المكهربة. تم الحصول على شرارة كهربائية في عام 1700. من العنبر المبشور. هذا ربما كل شيء. لكن الشرارة كانت مصدر الضوء ، وأمر نيوتن بإجراء التجارب من قبل أمينة الجمعية ، فرانسيس جوكسبي. كرة زجاجية مجوفة مع هواء مزال من الداخل كانت غير مجعدة على جهاز خاص باستخدام محرك سير. عند فركه بيديه ، كان فراغه يتوهج بشكل مشرق لدرجة أنه في الظلام يمكنك قراءة كتاب. يمكن الحصول على الشرر من الكرة. كما اجتذب وطردت الهيئات. كانت أساسا أول سيارة كهربائية.

ومع ذلك ، فإن هذا الجهاز لم يحصل على التوزيع وسرعان ما تم نسيانه. السبب شائع - كلف المالك غالياً. العلم في ذلك الوقت لم يكن مدعومًا من الحكومة. الآن يبدو الأمر غريباً ، لكن حتى أعضاء الجمعية الملكية في لندن ، أي الأكاديميين بمفاهيمنا ، ليس فقط لم يتلقوا أي راتب ، ولكن الجمعية نفسها كانت موجودة على حساب مساهمات أعضائها والأموال المطلوبة باستمرار. واشترى المجرب المواد اللازمة للتجارب على نفقته الخاصة.للحصول على الشحنات ، حتى في المنزل ، اقترح جوكسبي أن يقوم العلماء ببساطة بفرك القماش على أنبوب زجاجي سميك الجدران. كان هذا الاقتراح ناجحًا إلى درجة أن الآلاف من العلماء والحرفيين ورجال الدين والأرستقراطيين والسحرة والمحتالين بدأوا في استخراج الشحنات الكهربائية.

مع هذا الأنبوب الزجاجي بدأت الاكتشافات والاختراعات الجماعية في مجال الكهرباء. لم يثر أحد حتى مسألة التطبيق العملي لظواهر جديدة. إن هذا الظرف هو الذي خدم ، وحتى الآن ، سبب السخرية واتهامات العلماء في مجال البحوث في رأي سكان الظواهر التي لا قيمة لها. في الفترة التي وصفناها ، كتب الكاتب الإنجليزي الشهير جوناثان سويفت تهكمًا حادًا على المجتمع الإنجليزي في عصره - "رحلات جاليفر". ومع ذلك ، فإن جميع المشكلات التي حلها العلماء في الكتاب ، والتي كانت تعتبر في السابق سخيفة ، لا تبدو الآن كذلك. حتى "تحويل البراز البشري إلى مغذيات". لذلك ، كان العلم التجريبي في عيون عامة الناس ظاهرة نادرة. لكن الزاهدون كانوا دائما.

أصبح صباغ معين من الأقمشة في كانتربري (بالقرب من لندن) ستيفن جراي (1666-1736) مهتمًا بالعلوم. معلومات حول تعليمه غير معروفة ، على الأرجح كان يدرس ذاتيًا. كان أجداده - حدادًا ، نجارًا آخر ، ورث بنفسه حرفة والده. كانت المهنة غير مربحة ، والتي تنبع من رسائله ، حيث يشكو المؤلف من نقص المال "على الكتب والأدوات والمواد الأخرى". ومع ذلك ، أصبح مهتمًا بمراقبة الطقس وعلم الفلك. لم يكن من السهل أن تصبح فلكيًا في تلك الأيام. هو نفسه اضطر إلى صنع تلسكوب ، يعمل يدويًا في عدسات طحن من زجاج الكوة. لذلك بدأ بالتعرف على البصريات. بالمناسبة ، لا يزال التلسكوب الذي صنعته يد نيوتن نفسه مخزنا في لندن.

نُشر أول عمل علمي لجراي في عام 1698 ، حيث وصف إمكانية زيادة دقة قراءات البارومتر من خلال مراقبتها من خلال المجهر. لاحظ العمل الفلكي الملكي جون فلامستيد نفسه ، مؤسس مرصد غرينتش ، الذي بدأ يرعى العالم الناشئ.

