Como fue la apertura

Un experimento científico serio es caótico, como la guerra. El investigador a menudo no entiende lo que está sucediendo. Los datos obtenidos, así como la información de la inteligencia de primera línea, suelen ser contradictorios. Otros experimentos deben llevarse a cabo "por contacto" para obtener nuevos hechos. Pero al final, la imagen se vuelve más clara y luego el experimentador "anticuado" en el informe describe una secuencia clara y precisa de sus pasos hacia la meta, sin mencionar los incorrectos. Los principales resultados de los experimentos a menudo no se encuentran donde se esforzaba el científico. Sin embargo, el informe de progreso parece una procesión triunfal de una verdad a otra, lo quiera o no. Desafortunadamente, los historiadores de la ciencia luego trabajan con dichos materiales, lo que por supuesto afecta la calidad de su trabajo.

Me gustaría recordar la historia de un descubrimiento que ocurrió hace casi tres siglos, que ahora se considera bastante natural y se da por sentado. Sus autores están casi olvidados, pero su importancia para la física no es menor que el viaje de Colón a la geografía. Se tratará de la aparición de conductores eléctricos, como un atributo indispensable del circuito eléctrico y la capacidad técnica para transferir energía a una distancia, lo que revolucionó el desarrollo industrial y la disposición de la vida humana.

La razón de la aparición de este trabajo fue el deseo de cerrar las brechas en los materiales sobre este tema en ruso en la historia de la física y la ingeniería eléctrica. Sería muy instructivo para los electricistas actuales saber el comienzo del camino que la ciencia ha recorrido en esta dirección.

El comienzo del siglo XYIII, Inglaterra. El gran presidente de la Academia de Ciencias de Inglaterra, la Royal Society de Londres, es el gran Isaac Newton. Ya está completando su trabajo fundamental, Óptica, y por supuesto está interesado en todos los temas relacionados con la propagación, la reflexión, la refracción de la luz y sus fuentes. No podía ignorar la pregunta que los académicos europeos habían tratado de resolver durante varias décadas. De vuelta en 1675. El astrónomo francés J. Picard, que llevaba un barómetro de mercurio por la noche, notó misteriosas luces en el vacío de torricelio del tubo. Nadie dio ninguna explicación racional a este fenómeno. Nos decidimos por la hipótesis de la causa eléctrica de este resplandor. Pero, ¿cuál era la información sobre electricidad en ese momento?

Desde la antigüedad, se sabía que algunos cuerpos frotados adquieren la propiedad de atraer objetos ligeros hacia ellos. En 1600, se demostró que la atracción eléctrica es diferente de la magnética. En 1660, se demostró la propiedad de la repulsión de los cuerpos de los cuerpos electrificados. Se obtuvo una chispa eléctrica en 1700. de ámbar rallado. Eso es probablemente todo. Pero la chispa era la fuente de luz, y Newton ordenó que los experimentos fueran realizados por el curador de la Sociedad, Francis Gauksby. Una bola de cristal hueca con aire extraído del interior se desenroscó en una máquina especial que utiliza una transmisión por correa. Al frotarlo con las manos, su vacío brillaba tanto que en la oscuridad se podía leer un libro. Se pueden obtener chispas de la pelota. También atraía y repelía cuerpos. Fue esencialmente el primer auto eléctrico.

Sin embargo, esta máquina no recibió distribución y pronto fue olvidada. La razón era común: le costó caro al dueño. La ciencia en ese momento no estaba subsidiada por el gobierno. Ahora parecerá extraño, pero incluso los miembros de la Royal Society de Londres, es decir, académicos según nuestras nociones, no solo no recibían ningún salario, sino que la Sociedad misma existía a expensas de las contribuciones de sus miembros y constantemente necesitaba dinero. Y los materiales necesarios para los experimentos fueron comprados a su cargo por el experimentador.Para obtener los cargos, incluso en casa, Gauksby sugirió que los científicos simplemente frotaran la tela en un tubo de vidrio de paredes gruesas. Esta propuesta tuvo tanto éxito que miles de personas de científicos y artesanos, clérigos y aristócratas, magos y delincuentes comenzaron a extraer cargas eléctricas.

