Бенджамен Франклин (Benjamin Franklin) (1706 - 1790)

Личность

Рис. 2. Бенджамен Франклин (Benjamin Franklin) (1706 - 1790)

Глубокой осенью 1732 года на листе бумаги родился старик. Автор, вызвавший старика из небытия, был стройным молодым человеком с гибким станом и плечами пловца. Выражение отрешенности и спокойствия, появлявшееся на лице Франклина в минуты творческого вдохновения, было нестойким и преходящим. Даже в такие минуты это было лицо человека светского, искушенного в мирских делах и познавшего мирские наслаждения. Внешний вид Франклина свидетельствовал о годах, прожитых в Лондоне. Он заимствовал стиль Аддисона, но писал с чисто американским чувством юмора. Уже в двадцать семь лет Франклин стал самым популярным среди американских писателей того времени.

Из-под его гусиного пера выходили строчки, полные саркастической торжественности. От лица своего героя он писал:

"Я бы мог снискать твое расположение, утверждая, что пишу альманахи единственно во имя общественного блага. Но в таком случае я не был бы искренним, а наши современники слишком умны, чтобы дать себя провести. На самом же деле я пишу потому, что чрезвычайно беден, а издатель обещал мне солидный куш".

Полуголодный ученый старикан, допекаемый сварливой женой, благочестиво рассуждающий о пользе бережливости, подмигивающий молоденьким женщинам, завоевал любовь читателей, превзошедшую самые смелые ожидания писателя. "Бедный Ричард" впервые увидел свет 19 декабря 1732 года, и уже в течение трех последующих недель вышло три дополнительных издания.

По иронии судьбы, комический, довольно напыщенный персонаж альманаха обрел такую реальность в умах читателей, что последующие поколения даже путали энергичного Франклина с его героем. Заблуждение усиливалось и тем обстоятельством, что наиболее известные портреты Франклина написаны с него в старости, когда его атлетическая мускулатура перешла в дородность, каштановые волосы поредели и смягчилась мефистофельская улыбка.

Но при жизни Франклина не было случая, чтобы его не узнали или приняли за другого. Разные люди: дельцы и ученые, титулованные особы и... хорошенькие женщины, раз повстречавшиеся с ним, уже не путали его ни с кем.

Всегда веселый, обезоруживающий своим обаянием, Франклин был "величайшим обольстителем", интеллектуальным beau ideal своего времени.

Со времени Возрождения история не знала столь разносторонне одаренного и многогранного человека.

Франклин был настоящим дельцом, дипломатом, писателем, вдумчивым наблюдателем природы и неотразимым сердцеедом.

Но обвинить Франклина в разбросанности - значит, не видеть главного его таланта - умения приспособляться к любому человеку и к любой ситуации. Он интуитивно понимал каждого, с кем встречался, и мог не только сравняться с ним, но и быстро превзойти все его достоинства.

Говорить о нем лишь как об интеллектуальном феномене - значит сказать полправды. Не будь франклинской человеческой приспособляемости, его интеллекту не хватало бы важнейшего стимула. Не будь франклинского интеллекта, его приспособляемость была бы только свойством чуткого актера, вживающегося в тысячи ролей.

Его мысль умела проникать сквозь трясину незначащих вещей к лежащей под спудом простой истине. Из всех человеческих талантов это, пожалуй, самый редкий, хотя люди в слепом тщеславии называют его "здравым смыслом". Это качество Франклина помогло его блестящей карьере ученого и политического деятеля. Благодаря ему он избавился от пустых иллюзий. Франклин шел впереди своего времени. Вообще говоря, он был вне времени. Вот почему автобиографическая книга Франклина поражает нас своей современностью. Такой же она покажется читателям две тысячи лет спустя, и такой же современной показалась бы она Чосеру, а до него - Цицерону.

Рис. 3. Известный старинный рисунок, изображающий знаменитый опыт Франклина с воздушным змеем, полон неточностей. Франклин не носил меховую шапку до глубокой старости. В возрасте 46 лет он был строен и мускулист. Его сыну к этому времени было уже двадцать лет. Лейденская банка должна быть в левой руке

Большинство людей почитает за счастье, если за всю свою жизнь им удается отдать хотя бы сорок лет плодотворной работе. Франклин не утратил силы и остроты ума в течение времени, вдвое превышающего обычный человеческий срок. В 83-летнем возрасте он изобрел двухфокусную подзорную трубу. Участие в создании Конституции Соединенных Штатов было последним политическим актом Франклина. Ему принадлежит почетное место среди гигантов мировой истории.