على ما يبدو ليس من دون مساعدته ، في عام 1919 تم ترتيب غراي كمتقاعد من Charterhouse مع توفير كامل حتى لا يستطيع التفكير في قطعة يومية ، ولكن يكرس نفسه تماما للعلوم. لم يكن هذا سهلاً على الإطلاق ، لأن جمعية تشارترهاوس الخيرية ، التي أسسها رهبان في القرن الثاني عشر ، كانت مخصصة لرجال غير متزوجين من العقيدة الأنجليكانية ، معظمهم من المتقاعدين. هنا الدراسات التي تهمنا تتكشف.

أولاً ، يقوم غراي بتسخير مختلف الأجسام بالاحتكاك (الخيوط الحريرية ، والجلود ، والخشب ، والصوف) ، مما حقق كهربة كبيرة لدرجة أن قطع الورق والريش بدأت تنجذب إليها من مسافة 2-5 سم. تم الحصول على نتائج أفضل عن طريق فرك أنبوب زجاجي. لكن بالنسبة للرمادي ، هذا لا يكفي. يتساءل عما إذا كان أداء كهربة سيتحسن إذا تم توصيل الأنبوب الزجاجي. بالنسبة إلى غضبه ، لم تتغير درجة كهربة الكهرباء. لكنه كان رجلًا ملتزماً ، وهو أمر مهم جدًا بالنسبة للعالم ، ولفت الانتباه إلى حقيقة لصق قطع من الورق على الاختناقات المرورية. كان ذلك نبأ عظيم. بعد كل شيء ، في ذلك الوقت كانت هناك طريقة واحدة فقط لتزويد الأجسام بالكهرباء معروفة - فركها. ولكن لا أحد يفرك الفلين! لذلك تم اكتشاف طريقة جديدة لكهربة الأجسام عن طريق استخدام الاتصال من الجسم غير المراقب مع كهربائي.

يتم وصف الأحداث الأخرى من قبل المجرب نفسه. "لقد بحثت ،" يكتب ، "إلى أي مدى تنتقل الطاقة الكهربائية. للقيام بذلك ، أخذت قصبًا مجوفًا بطول قدمين 7 بوصات (80 سم) ، الجزء السابق من قضيب الصيد وأدخلت في ثقب الأنبوب الزجاجي. بعد تنشيط الأنبوب ، جذبت القصبة الرقاقة ، وكذلك فعلت الكرة العاجية ، التي ربطتها مع الفلين على القصب. ثم أخذت طرفي العلوي من قضبان الصيد طويلة.أحدهما كان من قصب إسباني ، والآخر مصنوع جزئيًا من الخشب وجزءًا من عظم الحوت. كان كل هذا مع الأنبوب بطول أكثر من 14 قدمًا (أكثر من 4 أمتار) وقد تم إرفاق كرة بنهاية عظم الحوت. بعد أن كان أنبوب متحمس ، جذبت الكرة احباط من مسافة 3 بوصات. لقد صنعت قضيبًا من ألواح قصب الصنوبر الإسبانية ، والتي ، مع الأنبوب ، تجاوزت 18 قدمًا (5.5 مترًا). كان هذا الطول هو الحد الذي استطعت تشغيله في غرفتي ، ووجدت أن عامل الجذب كان بنفس القوة ".

لمواصلة التجارب ، كان من الضروري الخروج بالإضافة إلى البحث عن مساعد. كان متحمساً للغاية الكاهن غرينفيل ويلر. اتضح أن يكون أيضا شخص ذكي. في مايو 1729 ، أجرى جراي تجربة ناجحة ، واقفًا على الشرفة. في الوقت نفسه ، تم تعليق سلك من الكتان بطول 8 أمتار ، يتوافق مع ارتفاع الشرفة ، من أنبوب زجاجي. في الجزء السفلي ، كان ويلر ، الذي حدد التهمة بمساعدة ورقة من النحاس على لوح.

