Давид Шарле
Наша сьогоднішня розповідь - про видатних вчених Вільям Гільберт і Отто Геріке. Їм обом судилося відкрити для людства еру нового напряму в природознавстві - науки про електрику.
Батько магнетизму і родоначальник електрики
Гільберт народився в 1540 р. в Кольчейере - містечку ремісників на південно-сході Англії в графстві Ессекс. Відучившись спочатку в Кембриджі, а потім в Оксфорді, Вільям в 20 років отримав ступінь бакалавра, у 24 - магістра мистецтв, в 29 - доктора медицини, а згодом став ще й доктором філософії. У 1560-х успішно займався лікарською практикою. Після переїзду в 1573 р. до Лондона був обраний членом Королівського коледжу лікарів, де обіймав високі посади аж до президента. Широта його інтересів простягалася від хімії до астрономії. Знав Гільберт і деякі ремесла, особливо добре освоїв ковальська справа.
Вільям Гільберт
Зацікавившись цілющими властивостями магнітів, про які він прочитав у рукописах стародавніх і сучасних йому авторів, він приступив до фундаментального вивчення властивостей природних (магнетиту) і штучних магнітів. Взагалі-то про їх властивості притягувати залізо люди знали ще за дві тисячі років до нашої ери. Так само як про те, що магнітна стрілка одним кінцем орієнтується на північ, а протилежним - на південь.
З магнітом було пов'язано чимало легенд. Зокрема, що застосовуваний у невеликих кількостях, він зберігає молодість, а ще з його допомогою можна визначати цнотливість жінок.
Багато відкриттів зробили французький вчений П'єр де Мерікур на прізвисько Перегрін (1269 р.) та італієць Джіамбаттіста делла Порто (1583 р.): про наявність у магніта двох полюсів, про його здатність приводити в рух залізну тирсу, про його старіння, про технології виготовлення штучних магнітів і стрілок для компаса.
Ретельно вивчивши і критично оцінивши дійшла до нього інформацію, Гільберт зрозумів її приватний характер і явну недостатність були результатів. Він не тільки відтворив і перевірив достовірність описаних дослідів, а й поставив низку власних оригінальних експериментів. А головне, вперше узагальнив і систематизував всю сукупність одержаних відомостей і намалював цілком цільну картину властивостей магнітів, можливостей впливу на них і умов їх застосування.
Вчений встановив, що найбільша сила кожного стрижневого магніту зосереджена на його полюсах, що володіють різними видами магнетизму - південним і північним, причому скільки ні розламував магніт, кожен знову отриманий шматочок завжди буде мати два полюси.
Далі лейб-медик показав, що силу природного магніту можна збільшити, якщо до нього прикласти залізний брусок, або оперезати його сталевий стрічкою, що проходить через обидва полюси. А при нагріванні до певної температури магніт втрачає свої властивості.
Проаналізувавши результати власних досліджень укупі з відомостями про поведінку стрілки компаса на різних широтах, Гільберт прийшов до геніального припущенням: "Вся Земля - гігантський магніт! А полюси земної кулі - полюси магніту". Для підтвердження цього він намагнітити сталева куля і назвав його "тереллой", тобто маленькою Землею. По відношенню до терелле магнітна стрілка вела себе точно так само, як і по відношенню до Землі.
До Гільберта ніхто про магнетизм Землі навіть не підозрював. Він першим вказав на наявність магнітного поля Землі і по праву вважається основоположником науки про магнетизм.
Проникаючи в таємниці магніту, людство впродовж двох тисячоліть не виявляло інтересу до електричних явищ, хоча люди гинули від розрядів блискавок і випробовували болючі удари при зіткненні з електричними рибами.
Раніше за всіх про електрику висловився філософ Фалес з Мілета (VI-V ст. До н. Е..). Він повідомив, що шматок бурштину, потертий вовною, на відстані 2-3 см притягує пушинки, соломинки, шматочки паперу і лляних ниток. І це було все. Наступні 20 століть виявилися для цієї науки "чорною дірою".
