Семь «электрических лет» Бенджамина Франклина
Несколько лет тому назад, когда отношения между США и СССР еще не были столь сильно «заморожены» американской администрацией, мне довелось побывать в составе писательской группы в ряде городов Соединенных Штатов.
Мы прилетели в Нью-Йорк, а улетали через три недели из Вашингтона. Однако речь пойдет о городе, находящемся между американским «мегаполисом» и столицей, — о Филадельфии. Расположен город в штате Пенсильвания, на берегу небольшой и очень грязной речки Скулкилл, впадающей в не менее грязную реку Делавер, и сейчас представляет собой мощный промышленный и экономический центр США: машиностроение, нефтепереработка и химическая промышленность, федеральный резервный банк, Академия естественных наук, Пенсильванский университет, Институт Франклина…
На этом имени давайте остановимся, поскольку ради него и предпринята наша экскурсия.
Итак, Филадельфия. Начнем с городской ратуши. Когда-то это было внушительное здание, возвышавшееся среди маленьких домиков и коттеджей. На башне бронзовая фигура Вильяма Пенна, основавшего город в 1683 году. Почти рядом — Дом независимости. Здесь в июле 1775 года была провозглашена независимость страны от Великобритании. Коренные филадельфийцы — их, правда, осталось не так-то много — гордятся своей историей, своими знаменитыми согражданами.
Американцы — мастера по части разного рода выдумок. Нам рассказывали, что несколько лет назад, 17 января 1975 года, перед ратушей собралась довольно внушительная толпа. Это было удивительно, потому что день ничем не выделялся из чреды прочих, да и время позднее — на темном январском небе уже зажглись яркие звезды. В ратушу пропускали по специальным билетам только приглашенных.
Когда все собрались, четверо кондитеров внесли в зал на вытянутых руках огромный юбилейный торт, уставленный свечами. Не пытайтесь сосчитать — их было более двухсот пятидесяти. Для одной человеческой жизни явно многовато. Юбилейный торт водрузили на стол заседаний. К нему подошел какой-то человек, протянул провода и подключил торт к сложной электронной схеме с фотоэлементами, усилительными каскадами, сервомотором, соединенным с оптическим устройством и с реле. Вот включен ток. Разноголосая толпа затихла. Сервомотор повернул оптическое устройство, и оно нацелило небольшой телескоп на какую-то звезду…
Но, пожалуй, пришло время сделать несколько пояснений. Начнем со свечей — их 269! Телескоп повернут и нацелен на звезду, удаленную от нашей Солнечной системы на расстояние в 269 световых лет. А что, если отнять от даты торжества — 1975 года — 269 лет? В результате получается 1706 год, да еще 17 января. Что это за дата? День и год рождения Бенджамина Франклина.
Но вот движение поворотной системы окончилось. В объективе — избранная звезда. И луч ее света, родившийся одновременно с Франклином и только-только добежавший до нашей земли, попадает на фотоэлемент. В нем он превращается в электрический сигнал, который усиливается и заставляет сработать реле. Щелкает выключатель, и на огромном торте одновременно вспыхивают свечи. Гремит музыка. Инженеры, ученые, техники, прибывшие на торжество, отдают дань великому гражданину. На мраморном бюсте горят слова: «Eripuit coelio fulmen sceptrique tyrannis» («Он отнял молнию у небес и власть у тиранов»).
…Франклину шел сорок первый год, когда случайно, в компании с приятелями, он забрел в своем родном городе Бостоне на популярную лекцию по электричеству, которую читал приезжий лектор доктор Спенс. Лекция, как стояло в афише, сопровождалась наисовременнейшими опытами — «Чудеса грядущего века!». На лекцию так на лекцию, все равно других развлечений в Бостоне не сыщешь.
