1.3. Теории электричества в хviii в.

С 1745 по 1750 г.г. был предложен ряд теорий электричества, объединяемых одной общей чертой, унаследо­ванной от картезианской философии: наличием некоторого характерного флюида, которому ученые в полете фантазии приписывали самые необык­новенные свойства и качества, стараясь объяснить электрические явления механическими процессами.

Довольно известны были теории Нолле и Уильяма Уотсона (1707 – 1787), вскоре уступившие место теории Франклина, сформулированной им в 1747 г. Эта теория сразу покорила ученых. Исходит она из следующего явления: если человек стоит на изолирующей скамеечке и натирает голой сухой рукой стеклянную трубку, то другой человек, стоящий на полу, может извлечь искру, приблизив свой палец либо к стеклянной трубке, либо к чело­веку, натиравшему трубку. Это явление можно варьировать, и оно пре­красно объясняется, если, согласно Франклину, принять, что существует лишь один-единственный электрический флюид, содержащийся во всех те­лах. Каждый процесс электризации состоит в извлечении из одного тела части находящегося в нем флюида и его переходе в другое тело. Получаю­щийся при этом недостаток или избыток электрического флюида в теле про­является в характерных электрических явлениях. Таким образом, тело наэлектризовано либо потому, что у него имеется избыток электрического флюида по сравнению с нормальным состоянием, либо потому, что у него оказывается меньше электрического флюида, нежели в нормальном состоя­нии. В первом случае Франклин называет тело положительно (плюс), во втором – отрицательно (минус) электризованным. Эта терминология сохра­нилась до наших дней.

Для объяснения электрических явлений Франклин приписывает элек­трическому флюиду три основных свойства: чрезвычайную тонкость, взаим­ное отталкивание его частей, сильное притяжение электрической материи к обычной материи. Если тело заряжено положительно, то избыток электрического флюида размещается на его поверхности и образует «электриче­скую атмосферу».

Но как же, принимая существование электрической атмосферы, объяснить взаимодействие тел, электризованных отрицательно и, следовательно, лишенных электрической атмосферы? Идет ли речь о дей­ствии на расстоянии или об опосредствованном действии? Франклин благоразумно хра­нит молчание по этим вопросам.

Впрочем, построенной им теоретической модели оказа­лось достаточно, чтобы приве­сти к созданию плоского конденсатора, наз­ванного в его честь, и к вы­яснению того факта, что сила удара лейденской банки заклю­чена в стекле банки, а не в ее двух проводящих обкладках.

Неспособность теории Франклина объяснить действия привела к появлению дуалистической теории, постоянно противостоявшей теории Франклина с переменным успехом.

Поводом к возникновению этой теории были некоторые странные явле­ния, привлекшие в 1759 г. внимание англичанина Роберта Симмера. Симмер замечал характерное потрескивание и проскакивание маленьких искр каждый раз, когда он снимал первую из двух пар шелковых чулок, которые одновременно носил. Чем обусловлена противоположная электризация чулок? Занявшись исследованием этого вопроса, Симмер при­шел к выводу, что электрические явления обусловлены двумя различными электрическими субстанциями, которые, будучи обе активными и положи­тельными, действуют, так сказать, противоположно. В каждом теле имеются оба эти флюида, но в нейтральном, т.е. неэлектризованном, состоянии оба флюида присутствуют в равном количестве, так что внешний эффект отсут­ствует. Тело кажется наэлектризованным положительно или отрицательно в зависимости от того, какого флюида в нем больше. Экспе­риментальные факты, приведшие Симмера к выдвижению своей теории, весьма скудны и не очень убедительны. Самым веским фактом была, несом­ненно, форма отверстий в бумаге, образующихся при электрическом разряде: выгиб краев отверстия наружу по обе стороны от поверхности бумаги, согласно Симмеру, наглядно свидетельствует о том, что два различных флюида пересекают бумагу в противоположных направлениях.

Значение, приписывавшееся в то время лейденской банке, которая рассматривалась как великая победа науки, было, конечно, сильно преувеличено. Однако это преувеличение оказалось благотворным, т.к. оно способствовало образованию целой армии физиков, убежденных в том, что исследование электрических явлений – достойное занятие для ученого. Еще больший эффект оказало доказательство Франклином электрической природы молнии: электрические явления перестали быть лишь развлечениями и превратились в мощное средство проникновения в тайны природы.

Этот научный энтузиазм распространялся все шире, охватив и Королевское общество, которое через три года после того, как сочло письма Франклина недостойными публикации, присудило ему Коплеевскую медаль, а в 1756 г. избрало его членом общества.

Если рассмотреть направление исследо­ваний по электричеству в течение тридцатилетия, последовавшего за рабо­тами Франклина, то можно легко заметить проявление нового образа мыш­ления. Электрические явления теряли свой первоначальный характер отдель­ных разрозненных забавных явлений природы и постепенно образовывали некое единство, которое существующие теории пытались охватить несколькими основными принципами. Чувствовалось, что от качественных исследований необходимо переходить к количественным, различать и опре­делять количественные величины, нужно связать их математическими соот­ношениями, начать измерять их с помощью приборов, которые становились все более точными и чувствительными.