Fue con este tubo de vidrio que comenzaron los descubrimientos masivos y los inventos en el campo de la electricidad. Nadie siquiera planteó la cuestión de la aplicación práctica de nuevos fenómenos. Es esta circunstancia la que ha servido y sigue siendo la causa del ridículo y las acusaciones de los científicos en la investigación en opinión de los habitantes de fenómenos sin valor. En el período descrito por nosotros, el famoso escritor inglés Jonathan Swift escribió una sátira aguda sobre la sociedad inglesa de su tiempo: "Los viajes de Gulliver". Sin embargo, todos los problemas resueltos en el libro por los científicos, anteriormente considerados ridículos, ahora no lo parecen. Incluso "Convertir el excremento humano en nutrientes". Por lo tanto, la ciencia experimental a los ojos de la gente común era un fenómeno raro. Pero los ascetas siempre lo han sido.

Un cierto tintorero de telas en Canterbury (cerca de Londres) Stephen Gray (1666-1736) se interesó por la ciencia. No se conoce información sobre su educación, lo más probable es que haya sido autodidacta. Sus abuelos fueron: un herrero, otro carpintero, él mismo heredó el oficio de su padre. La profesión no era rentable, lo que se deduce de sus cartas, donde el autor se queja de la falta de dinero "en libros, herramientas y otros materiales". Sin embargo, se interesó en observar el clima y la astronomía. No fue fácil convertirse en astrónomo en esos días. Él mismo tuvo que fabricar un telescopio, enganchando manualmente las lentes de vidrio de ojo de buey. Entonces comenzó a familiarizarse con la óptica. Por cierto, un telescopio hecho por manos de I. Newton mismo todavía está almacenado en Londres.

El primer trabajo científico de Gray fue publicado en 1698, donde describió la posibilidad de aumentar la precisión de las lecturas del barómetro al observarlas a través de un microscopio. El trabajo fue notado por el astrónomo real John Flamstead, el fundador del Observatorio de Greenwich, quien comenzó a patrocinar al científico en ciernes.

Aparentemente no sin su ayuda, en 1919 Gray fue contratado como pensionista de la Cartuja con todas las provisiones para que no pudiera pensar en una pieza diaria, sino dedicarse por completo a la ciencia. Esto no fue fácil en absoluto, ya que la organización benéfica Charterhouse, fundada por monjes en el siglo XYII, estaba destinada a hombres solteros de fe anglicana, en su mayoría capitanes retirados. Aquí se desarrollan los estudios que nos interesan.

Primero, Gray electrifica varios cuerpos con fricción (hilos de seda, cuero, madera, lana), logrando una electrificación tan grande que pedazos de papel y plumas comenzaron a atraerlos desde una distancia de 2-5 cm. Incluso se obtuvieron mejores resultados frotando un tubo de vidrio. Pero para Gray esto no es suficiente. Se pregunta si el rendimiento de la electrificación mejorará si el tubo de vidrio está tapado. Para su disgusto, el grado de electrificación no ha cambiado. Pero era una persona observadora, lo cual es muy importante para un científico, y llamó la atención sobre el hecho de pegar trozos de papel a los atascos de tráfico. Esa fue una gran noticia. Después de todo, en ese momento solo se conocía un método para electrificar cuerpos: frotarlos. ¡Pero nadie frotó el corcho! Por lo tanto, se descubrió una nueva forma de ELECTRIZAR LOS CUERPOS AL USAR EL CONTACTO DE UN CUERPO SIN CARGA CON UN ELECTRIZADO.

