Хімік, електрізатор, дисидент

Хасапов Борис

Справа в тому, що він самоучка і при всій геніальності і мудрості не мав систематичної освіти.

Але таке освіта була у Джозефа Прістлі (13.03.1733 - 6.02.1804), хоча життя його була більш неспокійною, складною і суперечливою. Він народився в Англії в невеликому селі поблизу міста Лідс. Його батько - бідний суконщик - не міг прогодувати свою нечисленну сім'ю, тому Джозеф виховувався у дядька, де крім занять у школі навчався філософії та тлумачення біблії у місцевого пастора. Самостійно осягнувши ази теології, він читав проповіді в незалежній від англіканської церкви протестантської громаді, що дозволило Прістлі в подальшому отримати вищу теологічну освіту в духовній Академії міста Девентрі. Там крім богослов'я він вивчав філософію, природничі науки (в тому числі фізику), а також дев'ять мов - французька, італійська, латинська, німецька, давньогрецький, арабська, сирійський, халдейский і давньоєврейську.

Після закінчення Академії в 1755 році він служить пастором в Саффолку. Маючи свій особливий погляд на релігію, Прістлі не був згоден з вченням англіканської церкви і різко критикував її. Це відновило проти нього церковних ієрархів, і Прістлі заборонили читати проповіді. Довелося шукати інше джерело засобів до існування. Так в 1761 році Прістлі стає викладачем мов в Уоррінгтонском університеті. Саме там у вільний від викладання час він прослухав курс хімії, відвідував лекції з фізики та інших природничих наук. Тоді ж Прістлі ознайомився з роботами Ньютона.

Уже в тридцятирічному віці Дж. Прістлі вирішує самостійно зайнятися експериментальними роботами в області хімії, фізики та, зокрема, електрики. Під час однієї з поїздок до Лондона Прістлі знайомиться з великим американцем Б. Франкліном, який пропонує йому написати монографію з історії електрики [2].

У 1767 році монографія «Історія та сучасний стан електрики з самостійними дослідами Джозефа Прістлі» була закінчена. Книга мала великий успіх і до 1775 році вийшла в Лондоні четвертим виданням. За цю працю автор удостоївся звання почесного доктора Единбурзького університету, одним з випускників якого згодом став Д.К. Максвелл.

Нам вже відомо, що Прістлі грунтовно вивчив роботи творця закону всесвітнього тяжіння І. Ньютона, але до чого тут електрику? Адже Ньютон їм майже не займався! Спробуємо відповісти на питання словами Прістлі, сказаними, щоправда, зовсім з іншого приводу: «Найвинахідливіші і тонкі експериментатори, в широкому сенсі цього слова, ті, які дають повний простір своїй неприборканого уяви і відшукують зв'язок між найвіддаленішими поняттями. Навіть коли ці зіставлення віддалених понять грубі і химерні, вони можуть доставити іншим щасливий випадок для великих і важливих відкриттів, до яких ніколи не додумалися б розважливі і боязкі уми »[5]. А ось і ілюстрація до цієї заяви.

Ісаак Ньютон, визначивши, що сили взаємодії між двома масами обернено пропорційні квадратах відстаней між ними, не зупинився на цьому. Як всякий глибокий вчений, він розглядає можливість вирішення питання в разі, якби, наприклад, планети Сонячної системи були всередині порожніми, тобто зовні оболонка, а всередині порожнеча. Зроблені їм розрахунки показують, що система буде вести себе так, як ніби маси цих планет зосереджені в їх центрі. Значить, і в цьому випадку закон дотримується [3].

Здавалося б, всі випадки застосування закону всесвітнього тяжіння перевірені. Але в тому і велич таких людей, що вони прагнуть перевірити дію законів і в неймовірних, на перший погляд, випадках.

Наприклад, чи буде дотримуватися закон всередині порожнього кулі? Припустимо, є якась маса всередині пустотілої Землі. Куди і з якою силою вона буде притягатися? Математичні міркування Ньютона ілюструє креслення (рис. 1), на якому зображений кульовий шар (для простоти позначений лінією кола) дуже малої товщини і певної щільності. Покладемо, внесена всередину маса знаходиться в точці А. Тоді на цю масу будуть діяти сили тяжіння з усіх точок кульового шару. Якщо опустити однакові тілесні кути з точки А на поверхню кульового шару в будь-які протилежні сторони, то вийде, що на більш віддалений ділянку тяжіння припадає і велика площа кульового шару, а отже, і велика маса. Повіримо розрахунками Ньютона, згідно з якими в будь-якій точці полого простору будь-якої планети, схожої на шкаралупу, будь-яка маса буде володіти невагомості. Невіруючих відсилаємо до «Курсу фізики», наприклад О.Д. Хвольсона.

Ці висновки, звичайно, були добре відомі Дж. Прістлі. І коли Б. Франклін запропонував йому в 1766 році повторити досвід з зарядженої металевої коробкою і корковим кулькою, який притягався зовні і не притягався всередині її, Прістлі зауважив: «Чи не можна зробити висновок з цього досвіду, що електричне притягання підпорядковується тим же законом, що і тяжіння, тобто змінюється обернено пропорційно квадрату відстані. Адже легко довести, що якби Земля являла собою порожню оболонку, то тіло, що знаходиться всередині неї, чи не притягалися б до жодної з її сторін »[4]. Таким чином, на підставі досвіду Франкліна і подальших своїх дослідів Прістлі імовірно першим сформулював закон, який отримав згодом назву «закон Кулона». Саме цей спосіб вибере незабаром Г. Кавендіш для перевірки дії електричних зарядів і переконається в його справедливості, хоча і не опублікує результат. Нагадаємо, що все це відбувалося задовго до початку дослідів Кулона.