Франклин - ученый

Спустя двенадцать - четырнадцать лет после того, как Франклин открыл типографию, он преуспел настолько, что мог устраниться от дел с ежегодным доходом в тысячу фунтов стерлингов. Ему исполнилось в то время сорок лет. Доход его был равен жалованью королевского губернатора - самой высокопоставленной персоны провинции Пенсильвания - что-то около 30 тысяч долларов в год по сегодняшним масштабам. Для человека с франклинским неутомимым нравом отставка означала лишь переход от одного рода всепоглощающей деятельности к другому. Наука - или, как принято было говорить, натурфилософия - манила Франклина на протяжении многих лет.

Большинство людей ошибочно полагает, что научная известность Франклина связана только с его опытами с воздушным змеем. На самом деле опыты со змеем уступают по значительности другим научным достижениям Франклина и приходятся на время, когда слава Франклина-ученого прочно утвердилась во всем мире. Великие научные достижения Франклина обусловлены тем, что эксперименты, которые он ставил или предлагал, были совершенно оригинальными и имели решающее значение. Он никогда не довольствовался разработкой того, что было сделано его предшественниками. В 1747 году, когда Франклин приступил к исследованиям, сведения об электричестве представляли собой массу несвязных наблюдений и запутанных теорий, облеченных в туманные термины. Франклин систематизировал то, что уже было известно, и на основе новых данных создал теорию электричества, которая выдержала испытание временем.

Рис. 4. Электрические опыты XVIII века

Величайшим научным вкладом Франклина был его экспериментальный подход. Его методология аналитична и объективна. Он двинул далеко вперед экспериментальную науку. Кроме того, его теоретические исследования носили характер, который Эйнштейн называет "операционным". Те из современников Франклина, которые имели достаточно ума, чтобы распознать коренное отличие его подхода, считали Франклина замечательным ученым. Даже современная терминология электричества восходит к Франклину. Он ввел общепринятые сейчас термины: батарея, конденсатор, проводник, заряд, разряд, обмотка и другие, а также обозначения противоположных электрических состояний знаками плюс и минус.

В Европе Франклин добился признания не как преуспевающий делец или остроумный писатель, а как ученый. Многие годы спустя, когда Франклин приехал в Европу с дипломатической миссией, его принимали с большим почтением только потому, что ученые-современники называли его Ньютоном электричества. Его имя окружал таинственный ореол чародея. Именно поэтому на него пал выбор для посылки в Европу. В 1777 году Горэс Уолпол¹ писал: "Натурфилософы верят, что доктор Франклин изобрел машину размером с футляр для зубочистки и вещества, способные превратить собор святого Павла в горстку пепла".

¹ (Уолпол Горэс (1717 - 1797) - известный английский писатель, предвосхитил романтическое течение в английской литературе)

Человек, пользовавшийся такой славой, был не унылым длинноволосым старцем, изображенным на литографии Кариера и Ивса чуть ли не столетие спустя, а энергичным, подвижным, цветущим сорокалетним мужчиной.

Рис. 5. Электростатическая машина, изображенная на рисунке слева, описана в книге Джозефа Пристли об электричестве. Пристли написал эту книгу по совету Франклина. Машиной, изображенной справа, Франклин пользовался в своих опытах

Электричество до Франклина

Когда в 1740-х годах внимание Франклина впервые привлекло электричество, сведения о нем были чрезвычайно скудны. Было известно, что при натирании некоторых предметов, например стеклянных, эти предметы приобретают таинственное свойство притягивать легкие тела: перья или клочки бумаги. Перо, притянутое неведомой силой к поверхности стекла, почти касалось его, затем происходила совсем удивительная вещь: перо с силой отскакивало от стекла, словно подхваченное неожиданно налетевшим порывом ветра. Было также замечено, что при приближении пальца к натертому стеклу возникала искра. В зависимости от величины искры экспериментатор чувствовал покалывание или же довольно сильный удар. Искра сопровождалась треском.

Вот, собственно, и все. Существовало множество способов вызывать искры, но это разнообразие еще больше усложняло разгадку. Был известен целый ряд веществ помимо стекла, например сера, которые вели себя подобным же образом. Итак, множество деталей - и никакого порядка. Ясно было лишь одно: замеченное явление нельзя было объяснить ни магнетизмом, ни тем более земным тяготением. Это была какая-то совершенно новая сила.

Впервые эти явления наблюдал греческий философ Фалес, который описал способность натертого янтаря притягивать предметы. Лишь двадцать веков спустя ученые вернулись к этому вопросу. Уильям Гилберт, придворный врач королевы Елизаветы, показал, что многие другие вещества обладают тем же свойством. Он первый употребил слово "электрика" (от греческого слова "электрон", что означает - янтарь).