Otros eventos son descritos por el propio experimentador. "Empecé a investigar", escribe, "hasta qué punto se transmite la energía eléctrica. Para hacer esto, tomé un bastón hueco de 2 pies de largo y 7 pulgadas (80 cm), la parte anterior de la caña de pescar, y lo inserté en el orificio del tubo de vidrio. Después de energizar el tubo, el bastón atrajo la lámina, al igual que la bola de marfil, que uní con un corcho al bastón. Luego tomé los dos extremos superiores de las largas cañas de pescar.Uno de ellos era de caña española, el otro estaba hecho en parte de madera y en parte de ballena. Todo esto junto con el tubo tenía más de 14 pies de largo (más de 4 metros). Se colocó una pelota en el extremo de la ballena. Después de excitar el tubo, la pelota atrajo la lámina desde una distancia de 3 pulgadas. Hice una varilla con tablas de caña y pino españolas, que, junto con la tubería, excedieron los 18 pies (5.5 m.). Esta longitud era el límite con el que podía operar en mi habitación, y descubrí que la atracción era igual de fuerte ".

Para continuar los experimentos, era necesario salir y además buscar un asistente. Tan entusiasta era el sacerdote Grenville Wheeler. Resultó ser también una persona inteligente. En mayo de 1729, Gray realizó un experimento exitoso, de pie en el balcón. Al mismo tiempo, un cordón de lino de 8 metros de largo, correspondiente a la altura del balcón, colgaba de un tubo de vidrio. En la parte inferior estaba Wheeler, que determinó la carga con la ayuda de una hoja de latón en una tabla.

Luego, los investigadores decidieron intentar transferir electricidad horizontalmente. Para esto, se colgó un cordón de lino en clavos clavados en vigas de madera. Por desgracia, la experiencia falló. Después de mucha deliberación, Gray llega a la conclusión generalmente correcta de que la electricidad entró en el haz. El turno de Wheeler es entrar en la historia. Sugiere colgar el cordón con cordones de seda. A las 10 a.m. 1729 Por primera vez en la historia, una carga llegó a un destino a través de una línea eléctrica (una bola de marfil). La distancia a la que se transfirió la carga fue de unos 25 metros. En términos de propiedades eléctricas, el lino y la seda eran diferentes.

Al reemplazar las ligas de seda con alambres, los experimentadores nuevamente obtuvieron un resultado negativo. Quedó claro que el éxito del experimento se debe a la propiedad de la seda de no conducir electricidad. Las cuerdas para el cabello tenían la misma propiedad. Un ex tintorero familiarizado con las telas, que había probado varios cordones de seda, llegó a la conclusión de que los cordones azules tienen las mejores propiedades. Las ciencias exactas difieren en que todas las conclusiones de investigadores anteriores son verificadas y revisadas nuevamente. El científico francés Dufe pronto demostró experimentalmente que el color de la seda no afecta sus propiedades eléctricas.

Esta no fue la única conclusión errónea de Gray. En sus experimentos sobre la atracción y repulsión de los cuerpos, estableció un patrón extraño en el que los cuerpos ligeros que cuelgan de hilos cerca de una bola de hierro cargada comienzan a girar alrededor de ella en la misma dirección. Dufe y Wheeler intentaron en vano obtener los mismos resultados. Entonces Wheeler recordó que las manos de un Gray envejecido temblaban e informaron a los cuerpos de la fuerza necesaria para esta rotación.

Sobre esto, los méritos de Gray ante la ciencia de la electricidad no terminan ahí. Primero comenzó experimentos eléctricos con animales y humanos. Con vidrio rallado, levantó la lana sobre el perro, y luego le llegó el turno a la persona. Gray captura con precisión la fecha de este evento. “8 de abril de 1730”, escribe Gray, “realicé el siguiente experimento con un niño de unos ocho a nueve años. Pesaba 47 libras y 10 onzas en ropa. Lo colgué horizontalmente con la ayuda de dos cuerdas para el cabello usadas para secar la ropa. Dos ganchos fueron clavados en la viga de mi habitación, de un pie de grosor, y a la distancia de dos pies, otro par de ellos. Colgué las cuerdas de estos ganchos por los bucles, por lo que resultó ser algo así como un columpio. El niño estaba acostado boca abajo sobre estas cuerdas, una cuerda cubría su pecho y la otra sus muslos. La lámina se colocó en un soporte, que es una tabla redonda con un diámetro de 1 pie. Cuando el tubo se frotó y se sostuvo cerca de los pies del niño, NO LOS TOQUE, la lámina del niño atrajo tanto la lámina que se elevó a una altura de 10 pulgadas (25 cm).

