ЭКСПЕРИМЕНТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ
Tending to illustrate the
NATURE
AND
PROPERTIES
OF
ELECTRICITY.
In one Letter to Martin Folkes, Esq; President,
and Two to the Royal Society.
By WILLIAM WATSON, F. R. S.
LONDON:
Printed for C. Davis, Printer to the Royal
Society, against Gray's-Inn, Holborn.
MDCCXLVI.
[Price One Shilling.]
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Следующие страницы не предназначались для публикации, за исключением того, что они должны были войти в состав «Философских трудов» (Philosophical Transactions). Поскольку эти труды печатаются в порядке времени их прочтения, данные наблюдения, сообщенные Королевскому обществу на различных заседаниях, по этой причине были бы опубликованы отдельно в разных выпусках этих трудов. Поэтому, чтобы удовлетворить нетерпение нескольких ученых и весьма уважаемых друзей, чьим настоятельным просьбам я не имею ни воли, ни склонности отказывать в чем-либо, что в моих силах исполнить, я велел отпечатать несколько экземпляров, чтобы все это можно было увидеть вместе, а затем рассыпал набор. Это возбудило любопытство публики и вызвало спрос на эти эксперименты, значительно превосходящий мои ожидания. Поэтому я счел необходимым отправить их в печать во второй раз, дабы кто-нибудь из тех излишне усердных господ, которые всегда готовы в подобных случаях, не сделал этого за меня; так что всякий желающий теперь может ознакомиться с тем, какими средствами были вызваны различные удивительные явления электричества.
Я предпочел представить эти работы публике в том же виде, в каком они предстали перед весьма почтенным и ученым собранием, которому, по мере того как проявлялись различные эффекты электричества, они регулярно сообщались и от которого встретили весьма благоприятный прием. Многие члены Королевского общества, а также несколько других лиц высокого звания и положения неоднократно были свидетелями фактов, которые здесь изложены перед лицом мира; в особенности нынешний достойный президент, эсквайр Мартин Фолкс, чьи обширные способности и глубокие познания во всех областях полезной словесности превосходят лишь его беспристрастность и рвение в содействии науке. Совет и помощь этого джентльмена, чью дружбу я всегда буду почитать за одно из величайших счастий моей жизни, имели огромное значение в ходе этих открытий. Поэтому я пользуюсь этим публичным способом, чтобы засвидетельствовать свою искреннейшую признательность как ему, так и баронету сиру Хансу Слоуну, который, хотя и отошел от дел, тем не менее внимателен ко всему, что ведет к преуспеванию философии. По получении доклада об этих экспериментах и наблюдениях он, как переживший других душеприказчик сира Годфри Копли, соизволил в прошлом году назначить меня получателем ежегодной призовой золотой медали, присуждаемой Королевским обществом вследствие благодеяния сира Годфри. Честь быть удостоенным столь особого внимания со стороны джентльменов столь выдающихся заслуг, не может не доставлять мне величайшей радости, равно как и будет вечно пробуждать во мне чувства искреннейшей благодарности и глубочайшего уважения.
ЕСЛИ спросят, для каких полезных целей могут быть применены эффекты электричества, можно ответить, что мы еще не столь продвинулись в этих открытиях, чтобы сделать их полезными для служения человечеству. Совершенство в любой отрасли философии достигается лишь медленными степенями. Наш долг — продолжать двигаться вперед; остальное мы должны оставить под управлением того Провидения, которое, как мы доподлинно знаем, не сотворило ничего напрасно. Но я не колеблюсь утверждать, что, несмотря на великие успехи, достигнутые в этой части натуральной философии за последние несколько лет, множество великих свойств по-прежнему остаются не открытыми. Будущие философы (быть может, кое-кто даже из нынешнего века) смогут извлечь из электрических экспериментов пользу, чрезвычайно благотворную для общества в целом.
