Пётр Капица - Эксперимент, Теория, Практика. Статьи, Выступления

Работы Франклина по электричеству были им сделаны за короткий период времени, всего за 7 лет, с 1747 по 1753 год. Впервые он начал заниматься научной работой, когда ему уже был 41 год. К этому времени Франклин уже стал состоятельным человеком. Созданные им в Филадельфии, тогда еще небольшом городе, печатное дело, газета, знаменитый альманах и другие печатные издания пользовались большим успехом. Научной работой Франклин начал заниматься совершенно случайно, после того как ему пришлось присутствовать на популярной лекции с демонстрациями по электричеству. Такие лекции были тогда распространены, так как ряд электрических явлений, как-то: отталкивание и притяжение наэлектризованных тел, электрическая искра, неприятные ощущения, вызываемые пропусканием разряда через человека, — были тогда новыми и совершенно необычными и служили прекрасным материалом для популярных научных лекций.

Незадолго до того, как Франклин присутствовал на лекции по электричеству, была изобретена лейденская банка, которая впервые дала метод конденсации электричества в заметном количестве. Возможность производить опыты со значительным запасом электричества сразу сделала демонстрации электрических явлений более яркими.

Франклин очень увлекался опытами по электричеству, и в продолжение семи лет большую часть своего времени он посвятил научной работе. Эти работы в то время, несомненно, стали ведущими в развитии учения об электричестве и получили мировое признание. За этот короткий срок Франклин был признан ведущим ученым своего времени. Большинство крупных научных обществ или академий отметили научные заслуги Франклина, избрав его своим членом, и ряд университетов присвоил ему почетное звание доктора.

Естественно возникает вопрос: как могло случиться, что Франклин, раньше никогда не занимавшийся физикой, на отлете, в небольшом городе Америки, вдали от центров мировой науки, будучи уже человеком зрелого возраста, смог за несколько лет работы возглавить развитие целой научной дисциплины?

И это произошло в середине XVIII века, когда наука велась людьми на уровне знаний таких ученых, как Ньютон, Гюйгенс, Эйлер? О дилетантизме здесь говорить не приходится. Как же мог Франклин достичь таких результатов, которые остались недоступны профессиональным ученым?

Мне думается, что надо искать объяснение в том, что Франклин первый правильно понял существо электрических явлений и поэтому открыл правильный путь для дальнейших исследований в этой области. Аналогичный резкий сдвиг в развитии целой важнейшей области физики — радиоактивности — произошел на глазах многих из нас.

После того как в 1896 году Беккерель открыл явление радиоактивности, в продолжение ряда последующих лет накоплялся богатейший опытный материал по изучению физических явлений, связанных с радиоактивными свойствами вещества. Во всем этом разнообразии опытного материала не имелось порядка, поскольку сущность самого явления радиоактивности не была понята. Резерфорд первый нашел, что физические явления, связанные с радиоактивностью, сразу же объясняются, если предположить, что радиоактивность является процессом распада материи. Для того чтобы это увидеть, от Резерфорда не требовалось глубокой эрудиции, но, главное, нужно было его большое воображение, прозорливость и смелость. На таких начальных этапах развития науки точность и пунктуальность, присущая профессиональным ученым, может скорее мешать выдвижению такого рода смелых предположений.

В начальной стадии изучения электричества требовалось, чтобы был сделан такой смелый шаг. И Франклин его сделал.

До работ Франклина было уже накоплено большое количество опытного материала, но факты были разрознены, и выдвинутая им гипотеза не только объединяла эти факты в стройную картину, но и указывала правильный путь для дальнейших исследований.

Свою основную гипотезу Франклин изложил в письме к Питеру Колинзу в 1749 году. Она дает ясную картину процессов, происходящих при электризации тел. Эта картина до сих пор в основном остается правильной. Вот выдержка из этого письма: «Электрическая материя состоит из частиц крайне малых, так как они могут пронизывать обычные вещества такие плотные, как металл, с такой легкостью и свободой, что не испытывают заметного сопротивления». В наши дни мы называем эти «крайне малые частицы» электронами. Далее Франклин рассматривал любое тело, как губку, насыщенную этими частицами электричества. Электризация тел состоит в том, что тело, имеющее избыток электрических частиц, положительно заряжено; если тело имеет недостаток этих частиц, оно заряжено отрицательно. Количественно Франклин это доказал очень наглядным опытом.