Gray no solo determina mediante este experimento el hecho de la conductividad eléctrica del cuerpo humano, sino que es el primero en observar el fenómeno de la INDUCCIÓN ELÉCTRICA.¿Qué es la inducción eléctrica (a veces llamada electrostática)? Esta propiedad de los cuerpos se electrifica cuando se colocan en un campo eléctrico. Este campo fue creado en este caso por un tubo de vidrio frotado. Y sin embargo, esto no es lo principal en este experimento. Lo más importante fue que en los estudios sobre electricidad, una persona se convirtió en un participante técnico y, a menudo, el más importante en los experimentos. Después de todo, no había dispositivos eléctricos y los investigadores comenzaron a avanzar en el conocimiento de la nueva ciencia con la ayuda de los sentidos humanos.

Stephen Gray hace otra observación interesante. Un cubo masivo de madera de roble se carga de electricidad no más que un cubo hueco del mismo tamaño. Este hecho no significó menos, pero el hecho de que la CARGA ELÉCTRICA SE DISTRIBUYE POR LA SUPERFICIE DEL CUERPO.

Sin embargo, lo principal en los estudios de Stephen Gray fue el hecho de la separación de todos los cuerpos en ALAMBRES ELÉCTRICOS y ALAMBRES NO ELÉCTRICOS. En 1738 el refugiado hugonote de Francia, Jean Desagulier, primero físico y luego capellán del Príncipe de Gales, propuso llamar a los cuerpos conductores de la electricidad simplemente CONDUCTORES, que se incluyeron en la terminología de la ciencia. Los términos AISLADOR y SEMICONDUCTOR entrarán en uso más adelante. Pero una persona como dispositivo de medición mantendrá su reloj durante mucho tiempo. Entonces, el sirviente Richard del físico G. Cavendish (1731-1810) determinará el valor de la carga de los condensadores por la magnitud de la descarga eléctrica, y el físico A. Volta (1745-1827) usando su lengua inventará una fuente química de electricidad.

Los premios no pasaron por alto al científico. El ex tintorero se convirtió en miembro de la Royal Society de Londres y recibió la Medalla Copley, que es el reconocimiento más alto en el Reino Unido. De los científicos rusos, solo D.I. Mendeleev y I.P. Pavlov recibieron esa medalla. lo que indica la gravedad de tal premio.

Este podría ser el final. Pero me gustaría hablar sobre un hecho de la biografía de Gray, para aclarar algunas circunstancias. Al estudiar la vida de esta persona desinteresadamente dedicada a la ciencia, la falta de actividad creativa durante muchos años de un científico talentoso es sorprendente. Algunos historiadores de la ciencia creen que la culpa es de la enemistad del presidente de la Royal Society de Londres, I. Newton y el astrónomo real D. Flamstead, quien, como sabemos, patrocinó a Gray. La disputa ocurrió por este motivo. El director del Observatorio de Greenwich realizó EXCELENTES (como está escrito en la moderna Britannica) observaciones del cielo estrellado. Newton necesitaba los resultados de su trabajo para su posterior investigación, y quería verlos impresos. Lo que el astrónomo no estuvo de acuerdo hasta que corrigió todos los errores. El presidente de la Sociedad insistió, encontró un patrocinador (príncipe danés) y publicó las obras por un total de 400 copias. Flamstead luego compró las copias publicadas y las destruyó. Entonces se quemaron unas 300 copias. Newton también expulsó a Flemstead de los miembros de la Royal Society, supuestamente por falta de pago de las cuotas de membresía. La razón es curiosa porque el Astrónomo Real una vez a su propio costo adquirió todo el equipo astronómico para el Observatorio de Greenwich. Entonces Gray perdió a su patrón. Reanudó su trabajo creativo solo después de la muerte de Newton. Todo esto testifica que no hay santos en la Tierra. Incluso entre los grandes.