Никакой непосредственной выгоды не извлекли те лица или та эпоха, которые впервые открыли свойства магнита. Многие сотни лет прошли, прежде чем они были применены для великих нужд мореплавания. Если бы они оставались тайной до сих пор, какие другие методы могли бы быть поставлены на их место, с помощью которых мы могли бы безопасно пересекать бескрайний океан? Со всеми преимуществами, получаемыми нами от отдаленной торговли, мы до сих пор были бы незнакомы, если бы не это счастливое применение магнитной силы. И даже те открытия, что были сделаны к настоящему моменту, оказались бы весьма несовершенными без знания магнитного склонения. Но нынешний век, и даже эта нация, гордится джентльменом [1], которому, кажется, вверены сами магнитные силы. Он изготавливает искусственные магниты, за несколько минут увеличивает до поразительной степени силу настоящих, по своему усмотрению меняет их полюса и делает эту вновь приобретенную полярность постоянной. Мир, я надеюсь, недолго будет лишен сведений о том способе, посредством которого производятся эти необычайные изменения, каковые этот джентльмен пока считает нужным скрывать. Поскольку электричество имеет некоторые общие свойства с магнетизмом, как будет показано в ходе данных наблюдений, на то и другое, вероятно, может быть пролит некоторый новый свет. Но возвращаясь к предмету: даже допуская, что из предпринимаемых нами изысканий не может проистечь никаких существенных выгод (чего мы, впрочем, ни коим образом не можем признать, принимая во внимание те эффекты, которые мы уже наблюдаем от его воздействия на человеческие тела), все, что ведет к расширению представлений ума и внедрению в нас еще более возвышенных идей о Всемогущем Творце природы, несомненно заслуживает, независимо от прочих соображений, нашего высочайшего внимания.
ЭТИ эксперименты были проделаны со стеклянными трубками длиной около двух футов; внутренний диаметр — около дюйма. Однако педантичная точность в этих пропорциях вовсе не обязательна. Чем тоньше и легче эти трубки, тем быстрее они электризуются; хотя они, правду сказать, не удерживают свою силу столь долго, как те, что более толстые и массивные. Но если вы намерены передавать электрическую силу по мере ее возбуждения, я предпочел бы легкую трубку; хотя она ни в коем случае не должна быть тоньше 1/12 дюйма из-за опасности сломать ее от трения.
Трубку перед натиранием всегда следует делать сухой и теплой, что можно сделать, положив ее перед огнем. Но я не могу при этом не сделать еще одно замечание, а именно: стеклянные трубки точно таких же размеров, изготовленные в то же время и из тех же материалов, весьма значительно различаются по своей пригодности для электрических целей. Чистый и сухой воздух с некоторой степенью холода является наиболее предпочтительным, хотя я добивался успеха и в величайшие туманы, но с большим трудом.
Эсквайру Мартину Фолксу, члену Королевского общества
SIR,
Поскольку Общество услышало от некоторых своих корреспондентов в Германии, что то, что они называют растительной квинтэссенцией, было воспламенено с помощью электричества, я пользуюсь этой возможностью, чтобы сообщить вам, что в минувшую пятницу вечером мне удалось, после неудач во многих попытках, зажечь спирт посредством этой силы. Предшествовавшая часть недели была отмечена необычным теплом, а воздух — сильной сухостью, без чего нет ничего более необходимого для успеха электрических опытов; к этому могу добавить, что ветер тогда дул с востока и клонился к заморозкам. В тот вечер я использовал как стеклянную сферу, так и трубку; однако я всегда обнаруживаю, что способен испускать гораздо больше огня из трубки, нежели из сферы, вероятно, из-за недостаточного привыкания к последней.
Ранее я отмечал, что хотя [2] неэлектрические тела, приведенные в электрическое состояние, теряют почти всю эту электризацию, оказываясь в соприкосновении или вблизи контакта с неэлектриками, не приведенными в электрическое состояние, иначе обстоит дело в отношении электриков самих по себе, когда они возбуждаются путем трения, похлопывания и т. д.; ибо с натертой трубки я порой могу получить пять или шесть вспышек из разных частей, как будто двухфутовая трубка, вместо того чтобы быть единым сплошным цилиндром, состояла из пяти или шести отдельных сегментов цилиндров, каждый из которых выделял свое электричество при отдельном взрыве.
Знание этой теоремы имеет важнейшее значение для успеха электрических экспериментов; поскольку вы должны всеми возможными способами стремиться собрать весь этот огонь одновременно. Профессор Холлман, по-видимому, пытался сделать это и преуспел, используя оловянную трубку, в один конец которой он поместил множество нитей, концы которых касались сферы во время ее движения, и каждая нить собирала количество электрического огня, весь объем которого сосредотачивался в оловянной трубке и выходил через другой конец. Другая вещь, которую следует соблюдать, — это стараться сделать так, чтобы вспышки следовали одна за другой столь быстро, чтобы вторая была видна до того, как погаснет первая. Когда вы передаете электрический огонь вдоль шпаги или иного инструмента с острым концом, он часто предстает в виде множества рассеянных искр, подобных мокрому пороху или гремучему составу; но если инструмент не имеет острий, вы обычно наблюдаете чистое яркое пламя, подобное тому, что в просторечии именуется синим шаром, которое производит видимость звезд у зажженных ракет.