Так що якщо у дослідженнях магнетизму Гільберт був першим не хронологічно, а за значимістю, то в пізнанні електричних явищ він з'явився справжнім піонером. Вчений встановив, що притягує не тільки натертий бурштин, але й дорогоцінні камені, скло, сірка, сургуч - всього нарахували понад двох десятків таких тіл, які він назвав електричними. Одночасно їм були визначені речовини, не здатні електризуватися. Гільберт перший відрізнив електричні явища від магнітних і сформулював відмінності між ними. То був справжній прорив у науці.
Дослідженням магнетизму і електрики Вільям Гільберт присвятив 18 років і поставив понад 600 дослідів, причому все це - у вільний від основної роботи час.
У 1600 р. в Лондоні вийшов фундаментальна праця У. Гільберта "Про магніті, магнітних тілах і про великий магніті - Землі". Книга привернула широку увагу вчених, гідно оцінили роль її автора в науці. Його ім'ям названа одиниця магніторушійної сили в абсолютній гауссовой системі одиниць.
Вільям Гільберт помер 30 листопада 1603 в Лондоні. Роком раніше, 20 листопада 1602-го, у німецькому місті Магдебурзі народився інша людина неординарної долі - Отто Геріке.
Дипломат, бургомістр, учений
Після закінчення Магдебурзького училища Геріке вивчав науки в університетах Лейпцига, Ієни, Лейдена. Захоплено займався фізикою, прикладною математикою, механікою, фортифікації. Подорожував по Англії і Франції. У 1626 р. повернувся в рідне місто і потрапив в пекло Тридцятилітньої війни, в якій на різних етапах брали участь австрійці, шведи, чехи, данці, французи і німецькі курфюрсти. Воювали "всі проти всіх".
Отто фон Геріке
Магдебург не раз переходив з рук в руки. Геріке вміло керував обороною міста, за що був обраний його бургомістром. Протягом 20 років виконував дипломатичні доручення, успішно відстоюючи інтереси міста.
І все ж в першу чергу він був вченим - будь-який дозвілля присвячував фізичним дослідам, результати яких узагальнив у творі "Нові так звані магдебурзькі досліди ...", написаному в 1663 р. Прославився ж він своїм знаменитим публічним експериментом, коли дві упряжки по вісім коней кожна не змогли розтягнути два невеликих (діаметром близько 40 см) примикали одне до іншого мідних півкулі з викачаним повітрям. Так було доведено наявність повітряного тиску. Опис досвіду не сходить зі сторінок підручників фізики до цього часу.
Дослідження Геріке в області електрики (1650-і роки) заклали початок експериментальної електростатики. Він придумав і спорудив перший пристрій для отримання статичної електрики - сірчаний куля діаметром 15-20 см, електрізуемий при натирання сухою долонею.
Насадивши кулю на вісь, Геріке спостерігав різні електричні явища. Притягнута до нього пушинка відштовхувалася від нього, парила в повітрі, притягувалась до інших тіл, особливо до загостреним, а потім знову до кулі. Переносячи кулю по кімнаті, вчений водив пушинку за собою.
Раніше вважалося, що наелектризоване тіло здатне тільки притягати предмети - Геріке виявив явище взаємного відштовхування двох наелектризованих тел.
Експериментатор показав, що електростатичні заряди можуть розповсюджуватися по півметрової лляної нитці, що притягає до свого кінця легкі предмети. А натираючи кулю рукою в темряві, він виявив слабке світіння.
Куля Геріке став прообразом електростатичного генератора, за допомогою якого були відкриті нові електричні явища.
Численні фізичні досліди ще за життя принесли вченому визнання і шанобливе прізвисько німецького Галілея. У 1666 р. він був удостоєний дворянського звання (першим з світових фізиків) і став іменуватися Отто фон Геріке. Помер великий експериментатор 11 травня 1686
Здавалося б, XVII століття дуже небагато вніс у розвиток науки про електрику, але саме тоді був закладений її фундамент і дали потужний імпульс до різноманітних досліджень електричних явищ наступного століття.