Веселый здоровяк Бен Франклин последним протиснулся в дверь, втайне рассчитывая посмеяться над ученым доктором и его опытами. И… был сначала очарован, а потом и покорен слабенькими электрическими искорками, которые доктор Спенс извлекал при помощи электрической машины, заряжающей уже повидавшую виды лейденскую банку. А когда Франклин, несмотря на силу и рост, присел от неожиданности, испытав «электрический удар», общество надолго потеряло его как перспективного и выдающегося деятеля, всецело отдававшегося политической деятельности.
Бенджамин Франклин родился в семье ремесленника, переселившегося на американские берега из Англии, где вместе с семьей подвергался религиозным преследованиям. Папаша Франклин перевез все свое многочисленное семейство на маленький запустелый островок в Бостонской гавани и сначала занялся красильным производством, а потом выделкой свечей и мыла.
В доме было 17 детей. Бен — младший. И хотя к его отрочеству многие братья и сестры стали вполне самостоятельными людьми, мальчик смог проучиться в школе всего год — учение в английских колониях Нового Света стоило дорого. Но и за это время он наловчился читать по слогам и считать. В десять лет Бен начал помогать отцу, а потом поступил в типографию старшего брата, обязавшись за науку и обучение отработать по контракту 8 лет бесплатно.
Представьте себе — в 10 лет за станком. В ту пору одними из немногих удовольствий мальчугана являлись чтение набираемых в типографии книжек, редкие игры со сверстниками да запуск воздушных змеев над холмистой поверхностью полуострова в глубине Массачусетской бухты. Именно там располагался город Бостон. Когда-то индейцы назвали этот полуостров Шау-мут, что в переводе означало «Живые ключи». Здесь, среди болот, холмов и оврагов, отделявших реку от берега моря, выросли первые дома Бостона. Когда Бену исполнилось 17 лет, он переехал в Филадельфию.
Три года спустя Франклин основал собственную типографию и занялся политической деятельностью. Более того, объединив приятелей, среди которых были печатники, землемер, стекольщик, сапожник и столяр, создал клуб «Джунта», в котором каждую пятницу проводились собрания. Члены «Джунты» читали и слушали доклады и устраивали дискуссии по проблемам политики и морали.
Местные аристократы с презрением именовали их «клубом кожаных фартуков». Но Франклин не зря называл свой кружок «клубом взаиморазвития». Каждый его член старался блеснуть живым наблюдением, оригинальной мыслью. Глубина суждения ставилась выше ссылок на авторитеты, хотя все члены общества высоко ценили книгу. Согласно уставу, количество членов «Джунты» не должно было превышать 12 человек. В отличие от масонских лож в «Джунте» царила обстановка подлинного равенства. Это был настоящий клуб молодых рабочих, объединенных «чистым духом поиска истины», так говорил об этом сам Франклин.
В 1729 году он стал издавать в Филадельфии «Пенсильванскую газету», которая скоро стала самой распространенной в Северной Америке. Два года спустя Франклин открывает первую Публичную библиотеку, а в 1743 году — Американское философское общество. Членами его были уже люди науки. Однако «Джунта» не погибла. Клуб превратился в Американское общество для развития и распространения полезного знания. Потом оно слилось с медицинским обществом и в конце концов объединилось с Американским философским обществом.
Поглядев «потрясающие» опыты доктора Спенса, Франклин, в ту пору уже политический деятель, дипломат и богач, немедленно купил, хорошо поторговавшись, все оборудование экспериментатора и увез к себе в Филадельфию. Здесь он научился обращаться с злектрической машиной и лейденскими банками и обнаружил, что, если на заряженном кондукторе электрической машины укрепить заостренный металлический прут, электричество с кондуктора стекает постепенно, без искр и треска. Практический ум американца тут же увидел возможности применения этого эффекта. Если молния во время грозы — та же электрическая искра, то не удастся ли с помощью заостренного металлического шеста разрядить облака и свести опасные заряды на землю?
Семь «электрических лет» пробежали в жизни Франклина. Что такое семь лет? Но Франклин успел сделать столько, на что другому понадобилось бы семьдесят семь…
Прежде всего следовало убедиться в том, что небесное электричество и земное, из обыкновенной электрической машины или накопленное путем трения стеклянной трубочки на лейденской байке, — одно и то же.