Ниже приводится метод, которым я воспользовался и имел счастье преуспеть. Я подвесил кочергу на шелковых нитях; к ее рукояти я подвесил несколько маленьких пучков белых нитей, концы которых находились примерно на расстоянии фута под прямым углом от кочерги. Среди этих нитей, которые все притягивались натертой трубкой, я возбудил столь сильный электрический огонь, насколько был способен, в то время как помощник возле конца кочерги держал в руке ложку с теплыми спиртами. Таким образом, нить передавала электричество кочерге, и на другом конце воспламенялся спирт. В этом эксперименте следует заметить, что ложка со спиртом не должна касаться кочерги; если она касается, электричество без всякой вспышки передается ложке и помощнику, в чьей руке она удерживается, и таким образом уходит в пол.
Этим способом я несколько раз воспламенял не только эфирный ликёр, или флогистон Фробениуса, и ректификованный винный спирт, но даже обычный крепкий спирт. Эти эксперименты, как я уже отмечал, были проведены в прошлую пятницу вечером при абсолютно сухом воздухе. Воскресенье выдалось сырым, а понедельник — несколько теплым, так что воздух был полон пара; ветер — юго-западный и облачный. Несмотря на эти неблагоприятные условия, в понедельник вечером я снова попытался провести свои эксперименты; они удались, но с бесконечно большим трудом, нежели предыдущие, из-за непригодности вечера для подобных опытов. Ваша беспристрастность не позволит вам счесть мои мелочные подробности незначительными в отношении обстоятельств погоды, ибо вы знаете, как многое должно совпасть для успеха этих экспериментов. Я буду с нетерпением ждать подходящей возможности повторить эти эксперименты в вашем присутствии и пребываю с глубочайшим уважением,
Sir, your most obedient,
humble Servant,
W. Watson.
Aldersgate-Street,
March 27. 1746.
КОРОЛЕВСКОМУ ОБЩЕСТВУ.
Gentlemen,
Недавно я сообщал вам, что мне удалось воспламенить винный спирт, флогистон Фробениуса и обычный крепкий спирт посредством электрической силы. С тех пор (до вчерашнего дня) у нас был лишь один очень сухой прекрасный день, а именно понедельник, 15 апреля, при восточно-северо-восточном ветре; тогда около четырех часов пополудни я приготовил свой аппарат и воспламенил винный спирт четыре раза от кочерги, как и раньше, три раза — от пальца электризованного лица, стоявшего на восковом слитке, и один раз — от пальца второго лица, стоявшего на воске и сообщавшегося с первым посредством трости, удерживаемой между их вытянутыми руками. Горизонтальное расстояние в этом случае между стеклянной трубкой и спиртом составляло по меньшей мере десять футов.
Вы все знаете, что существует как отталкивающая сила электричества, так и притягивающая; поскольку вы способны, когда перо или подобное ему легкое вещество насыщено электричеством, гонять его по комнате в любую сторону, куда вам угодно. Эта отталкивающая сила продолжается до тех пор, пока либо трубка не потеряет свою возбужденную силу, либо перо не впитает влагу из воздуха, либо не приблизится к какому-либо неэлектрическому веществу; если это происходит, перо притягивается тем неэлектриком, к которому приближается, и теряет в нем свое электричество. В электризованных телах вы видите постоянное стремление избавиться от своего электричества. Это побудило меня поставить следующий эксперимент. Я поместил человека на восковой слиток; в одной руке он держал ложку с теплыми спиртами, а в другой — кочергу с нитью. Я потер трубку среди нитей и электризовал его, как прежде. Затем я велел неэлектризованному лицу поднести палец к середине ложки; после чего вспышка из ложки и спирта оказалась достаточно сильной, чтобы воспламенить спирт. Этот эксперимент я повторил затем трижды. При этом методе лицо, пальцем которого воспламеняется винный спирт, чувствует удар гораздо более сильный, чем тогда, когда электрический огонь идет от него к ложке. Этот метод ради различия мы будем называть отталкивающей силой электричества.
Покойный доктор Дезагюлье заметил в своей превосходной диссертации об электричестве: «С этими экспериментами связана некоторая капризность, или нечто необъяснимое в их явлениях, не поддающееся никаким правилам. Ибо иногда эксперимент, который удавалось проделать несколько раз подряд, вдруг внезапно не удается». Теперь я полагаю, что бо́льшая часть, если не все это дело, зависит от сырости или сухости воздуха, внезапное, хотя и незначительное изменение в котором, возможно, недостаточно явное для наших чувств, может быть воспринято весьма тонким электрическим огнем. Ибо
1-е. Я полагаю, что сам воздух (как было замечено доктором Дезагюлье) является электриком самим по себе и притом стеклянного рода; поэтому он отталкивает электричество, исходящее из стеклянной трубки, и располагает его к электризации любых неэлектрических тел, принимающих испарения от трубки.
