Американские ученые и изобретатели - Митчел Уилсон

На этом этапе исследования, пожалуй, ни один человек из сотен тысяч не стал бы ломать голову над новым вопросом; собирается ли заряд в бутыли благодаря ее форме, или же благодаря тому, что она сделана из стекла? Тут снова мог возникнуть вопрос: возможно ли это проверить?

Франклин взял кусок простого оконного стекла и по краям его поместил тонкие полоски свинца. Это несложное устройство было наэлектризовано. Затем по очереди снял со стекла обе свинцом вые полоски и проверил. Изолированный от стекла свинец не давал искры. Но стоило прикоснуться к стеклу, как возникало множество искр. Таким образом Франклин пришел к конечному выводу: свойство собирать электрический заряд присуще стеклу.

Франклин первый доказал, что искра выделяет тепло. Разряд лейденской банки между электродами F и G заставлял подниматься столбик ртути в термометре а.

Доказательство того, что электрический заряд собирается в диэлектрике, спустя столетие легло в основу работы Максвелла, создавшего теорию электромагнитных волн, которая, в свою очередь, привела к изобретению радио. Франклин, исходя из того же опыта, изобрел электрический конденсатор, один из наиболее важных приборов электрической цепи, который применяется сейчас в каждом радиоприемнике, телевизоре, телефоне, радиолокаторе, циклотроне.

До Франклина в науке главенствовала теория о существовании двух различных видов электричества, получивших довольно туманные названия смоляного и стеклянного. Франклин заявил, что есть только один вид электричества, что оно не возникает и не исчезает при трении или любом другом действии, а находится в скрытом состоянии в материи. Более того, Франклин утверждал, что электричество, по всей вероятности, состоит из «мельчайших частиц», которые могут проникать внутрь металлов с такой же легкостью, с какой газ распространяется в атмосфере. Дж. Дж. Томсон, который впоследствии открыл электрон и заложил основу современной электронной теории, отзывался о Франклине с таким же восхищением, как и его современники.

Франклин был одним из первых американских метеорологов

Во время частичного затмения луны наблюдатели в Филадельфии могли видеть лишь самое его начало, потому что небо заволокли тучи, приплывшие с северо-востока. Несколько дней спустя внимание привлекло странное сообщение, напечатанное в бостонской газете. В ночь затмения небо над Бостоном также закрылось тучами, однако значительно позже, чем в Филадельфии, хотя Бостон находится северо-восточнее Филадельфии. Франклин попросил, чтобы ему принесли газеты, изданные в других частях страны, лежавших в полосе затмения. Во всех газетах он нашел описание северо-восточной бури. Но в южных районах погода испортилась после полудня. Другими словами, несмотря на то, что ветер дул с северо-востока, буря надвигалась с юго-запада. Франклин был первым ученым, заметившим это явление, и первый же объяснил его циркуляцией масс воздуха. Он ввел понятие высокого и низкого атмосферного давления, а его объяснение водяного смерча до сих пор считается безупречным. На диаграмме, нарисованной самим Франклином, показано, как столб теплого воздуха вытесняется вверх холодным, более тяжелым воздухом прилегающих районов.

Франклин был также физиком-теоретиком

Точка кипения воды 212° по Фаренгейту считалась одной из непреложных констант природы, но Франклин на основании наблюдений утверждал, что точка кипения воды зависит от атмосферного давления. Например, исстари было известно, что для варки яиц высоко в горах требуется больше времени. Франклин подтвердил свою теорию опытом. Из сосуда, наполовину наполненного водой, он выкачал воздух и доказал, что различной степени разрежения воздуха и, следовательно, давления в сосуде соответствует определенная температура закипания воды. Когда в сосуде создавалось низкое давление, вода моментально закипала при комнатной температуре. Это явление используется в елочных шарах, наполненных цветной жидкостью, которая закипает, когда на елке зажигают огни.

Франклин также ставил опыты, связанные с изучением поверхности тел. Однажды он заметил, что разлитое по поверхности жидкости масло обладает свойством успокаивать волны. Он устроил в Лондоне публичную демонстрацию, успокоив волны в пруду при сильном ветре. Франклин одним из первых приблизился к догадке о том, что тонкий слой масла, пролитый на поверхность воды, представляет собой мономолекулярный слой.