بعد ذلك ، قرر الباحثون محاولة نقل الكهرباء أفقياً. لهذا ، تم تعليق سلك من الكتان على أظافر مدفوعة في عوارض خشبية. للأسف ، فشلت التجربة. بعد الكثير من المداولات ، يرسم غراي الاستنتاج الصحيح بشكل عام وهو أن الكهرباء دخلت في العارضة. بدوره ويلر هو إدخال التاريخ. يقترح تعليق الحبل مع الأربطة الحريرية. في الساعة 10 من صباح 1729 لأول مرة في التاريخ ، وصلت الشحنة إلى جهة عبر خط كهرباء (كرة عاجية). كانت المسافة التي تم فيها نقل التهمة حوالي 25 مترا. من حيث الخصائص الكهربائية ، كانت الكتان والحرير مختلفة.

استبدال الأربطة الحريرية بالأسلاك ، حصل المجربون مرة أخرى على نتيجة سلبية. أصبح من الواضح أن نجاح التجربة يرجع إلى خاصية الحرير في عدم توصيل الكهرباء. حبال الشعر لديها نفس الممتلكات. توصل صباغ سابق على دراية بالأقمشة ، بعد أن جرب العديد من الأربطة الحريرية ، إلى استنتاج مفاده أن الأربطة الزرقاء لها أفضل الخصائص. تختلف العلوم الدقيقة في أن جميع استنتاجات الباحثين السابقين يتم فحصها وإعادة فحصها. سرعان ما أثبت العالم الفرنسي دوفي تجريبًا أن لون الحرير لا يؤثر على خواصه الكهربائية.

لم يكن هذا استنتاج غراي الخاطئ الوحيد. في تجاربه على جذب وصد الأجسام ، أنشأ نمطًا غريبًا حيث تبدأ الأجسام الخفيفة المعلقة على الخيوط بالقرب من كرة حديدية مشحونة في الدوران حولها في نفس الاتجاه. حاول Dufe و Wheeler عبثا الحصول على نفس النتائج. ثم تذكر ويلر أن أيدي غراي شيخوخة كانت ترتجف وأبلغوا الجثث بالقوة اللازمة لهذا الدوران.

على مزايا هذا غراي قبل علم الكهرباء لا تنتهي عند هذا الحد. بدأ أول تجارب كهربائية مع الحيوانات والبشر. مع الزجاج المبشور ، رفع الصوف على الكلب ، ثم جاء الدور للشخص. غراي يلتقط بدقة تاريخ هذا الحدث. "غراي 8 أبريل 1730" ، كتب غراي ، "لقد أجريت التجربة التالية على صبي يبلغ من العمر حوالي ثمانية إلى تسع سنوات. كان يزن 47 جنيه 10 أوقية. علقتها أفقياً بمساعدة حبال شعر تستخدم لتجفيف الملابس. تم وضع خطافين في شعاع غرفتي ، بسماكة قدم واحدة ، وعلى مسافة قدمين زوج آخر منهم. علقت الحبال على هذه السنانير بواسطة الحلقات ، لذلك اتضح أن الأمر يشبه الأرجوحة. وضع الصبي وجهه لأسفل على هذه الحبال ، وحبل واحد يغطي صدره ، والآخر فخذيه. تم وضع الرقاقة على حامل ، وهو لوح دائري يبلغ قطره 1 قدم. عندما تم فرك الأنبوب وحمله بالقرب من قدمي الصبي ، لا تلمسهما ، تم إحباط الرقاقة بواسطة وجه الصبي لدرجة أنها ارتفعت إلى 10 بوصات (25 سم).

لم يحدد غراي فقط من خلال هذه التجربة حقيقة التوصيل الكهربائي لجسم الإنسان ، إنه أول من لاحظ ظاهرة الحث الكهربائي.ما هو الحث الكهربائي (يسمى أحيانا كهرباء)؟ تصبح خاصية الأجسام هذه مكهربة عندما توضع في حقل كهربائي. تم إنشاء هذا الحقل في هذه الحالة بواسطة أنبوب زجاجي مفروك. ومع ذلك ، ليس هذا هو الشيء الرئيسي في هذه التجربة. كان الشيء الأكثر أهمية هو أنه في الدراسات على الكهرباء ، أصبح الشخص مشاركًا تقنيًا وغالبًا ما يكون أهم مشارك في التجارب. بعد كل شيء ، لم تكن هناك أجهزة كهربائية على الإطلاق وبدأ الباحثون في تطوير المعرفة في العلم الجديد بمساعدة حواس الإنسان.

