История науки: Алессандрийский столп

Об «ужасном сотрясении», которое не стоит даже французской короны, о лягушках, благодаря которым мы пользуемся электричеством, и о простом итальянце, которому стал благоволить сам Наполеон Бонапарт, рассказываем в нашей рубрике «История науки».

Алессандро Вольта, сын священнослужителя с севера Италии, интересоваться электричеством начал еще в юности. К 18 годам он уже обсуждал новую область науки с аббатом Нолле и итальянским ученым Джованни Беккариа — авторами ранних работ по электричеству. В 1769 году, когда нашему герою было 24, он написал диссертацию, посвященную опытам с лейденской банкой — первым электрическим конденсатором, который изобрел физик из голландского города Лейден Питер ван Мушенбрук. Независимо от голландца подобное устройство в 1745 году создал немецкий ученый Эвальд Юрген фон Клейст.

Вторую часть названия («банка») тоже дали неслучайно, ведь устройство представляло собой стеклянную емкость, снаружи и изнутри обернутую листами металла либо наполненную жидкостью. В крышку был продет стержень, присоединенный к статическому электрогенератору. Банка способна накапливать заряд и отдавать его, если, скажем, коснуться стержня одной рукой, держа банку в другой. Удар мог быть довольно сильным, о чем Мушенбрук писал Рене Реомюру: «новый и страшный опыт советую самим никак не повторять» и «даже ради короны Франции не соглашусь подвергнуться столь ужасному сотрясению». Несмотря на болезненность ударов током (наличие заряда ученые еще долго проверяли на себе), эксперименты привлекали внимание ученых и публики. Для нее устраивались целые представления.

Другим вдохновителем Вольты был его соотечественник Луиджи Гальвани. Врач и анатом случайно наткнулся на явление, которое потом получит название «опыта Гальвани» — сокращение мышц при прохождении заряда. Он писал: «Я разрезал и препарировал лягушку… и, имея в виду совершенно другое, поместил ее на стол, на котором находилась электрическая машина… Один из моих помощников острием скальпеля случайно очень легко коснулся внутренних бедренных нервов этой лягушки… Другой заметил, что это удается тогда, когда из кондуктора машины извлекается искра… Удивленный новым явлением, он тотчас же обратил на него мое внимание, хотя я замышлял совсем другое и был поглощен своими мыслями».

Получив озадачивший его результат, Гальвани увлекся экспериментами. Он пробовал прикладывать металлические пластинки к различным мышцам, втыкал крючки в спинной мозг мертвой лягушки, пробовал проводить опыты при различной погоде. Так он пришел к выводу о существовании особого рода электричества, однако найти объяснение этому явлению не смог.

Его дело продолжил Вольта, повторяя и развивая опыты Гальвани. В отличие от своего предшественника, Вольта смотрел на проблему глазами физика, а не биолога, и у него довольно быстро появились разногласия с идеей «животного электричества». Сначала Вольта осознал, что тело лягушки служило электрометром, то есть заметить разряд удавалось благодаря чувствительности мышцы.

Также Вольта отмечал важность различия металлов, которыми касаются мышц, и расположил их в ряду напряжений (чем дальше находятся в нем металлы друг от друга, тем больший эффект будет иметь их использование в опытах). Все это привело нашего героя к следующему выводу: «…Я открыл новый весьма замечательный закон, который относится собственно не к животному электричеству, а к обычному электричеству, так как этот переход электрического флюида, переход, который не является моментальным, каким был бы разряд, но постоянным и продолжающимся все время, пока сохраняется сообщение между обеими обкладками, имеет место независимо от того, наложена ли эта обкладка на живое или мертвое животное вещество или на другие не металлические, но достаточно хорошие проводники, как, например, на воду или на смоченные ею тела».

Это стало началом большого спора двух ученых: Гальвани, считавшего мышцу «местом пребывания исследованного нами электричества», и Вольты, уверенного, что препараты животных «являются чисто пассивными, простыми, очень чувствительными электрометрами, и активны не они, а металлы».

Чтобы доказать свою правоту, последний и создает устройство, которое будет известно под названием «Вольтова столба». Вначале он опускал в жидкость две пластинки из разных металлов, которые соединял проволокой. Чуть позже он понял, что увеличить напряжение можно, если последовательно соединять пары кружков из металлов и смоченного в кислоте сукна. 20 марта 1800 года получившееся устройство Вольта описал в письме, которое отправил президенту Лондонского королевского общества Джозефу Бэнксу.

Изобретение Вольтова столба подтолкнуло многих ученых к исследованию электричества. С его помощью удалось разложить воду на водород и кислород, открыть или выделить калий и кальций, бор и барий, стронций и магний.

Начало нового века Вольта встретил известным ученым, которому благоволил сам Наполеон. В новом университете в Павии Вольта получил кафедру экспериментальной физики. Его избрали иностранным членом Петербургской академии, наградили орденом Почетного легиона, в Италии он стал сенатором и графом.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.