Наука не оторвала Франклина от общественной деятельности. С 1737 по 1753 год он — почтмейстер Филадельфии, а с 1753 года — и всех 13 североамериканских колоний Англии, он фактически создал регулярное почтовое сообщение в Северной Америке. Франклин участвует в созыве первого конгресса представителей колоний в г. Олбани и едет в Лондон, где разоблачает злоупотребления английских чиновников и борется против рабства негров. И все это одновременно с занятиями наукой. Ничто, чему он научился, что узнал, не лежало у него мертвым грузом. Он все использовал. Даже память о детских увлечениях — о запуске воздушных змеев. Потихоньку от жены Франклин соорудил из ее шелкового платка большой воздушный змей, приделал к нему металлическое острие из проволоки и, выбрав ветреный день, когда грозовые тучи низко стлались над землей штата Пенсильвания, приступил к опыту. Он запустил змей высоко, под самые облака, насколько хватило бечевки. К концу ее привязал металлический ключ, а к ключу — шелковую ленту, поскольку уже знал, что шелк электричество не проводит. За шелковую ленту он и держался.
Скоро веревка намокла. И когда вдалеке блеснула первая молния, Франклин поднес к ключу лейденскую банку. Длинная голубая искра «клюнула» металлический шарик центрального электрода. Франклин тут же проверил заряд электроскопом. Листочки прибора послуш но разошлись. Блеск! Он действительно свел электричество с неба. И эта таинственная субстанция ничем не отличалась от той, что добывалась простым трением, ..
«Прекрасно! — ликовал ученый, — Больше я не позволю тебе убивать людей, сжигать дома и корабли. Мы настроим заостренных шестов, которые сведут все молнии на землю!» И Франклин начинает широкую кампанию за повсеместную установку громоотводов.
Он всегда трудился увлеченно! Весело смеялся, когда свидетели его опасных опытов вздрагивали от треска сиренево-розовых искр. Он не только работал весело, но и весело отдыхал… «Ввиду того, что наступает жаркая погода, когда электрические опыты доставляют мало удовольствия, мы думаем покончить с ними на этот сезон, завершив все довольно веселым пикником… — писал он в Англию, где у него после дипломатических поездок осталось немало друзей. — На берегах реки Скулкилл искра, переданная с одного берега на другой без какого-либо проводника, кроме воды, зажжет одновременно на обоих берегах спиртовки… Индейка к нашему столу будет умерщвлена электрическим ударом и зажарена на электрическом вертеле огнем, зажженным наэлектризованной банкой. Мы выпьем за здоровье всех известных физиков… из наэлектризованных бокалов под салют орудий, стреляющих ог электрических батарей…»
Не этот ли стиль пытались возродить почитатели ученого, собравшиеся на праздник в Филадельфию спустя более двух столетий после смерти Франклина?
Впрочем, Франклин писал в Англию не только развлекательные письма. Он сообщал в Лондонское королевское общество о всех результатах своих исследований, и его письма с удовлетворением зачитывались на заседаниях. Скоро эти письма, написанные прекрасным слогом, были изданы отдельной книгой «Опыты и наблюдения над электричеством, проделанные в Филадельфии в Америке Бенджамином Франклином». Их перевели на французский и немецкий языки, и скоро с ними познакомился весь ученый мир Европы.
Весть об открытии Франклином воздушного, или атмосферного, электричества разнеслась по всем странам. Опыты американца повторяли ученые и любители. Это была настоящая сенсация, и она никого не оставляла равнодушным. Не нужно забывать, что в описываемое время прослойка просвещенной интеллигенции незначительна. Не только среди простого народа, но и в кругах буржуазии и дворянства по-прежнему была широко распространена вера в знамения и чудеса, в существование привидений и бесовского наваждения, в колдунов и ведьм.