Вслед за Гилбертом важное место в истории науки об электричестве принадлежит немецкому бургомистру Герике, весившему триста фунтов. Он изобрел электрическую машину: круг из серы, вращающийся на оси. Экспериментатор подносил руку к вращающемуся кругу, и таким образом машина получала электрический заряд. Позже, через несколько лет после рождения Франклина, Хоксби заменил серный круг стеклянным. В машине Хоксби железная цепь, подвешенная к вращающемуся шару, передавала заряд ружейному стволу. Другая цепь, спускавшаяся с противоположного конца ствола, передавала заряд экспериментатору.

Эксперименты Франклина с лейденской банкой

Известие об изобретении лейденской банки было настолько ошеломляющим, что оно в мгновение ока облетело Европу, и опыт повторялся повсюду. Для просвещения французского короля опыт был произведен на цепи из ста восьмидесяти взявшихся за руки гвардейцев. При электрическом разряде все 180 человек высоко подпрыгнули, словно собираясь маршировать в воздухе. В парижском монастыре семьсот монахов, взявшись за руки, повторили тот же эксперимент. Подобно вороху желтых листьев, подхваченных ветром, все семьсот монахов разом подскочили. Устраивались общественные демонстрации, и смельчаки из публики рвались на себе испытать действие электрического разряда. Электричество стало самым модным зрелищем сезона. Франклин присутствовал на одной из таких публичных демонстраций в Бостоне. Она пробудила в нем интерес к электричеству.

Рис. 6. Франклин первый доказал, что искра выделяет тепло. Разряд в лейденской банке между электродами F и G заставлял подниматься столбик ртути в термометре a

Осенью 1746 года Франклин выписал из Англии необходимое оборудование и следующей весной приступил к опытам. Он начал работать, имея в своем распоряжении лишь ту скудную информацию, какая изложена выше.

Лейденская банка, которую применял Франклин в опытах, представляла собой обыкновенную закупоренную бутылку с водой. Металлический стержень, пропущенный через пробку, был погружен в жидкость. Некоторые экспериментаторы завертывали бутылку в металлическую фольгу.

Франклин поставил перед собой задачу, решением которой до него никто не занимался: выяснить, какая часть этого с виду простого аппарата из стекла, металла и воды служит резервуаром для электрической энергии. Металлический стержень, вода или бутылка? Или их сочетание? В то время даже если бы кто-нибудь задался таким вопросом, то наверняка не знал бы, как приступить к его решению. Впрочем, и спустя двести лет после Франклина многих подобный вопрос поставил бы в тупик. Последовательный подход Франклина к его решению был гениально простым: "Чтобы узнать, где именно аккумулируется энергия, мы поместили наэлектризованную бутылку на стекло, вынули пробку со стержнем. Затем взяли бутылку в одну руку и поднесли палец другой руки к отверстию в горлышке. Из воды выскочила сильная искра. Это доказывает, что энергия собирается не в стержне".

Таким образом, один возможный ответ отброшен.

"Затем, чтобы проверить, не собирается ли энергия в воде... как нам казалось раньше, мы снова наэлектризовали бутыль". На этот раз Франклин и его помощник вынули пробку со стержнем и перелили воду из наэлектризованного сосуда в другой сосуд, не подвергавшийся электризации. Если бы заряд находился в воде, второй сосуд испускал бы искры. Этого не произошло.

"...Тогда мы рассудили, что электрический заряд либо исчезает при переливании воды, либо остается в первой бутыли. Второе оказалось верным, так как при прикосновении к бутыли вылетали искры, хотя наполнена она была обычной ненаэлектризованной водой из чайника".

На этом этапе исследования, пожалуй, ни один человек из сотен тысяч не стал бы ломать голову над новым вопросом: собирается ли заряд в бутыли благодаря ее форме, или же благодаря тому, что она сделана из стекла? Тут снова мог возникнуть вопрос: возможно ли это проверить?

Рис. 7. Знаменитая печь Франклина была изобретена незадолго до того, как ученый начал опыты с электричеством. Ее важной особенностью был дымоход, изогнутый наподобие радиатора, вокруг которого циркулировал воздух

Франклин взял кусок простого оконного стекла и по краям его поместил тонкие полоски свинца. Это несложное устройство было наэлектризовано. Затем по очереди снял со стекла обе свинцовые полоски и проверил. Изолированный от стекла свинец не давал искры. Но стоило прикоснуться к стеклу, как возникало множество искр. Таким образом Франклин пришел к конечному выводу: свойство собирать электрический заряд присуще стеклу.

