Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Научная революция в значительной степени способствовала усовершенствованию методов исследования электрических явлений. В 1672 году Отто фон Герике изобрел первое устройство, позволившее ученым самим производить электричество: этот “электростатический генератор” представлял собой стеклянный шар, который накапливал небольшой электрический заряд после того, как его натирали шелковой тканью. Если потом дотронуться до шара, вас ударит током (отсюда, вообще говоря, и происходит термин “статическое электричество”: шар удерживал электричество на поверхности, оно никуда не двигалось – оно находилось в “статическом” состоянии). Электростатические генераторы позволяли накапливать электричество и производить более сильные разряды, чем янтарь, и люди впервые смогли выбирать, как, когда и куда направить эти разряды. Следом появились другие инструменты, и некоторые из них позволяли заряжать генератор с помощью ручки, так что не нужно было утомлять руки, натирая шар шелком. Более крупные стеклянные трубки создавали более мощные разряды. Удар от такого разряда был несильным, но достаточным, чтобы положить начало столетию искусства новых игр – от “поцелуя Венеры”, когда наэлектризованная женщина при поцелуе била джентльмена по губам электрическим током, до развлечения маленьких мальчиков, которые, как по волшебству, притягивали к себе кусочки бумаги и другие мелкие предметы.

Но все подобные генераторы имели одно и то же ограничение: при прикосновении к ним запас накопленного статического электричества высвобождался полностью и единовременно (то же самое происходит, когда вы беретесь за ручку двери и испытываете резкую боль от электрического разряда). Возможности запасать электричество для последующего использования еще не было.

Примерно через сто лет после изобретения первых электростатических генераторов несколько ученых независимым образом пришли к мысли о создании специальных емкостей, которые могли бы “откачивать” из генератора загадочное невидимое вещество и запасать его. Чтобы избежать решения щекотливого вопроса об авторстве открытия, новое изобретение назвали лейденской банкой, что негласным образом отдавало пальму первенства Питеру ван Мушенбруку, который проделал значительную часть работы в одноименном голландском городе. Ученые соревновались в том, кто сможет накопить в таких банках больше электричества, и из-за этого, как нетрудно догадаться, случались беды. Однажды, когда ван Мушенбрук заряжал лейденскую банку, та взорвалась в его руках, как перегруженный чемодан. Удар был настолько сильным, что частично парализованный физик провел в постели два дня.

По мере того как люди учились заряжать все более и более емкие сосуды, демонстрация лейденских банок становилась все более захватывающей. Например, толпу из двухсот монахов, соединенных между собой металлической проволокой, ударило током от одной лейденской банки. А еще появилась популярная шутка, в рамках которой специально изготовленный бокал для вина заряжали электричеством к большому удовольствию гостей на пикнике (и к меньшему удовольствию несчастной жертвы)[18]. Хотя представителям высшего общества эти эксперименты нравились, они считали электричество лишь новой игрой, и никто даже не предполагал, что эти фокусы могут принести пользу, пока в середине 1740-х годов шотландский циркач Доктор Спенсер не послал свой аппарат в филадельфийскую резиденцию молодого Бенджамина Франклина

[19].

В заслугу Франклину часто ставят то, что он единолично превратил электричество из забавы в науку. И хотя реальная история была несколько сложнее, знаменитый опыт Франклина с воздушным змеем действительно положил начало процессу унификации, доказавшему, что разные электрические предметы и явления, включая молнию, янтарь и электростатические генераторы, являются лишь разными проявлениями действия одной и той же невидимой субстанции.

Знаменитый эрудит и политик Франклин относился к числу первых исследователей, пытавшихся создать общую теорию электричества, которая связала бы “природное электричество” (молнию) с субстанцией, производимой генератором и запасаемой в лейденской банке (“искусственное электричество”). Однажды во время грозы он привязал ключ к длинной бечевке, свисающей с воздушного змея. Если бы ему удалось зарядить лейденскую банку с помощью молнии, он бы доказал свою гипотезу. Это был чрезвычайно опасный эксперимент, но он сработал так гладко, что о нем все еще заставляют читать детей в школе. Вывод был однозначен: молния – это электричество.

Эксперимент Франклина имел последствия огромной важности и помог проложить путь новым знаниям, сформировавшим область науки, последователи которой стали называть себя электриками (тогда это слово имело гораздо более возвышенный оттенок, “электрики” XVIII века были сродни современным ракетостроителям). Кроме того, электричество стали воспринимать как невидимую жидкость, которую можно собрать в банку и которая может преодолевать большие расстояния и перемещаться по проводам – неважно, полым или нет.