2-е. Что вода является неэлектриком и, следовательно, проводником электричества; это иллюстрируется тем, что струя воды притягивается трубкой, поскольку любой электрик сам по себе проводит электричество, а неэлектрик — тем легче, чем он смочен; но что еще более важно для моей нынешней цели, так это то, что если вы просто подуете через сухую стеклянную трубку, влага от вашего дыхания заставит эту трубку стать проводником электричества.
Поскольку это предварительно оговорено: по мере того как воздух наполняется водяными парами, электричество, исходящее от трубки, вместо того чтобы проводиться предписанным образом, посредством этих паров передается окружающей атмосфере и рассеивается по мере своего возбуждения.
Эта теория подтвердилась для меня разнообразными экспериментами, но ни один из них не был столь примечателен, как в вечер того дня, когда я проводил вышеупомянутые опыты; когда пары́, которые во второй половине дня под воздействием солнечного тепла и свежего ветра рассеялись, а воздух стал совершенно сухим, вновь обильно опустились с исчезновением того и другого, и вечер выдался весьма сырым. Ибо между семью и восемью часами я вновь попытался проделать те же эксперименты тем же способом, не сумев добиться успеха ни в одном из них; хотя все те, что упомянуты в этой статье, наряду с другими менее значительными, были выполнены за полчаса.
Я останавливаюсь на этом столь подробно, желая избавить от лишнего труда тех, кто желает производить подобного рода опыты; ибо хотя некоторые из меньших экспериментов могут удаваться почти в любое время, я никогда не замечал, чтобы более примечательные из них удавались в какую-либо иную погоду, кроме сухой.
I am, Gentlemen,
Your most obedient,
humble Servant,
W. Watson.
London, April
25. 1745.
КОРОЛЕВСКОМУ ОБЩЕСТВУ.
Gentlemen,
В некоторых статьях, которые я недавно имел честь представить вам, я сообщал вам о некоторых экспериментах в области электричества; в частности, я отметил, что мне удалось воспламенить винный спирт посредством того, что я назвал его отталкивающей силой; я не слышал, чтобы до этого додумался кто-либо из тех немецких господ, которым мир обязан множеством удивительных открытий в этой части естественной философии.
В какой степени, строго говоря, можно сказать, что спирт в этой операции воспламеняется отталкивающей силой электричества, или в какой степени та сила, которая отталкивает легкие вещества при их полном насыщении электричеством, зажигает спирт, вероятно, станет предметом будущего исследования; но поскольку я не желаю вводить в какое-либо доказательство больше терминов, чем абсолютно необходимо для его более легкого понимания, и поскольку горючие вещества могут воспламеняться посредством электричества двумя различными способами, пусть следующие определения послужат на данный момент для каждого из этих методов.
Но сначала позвольте мне сделать предварительное замечание: ни одно горючее вещество не загорится, если его привести в соприкосновение или приблизить к контакту с электриками самими по себе, возбужденными до электрического состояния. Этот эффект должен производиться неэлектрическими веществами, пропитанными электричеством, полученным от возбужденных электриков самих по себе. Но возвращаясь к предмету,
1-е. Я предполагаю, что горючие вещества воспламеняются притягивающей силой электричества, когда этот эффект возникает от их приближения к возбужденным неэлектрикам.
2-е. Что горючие вещества воспламеняются отталкивающей силой электричества, когда это происходит так, что горючие вещества, будучи сначала сами электризованными, воспламеняются от приближения к неэлектрикам невозбужденным.
Этот вопрос лучше проиллюстрировать на примере. Предположим, что либо человек, стоящий на восковом слитке, либо шпага, подвешенная на шелковых нитях, электризованы, и спирт, будучи приближен к ним, воспламеняется; говорят, что это совершается притягивающей силой электричества. Но если человек, электризованный как прежде, держит в руке ложку со спиртом, или те же ложка и спирт помещены на шпагу, и неэлектризованное лицо подносит палец близко к ложке, и спирт воспламеняется от пламени, возникающего из ложки и спирта при таком приближении, то это я называю воспламенением отталкивающей силой. Из двух упомянутых видов я обычно нахожу отталкивающую силу более сильной.