Молния в небе, молния-разрушительница, причина пожаров и несчастий была хорошо знакома людям независимо от континента, страны или исповедуемой религии. Для всех она — грозное и страшное явление, связанное с высшими силами. И потому низведение молнии на землю, влияние человека на нее не могло не производить сенсации.
Вполне естественно, что в России, взбудораженной эпохой Петра I, любая новость попадала на благодатную почву. Еще Петр I издал декрет о присылке столицу всевозможных диковинок. С жадностью и восторгом неофита искал он повсеместно все неожиданное, как природное, так и рукотворное. И это устремление к новому не могло исчезнуть сразу после смерти царя.
Об опытах Франклина в России узнали впервые из статьи, переведенной из кельнской газеты и помещенной в «Санкт-Петербургских ведомостях» 1752 года. Вот что там было написано:
"Никто бы не чаял, чтоб из Америки надлежало ожидать новых наставлений об электрической силе, а однако учинены там наиважнейшия изобретения. В Филадельфии, в Северной Америке, господин Вениамин Франклин столь далеко отважился, что хочет вытягивать из атмосферы тот страшный огонь, который часто целыя земли погубляет. А именно делал он опыты, для изведания, не одинакова ли материя молнии и электрической силы, и действие догадку его так подтвердило, что от громовых ударов следующим образом охранить себя можно: на вершинах строений или кораблей надлежит утвердить железныя востроконечныя прутья перпендикулярно поставленныя; вышиною от 10 до 12 футов и для охранения от ржи позолоченные; а от нижнего конца прутьев спустить проволоку к подошве строения наземь или от мачтового каната на кораблях.
Как чинили сей опыт в марлийском саду железным прутом, вышиною в 40 футов поставленным, и на электризованном теле утвержденном, во время грому, который шел через то место, где был прут, то бывшия при том персоны вытянули такия искры и движении, которыя подобны тем, кои производятся обыкновенною электрическою силою.
В Париже 18 мая из утвержденного 99 футов вышиною и в виноградном саду поставленного прута вытягивали многая искры через полчаса и более в то самое время, как густая туча над тем местом. Сии искры совершенно походили на исходящий из фузеи огонь и причиняли такой же стук и такую же опасность. Другими опытами тоже подтверждено явилось, что с помощью востроконечных прутов у громовых туч огонь отнять можно".
И это в то время, когда споры о природе молнии и громоотводе не утихали еще даже на родине Франклина. Ученый первым установил на своем доме изолированный железный шест, соединил его проводником с землею и даже включил в цепь звонок, чтобы молния сама предупреждала хозяина дома о своем появлении.
Год спустя в одном из своих писем он изложил подробно теорию громоотвода, предлагая заострять верхний конец металлического шеста, поскольку заметил, что с острия электричество стекает постепенно, без внезапных разрядов. В Америке громоотводы распространились довольно быстро. В самой Филадельфии скоро уже все крупные здания были снабжены защитными устройствами. Лишь французское посольство, в силу предубеждения перед новшествами, отказалось от установки громоотвода. И вот — ирония судьбы. В 1782 году именно в это здание ударила молния, и оно сгорело.
Во Франции опытами с атмосферным электричеством занимались многие исследователи. Однако, когда один из жителей Омера установил на крыше своего дома громоотвод, его соседи усмотрели в этом прямой вызов небу и заставили муниципалитет вынести постановление о снятии богопротивного прибора. Владелец дома затеял тяжбу с городскими властями. Он поручил ведение дела молодому юристу из Арраса, небезызвестному Максимильену Робеспьеру, в будущем — деятелю Великой французской революции. И тот выиграл процесс, обретя при этом значительную популярность среди горожан.
Во всем мире шли ожесточенные споры по поводу громоотводов. В Англии на конец металлического шеста предлагали надевать шар, чтобы сделать притянутую молнию безвредной. В Германии кое-кто полагал, что громоотвод вызывает засуху, а в Америке с церковных амвонов раздавались уверения в том, что землетрясения, сотрясающие земли Нового Света, имеют своими причинами неблагочестие прихожан, выражавшееся также в установке громоотводов на крышах своих домов.