Займаючись питаннями електрики і повторюючи майже всі досліди попередників для написання його історії, Прістлі також робить ряд вельми багатообіцяючих спостережень. Він не тільки встановлює, що наелектризоване тіло, якщо внести його в полум'я, швидко втрачає свій заряд, а й відкриває, що графіт і скло є провідниками.

У прозорливості Прістлі як електрика переконуєшся за зауваженнями в його книзі «Історія електрики». У розділі «Питання та натяки, що ставлять за мету сприяти подальшим відкриттям в області електрики» він прямо вказує на необхідність розробки такої теми, як «чи пов'язана рідина, від якої залежить електрику, взагалі з будь-якими функціями тваринного тіла? Яким чином пульс наелектризованого людини стає більш енергійним, а перспірація (тобто виділення поту. - Б.Х.) - посилюється? »[5].

Безсумнівно, ця підказка призначалася якому-небудь фізіологові рівня Гальвані.

У той же час Дж. Прістлі вважається одним з найвидатніших учених в галузі хімії, наполегливо досліджували гази, їх склад. Він відкрив кисень, виконав перші досліди по фотосинтезу рослин. Він же першим помітив, що на сонячному світлі рослини розкладають вуглекислий газ, виділяючи кисень, а вуглець використовують для будівництва своїх клітин - росту рослин.

Багато хто не знає, що ми до цих пір користуємося винаходом Прістлі - газованої (зельтерською) водою. Саме за цей винахід йому була вручена найвища нагорода лондонського Королівського товариства медаль Коплі.

Надзвичайно важливим для розвитку науки було прістліевское винахід способу електричного розряду через гази. На рис. 2 зображена опущена в склянки з ртуттю вигнута скляна трубка, до якої підводилося харчування від електричної машини з Лейденського банками. Розряд відбувався в трубці через досліджуваний газ між стовпчиками ртуті в точках А і В. Здавалося б, таке просте пристосування дозволяло виробляти підпалювання газів (наприклад, суміші кисню і водню) для реакції вибуху в умовах повної герметизації. Таке можна було б виконати, опустивши кінці трубок в воду, але тоді в просторі між А і В виступили б пари води, а продуктів реакції можна було б і не помітити. У випадку з гримучим газом це була б вода, та й багато гази добре розчиняються у воді. Це був прообраз евдіометра, приладу для дослідження сумішей газів методом електропідпал, який незабаром винайде А. Вольта.

Евдіометра є товстостінну скляну трубку, розділену по довжині на частини певної ємності. У верхню запаяну частина евдіометра впаюються дві платинові дроту, між якими проскакує іскра (рис. 3). Тут уже недалеко і до винаходу двигуна внутрішнього згоряння.

Інтуїція вченого призвела до деяких багатообіцяючим дослідам. Ось що пише італійський історик фізики М. Льоцци: «Повторивши ряд дослідів Прістлі, у якого не вистачило терпіння довести їх до кінця, Кавендіш, використавши іскровий розряд в повітрі, отримав азотистий і азотний ангідриди». Це саме той спосіб, за допомогою якого ми і сьогодні отримуємо азотні мінеральні добрива. Але, на нашу думку, тут справа не в терпінні, якого кому-кому, а Прістлі було не позичати.

Відлуння Великої французької революції докотилися до Англії. . Противник абсолютизму, він привітав ломку старих суспільних відносин. Тепер уже не тільки церква, а й представники правлячого класу в злобі обрушилися на вченого. 10 червня 1791 року англіканська церква оголосила Прістлі єретиком і «соратником диявола». Дисидентів не любить навіть хвалена багатовікова англійська демократія. Натовп нацькувати черні увірвалася в будинок вченого, і не тільки домашні речі, а й обладнання лабораторії піддалися варварському знищенню. Будинок був підпалений і згорів. Попереджений друзями Прістлі з родиною ледве встиг сховатися. Згоріли книги, вогонь знищив безцінні рукописи. На рис. 4 показаний зовнішній вигляд лабораторії Прістлі до розгрому. На передньому плані на круглому столику прообраз евдіометра.

Історія розпорядилася так, що два хіміка, що вважалися творцями сучасної хімії, завчасно закінчили свій творчий шлях. Француз Лавуазьє був гільйотинований, а англієць Прістлі змушений був стати емігрантом. Ось що зауважує з цього приводу наш видатний співвітчизник і вчений К.А. Тімірязєв. «Вбивство Лавуазьє справедливо вважається одним з найчорніших плям на совісті людства, але воно блідне у порівнянні з невдалою спробою на вбивство Прістлі. У хвилину загального народного лиха, коли, здавалося б, все валиться і земля тікає з-під ніг, могло знайти, звичайно, не вибачення, але пояснення і те затьмарення думки і почуття, яке вирішило долю Лавуазьє. Зовсім іншим представляється справа Прістлі. Серед нічим не якому загрожує спокою друзі порядку і поборники релігії нацьковують вуличну чернь на людину лагідного і нешкідливого, вся вина якого полягала в тому, що він думав не так, як думали в той час правлячі класи ». Написані ці слова в 1883 році. Ось тобі і зразок західної демократії [6].