ستيفن جراي يجعل ملاحظة أخرى مثيرة للاهتمام. المكعب الهائل من خشب البلوط لا يتطلب شحن الكهرباء أكثر من مكعب مجوف من نفس الحجم. هذه الحقيقة لا تعني أقل من ذلك ، ولكن حقيقة أن الشحنة الكهربائية يتم توزيعها بواسطة سطح الأجهزة.

ومع ذلك ، فإن الشيء الرئيسي في دراسات ستيفن جراي هو حقيقة فصل جميع الهيئات في الأسلاك الكهربائية وأسلاك غير كهربائية. في 1738 اقترح لاجئ هوجوينوت من فرنسا ، جان ديساجولييه ، أول عالم فيزيائي ، ثم قسيس أمير ويلز ، دعوة الهيئات الموصلة كهربائياً ببساطة CONDUCTORS ، والتي تم تضمينها في مصطلحات العلوم. سيتم استخدام مصاري العزل والعزل في وقت لاحق. لكن الشخص كجهاز قياس سيراقب ساعته لفترة طويلة. سيحدد الخادم ريتشارد من عالم الفيزياء ج. كافينديش (1731-1810) قيمة شحنة المكثفات بحجم الصدمة الكهربائية ، وسيخترع الفيزيائي أ. فولتا (1745-1827) باستخدام لسانه مصدرًا كيميائيًا للكهرباء.

الجوائز لم تتجاوز العالم. أصبحت الصباغ السابق عضوًا في الجمعية الملكية بلندن وحصلت على وسام كوبلي ، وهو أعلى تقدير في المملكة المتحدة. من بين العلماء الروس ، حصل دي. آي. مينديليف و آي. بافلوف فقط على هذه الميدالية. مما يدل على خطورة مثل هذه الجائزة.

هذا يمكن أن يكون النهاية. لكن أود أن أتحدث عن حقيقة واحدة من سيرة غراي ، من أجل توضيح بعض الظروف. عند دراسة حياة هذا الشخص الذي يكرس نفسه بلا أنانية لشخص علمي ، فإن الافتقار إلى النشاط الإبداعي لسنوات عديدة من عالم موهوب أمر لافت للنظر. يعتقد بعض مؤرخي العلوم أن عداء رئيس الجمعية الملكية في لندن ، أي نيوتن والفلكي الملكي د. فلامستيد ، الذي ، كما نعلم ، رعى غراي ، هو المسؤول. حدث الشجار لهذا السبب. أجرى مدير مرصد غرينتش تجربة ممتازة (كما هو مكتوب في بريتانيكا الحديثة) عن السماء المرصعة بالنجوم. احتاج نيوتن إلى نتائج عمله لإجراء المزيد من الأبحاث ، وأراد رؤيتها مطبوعة. ما لم يوافقه الفلكي حتى يصحح كل الأخطاء. أصر رئيس الجمعية ، ووجد كفيل (أمير دنماركي) ونشر الأعمال بمبلغ 400 نسخة. ثم اشترى Flamstead النسخ المنشورة وتدميرها. لذلك تم حرق حوالي 300 نسخة. كما طرد نيوتن فليستيد من أعضاء الجمعية الملكية ، بزعم عدم دفع رسوم العضوية. والسبب مضحك لأن الفلكي الملكي حصل مرة واحدة على نفقته الخاصة على جميع المعدات الفلكية لمرصد غرينتش. لذلك فقد جراي راعيه. استأنف عمله الإبداعي فقط بعد وفاة نيوتن. كل هذا يشهد أنه لا يوجد قديسين على الأرض. حتى بين العظماء.