Но и Франклин иногда ошибался

Когда Франклин был еще совсем молодым, в Бостоне разразилась эпидемия оспы. Коттон Мэтер, известный в истории как один из первых «охотников за ведьмами», выступил тогда горячим сторонником прививок.

Мэтер впервые услышал о прививках от своего черного раба и заставил местного врача Бойлстона проводить их как можно шире. Но население Бостона воспротивилось этому, и Мэтер, даже в большей степени, чем Бойлстон, стал мишенью гражданского негодования. Франклин присоединился к выступлениям невежд. И лишь трагические обстоятельства заставили его признать свое заблуждение. Любимый сын Франклина Фрэнсис умер от оспы только потому, что ему не сделали прививку. После этого Франклин присоединился к призывам сторонников прививок.

В юности Франклин испытал на себе огромное влияние Коттона Мэтера, члена Лондонского королевского общества. Мэтер был одним из самых эрудированных людей Америки того времени и одним из первых ученых, понявших важность открытий Исаака Ньютона. Не религиозное ханжество, а интеллектуальная заносчивость была его главным недостатком. Ему казалось, что верно только то, во что он сам верил. Франклин не перенял этого качества. Франклин обладал истинной скромностью, присущей людям, которые познают человеческие слабости на собственных ошибках.

Роберт Фултон

25 мая 1768 года в нью-йоркской газете появилось объявление об экзаменах на присуждение степеней в Королевском колледже. Экзаменоваться должны были девять молодых людей, впоследствии все без исключения ставшие знаменитыми. Одним из них был Джон Стивенс, другим — его ближайший друг Роберт Ливингстон. Оба происходили из очень богатых семей. В будущем они станут родственниками — один из них женится на сестре другого. Но их тесная дружба перейдет во вражду, которая непосредственно определит будущее паровых машин и пароходов в Америке.

Ставкой в их борьбе были огромные богатства, которые сулила эксплуатация пароходов, а также и все почести первооткрывателя. Противники обладали одинаковым оружием: природным умом, богатством и политической силой. Стивенс был такой же влиятельной фигурой в Нью-Джерси, как Ливингстон в Нью-Йорке.

Роберт Ливингстон первый обратил внимание на опыты по созданию паровых судов, которые проводили Фитч и Рамзай. Вместе со Стивенсом, уже ставшим к этому времени его родственником, он выехал из Нью-Йорка к Фитчу, чтобы присутствовать на испытаниях пароходов. Эти бывалые нью-йоркцы знали, что перед ними ветхое сооружение, собранное полунищими механиками, но они были достаточно проницательны, чтобы осознать, что будущее принадлежит паровой силе. Выводы из этого они сделали совершенно различные, соответствующие их характерам: Стивенс, вернувшись домой, начал собственные поиски, а Ливингстон поспешил обратно, чтобы откупить у Фитча договор со штатом Нью-Йорк, которым сам Фитч не мог воспользоваться. Договор давал ему право на монопольное владение пароходами на реке Гудзон, при условии, что регулярная коммерческая линия будет действовать между Олбани и Нью-Йорком. Естественно, что родственники, тесно связанные дружбой и интересами, стали компаньонами в этом деле.

Работа Стивенса продвигалась очень медленно, но упорно. Опытные лодки Стивенса — шаланды длиною в двадцать футов и шириной в пять-шесть футов, ходившие со скоростью четырех миль в час, стали привычным зрелищем для нью-йоркцев в 1790-х годах. Однако ему было еще далеко до постройки судна, которое отвечало бы условиям договора Ливингстона, а время истекало. Ливингстон проявлял нетерпение, но пока споры над чертежами не выливались в серьезные ссоры.

В конце 90-х годов Ливингстон был спешно направлен во Францию для ведения переговоров о покупке территории Луизианы, пока Наполеон не раздумал продавать эти земли. Во Франции Ливингстон случайно встретился с молодым американским изобретателем Робертом Фултоном.

Подводные лодки и светские салоны

Сын ирландского иммигранта, Фултон провел свои ранние годы на ферме отца в Пенсильвании. Однако ничто не выдавало в Фултоне его фермерского происхождения. Впоследствии, женившись, он даже породнился с аристократическими семьями Ливингстонов и Стивенсов.