Доказательство того, что электрический заряд собирается в диэлектрике, спустя столетие легло в основу работы Максвелла, создавшего теорию электромагнитных волн, которая, в свою очередь, привела к изобретению радио. Франклин, исходя из того же опыта, изобрел электрический конденсатор, один из наиболее важных приборов электрической цепи, который применяется сейчас в каждом радиоприемнике, телевизоре, телефоне, радиолокаторе, циклотроне.

До Франклина в науке главенствовала теория о существовании двух различных видов электричества, получивших довольно туманные названия смоляного и стеклянного. Франклин заявил, что есть только один вид электричества, что оно не возникает и не исчезает при трении или любом другом действии, а находится в скрытом состоянии в материи. Более того, Франклин утверждал, что электричество, по всей вероятности, состоит из "мельчайших частиц", которые могут проникать внутрь металлов с такой же легкостью, с какой газ распространяется в атмосфере. Дж. Дж. Томсон, который впоследствие открыл электрон и заложил основу современной электронной теории, отзывался о Франклине с таким же восхищением, как и его современники.

Франклин был одним из первых американских метеорологов

Во время частичного затмения луны наблюдатели в Филадельфии могли видеть лишь самое его начало, потому что небо заволокли тучи, приплывшие с северо-востока. Несколько дней спустя внимание привлекло странное сообщение, напечатанное в бостонской газете. В ночь затмения небо над Бостоном также закрылось тучами, однако значительно позже, чем в Филадельфии, хотя Бостон находится северо-восточнее Филадельфии. Франклин попросил, чтобы ему принесли газеты, изданные в других частях страны, лежавших в полосе затмения. Во всех газетах он нашел описание северо-восточной бури. Но в южных районах погода испортилась после полудня. Другими словами, несмотря на то, что ветер дул с северо-востока, буря надвигалась с юго-запада. Франклин был первым ученым, заметившим это явление, и первый же объяснил его циркуляцией масс воздуха. Он ввел понятие высокого и низкого атмосферного давления, а его объяснение водяного смерча до сих пор считается безупречным.

Франклин был также физиком-теоретиком

Точка кипения воды 212° по Фаренгейту считалась одной из непреложных констант природы, но Франклин на основании наблюдений утверждал, что точка кипения воды зависит от атмосферного давления. Например, исстари было известно, что для варки яиц высоко в горах требуется больше времени. Франклин подтвердил свою теорию опытом. Из сосуда, наполовину наполненного водой, он выкачал воздух и доказал, что различной степени разрежения воздуха и, следовательно, давления в сосуде соответствует определенная температура закипания воды. Когда в сосуде создавалось низкое давление, вода моментально закипала при комнатной температуре. Это явление используется в елочных шарах, наполненных цветной жидкостью, которая закипает, когда на елке зажигаются огни.

Франклин также ставил опыты, связанные с изучением поверхности тел. Однажды он заметил, что разлитое по поверхности жидкости масло обладает свойством успокаивать волны. Он устроил в Лондоне публичную демонстрацию, успокоив волны в пруду при сильном ветре. Франклин одним из первых приблизился к догадке о том, что тонкий слой масла, пролитый на поверхность воды, представляет собой мономолекулярный слой.

Но и Франклин иногда ошибался

Когда Франклин был еще совсем молодым, в Бостоне разразилась эпидемия оспы. Коттон Мэтер, известный в истории как один из первых "охотников за ведьмами", выступил тогда горячим сторонником прививок.

Мэтер впервые услышал о прививках от своего черного раба и заставил местного врача Бойлстона проводить их как можно шире. Но население Бостона воспротивилось этому, и Мэтер, даже в большей степени, чем Бойлстон, стал мишенью гражданского негодования. Франклин присоединился к выступлениям невежд. И лишь трагические обстоятельства заставили его признать свое заблуждение. Любимый сын Франклина Фрэнсис умер от оспы только потому, что ему не сделали прививку. После этого Франклин присоединился к призывам сторонников прививок.

В юности Франклин испытал на себе огромное влияние Коттона Мэтера, члена Лондонского королевского общества. Мэтер был одним из самых эрудированных людей Америки того времени и одним из первых ученых, понявших важность открытий Исаака Ньютона. Не религиозное ханжество, а интеллектуальная заносчивость была его главным недостатком. Ему казалось, что верно только то, во что он сам верил. Франклин не перенял этого качества. Франклин обладал истинной скромностью, присущей людям, которые познают человеческие слабости на собственных ошибках.