Великий гражданин Америки

Жизнь Бенджамина Франклина связана с Филадельфией. Здесь и сегодня в центре города стоит старая ратуша. Когда-то она была весьма внушительным зданием, возвышавшимся над россыпью одно-двухэтажных домов и коттеджей. Сегодня старая постройка потонула среди поднявшихся стен из стекла, стали и бетона. И лишь бронзовый Уильям Пенн, основавший город в 1682 году, по-прежнему стоит на ратушной башне.

Рядом с Федеральным резервным банком и Фондовой биржей – Академия естественных наук, университет и Институт Франклина. Здесь, в одном из банкетных залов ратуши, в 1977 году был устроен необычный праздник в честь прославленного гражданина Филадельфии Бенджамина Франклина.

Вечером, когда темное небо усыпали звезды, проблескивающие даже сквозь туман электрического зарева, в ратуше собралось множество народа. Четверо кондитеров внесли на вытянутых руках грандиозный юбилейный торт, уставленный свечками. Свечей было так много, что в одну человеческую жизнь не вместилось бы такое количество лет. Тем временем торт поставили на стол, и человек с явно электротехническим образованием стал подключать его к электронной схеме с оптическим устройством, фотоэлементами, усилительными каскадами и реле. Все смотрели на часы. В назначенное время включился ток. Механическая часть системы пришла в движение. Она повернула оптическую трубу и нацелила ее на какую-то звезду. Прошла минута, другая, и двести с лишним свечей одновременно загорелись под общие аплодисменты и звон льда в бокалах…

Но, пожалуй, мне пора объяснить смысл проделанных манипуляций и всей церемонии в целом. Если отнять от 1977 года год рождения Бенджамина Франклина – 1706, получится цифра 271. На торте двести семьдесят одна свеча. Связь понятна? Но вот оптическое устройство, повернувшись, нацелилось на звезду, отстоящую от Солнечной системы на двести семьдесят один световой год. И когда луч света, родившийся одновременно с Франклином, добежал до земли, он попал в объектив, прошел через фотоэлемент и замкнул реле. С треском выскочившая из разрядников электрическая искра зажгла свечи…

Бенджамин Франклин (1706–1790)

Бенджамин Франклин родился в семье ремесленника, переселившегося на американские берега из Англии из-за преследований по религиозным убеждениям. В семье было семнадцать детей. Бенджамин – младший. И хотя к его отрочеству многие из братьев и сестер уже стали вполне самостоятельными людьми, мальчик не смог получить систематического образования. Он проучился в школе всего год, наловчившись за это время читать и считать, а потом поступил в типографию старшего брата, обязавшись по контракту проработать там бесплатно в течение восьми лет за обучение ремеслу книгопечатания. Одним из немногих удовольствий, выпадавших на долю мальчугана, было в ту пору чтение книжек да лихие запуски воздушных змеев над холмами небольшого полуострова в глубине Массачусетской бухты, где расположился город Бостон.

Отработав положенный срок, семнадцатилетним парнем Бен переехал в Филадельфию. И здесь дело у него пошло. Скоро он начал выпускать свою газету, занялся политикой и бизнесом. Природная любознательность сделала его начитанным и образованным человеком. А ясный практический ум позволил к тому же разбогатеть.

В двадцать пять лет Франклин открыл первую в США публичную библиотеку. В тридцать четыре года основал Пенсильванский университет, а еще три года спустя – Американское философское общество.

Франклину шел сорок первый год, и вряд ли он особенно задумывался над проблемами электричества. Как вдруг в город приехал некий доктор Спенсер, обещавший, как было указано в афишах, «прочесть лекцию об электричестве и показать слушателям потрясающие опыты». В те времена по городам североамериканских колоний Великобритании ездило немало всякого рода лекторов, знакомивших колонистов с новостями науки и магии, литературы и толкований Божественного Писания. Для жителей небольших провинциальных городов такие лекции служили немалым развлечением.

Бен Франклин был в этот вечер свободен. Он в компании приятелей гулял по городу и, возможно, собирался зайти в салун, когда у кого-то из друзей возникло предложение послушать заезжего лектора. На лекцию так на лекцию. Компания пребывала в отличном расположении духа, и все направления, как говорится, были для нее равновероятны.

Рослый и веселый, всегда полный юмора, Бен Франклин последним протиснулся в дверь. Возможно, втайне он рассчитывал подшутить и посмеяться над лектором. Но был зачарован, а потом и окончательно покорен бледными электрическими искорками, которые доктор Спенсер извлекал из повидавшей виды машины и лейденской банки. А когда он – здоровяк и силач, подпрыгнув от неожиданности, едва не свалился на пол, испытав «электрический удар», судьба его была решена. Богач, общественный и политический деятель, он семь последующих лет своей жизни отдал электрическим исследованиям. Что такое семь лет для обыкновенного человека? Ничтожный срок! Но Франклин был от природы исключительно талантливым человеком. И он успел за это время сделать столько, на что другому не хватило бы и семидесяти лет.

По своему характеру Франклин был практиком. На науку он смотрел как на подспорье человеку в его деятельности. Он занимался исследованиями по теплотехнике и изобрел экономичную «франклиновскую печь», изучал распространение скорости звука в воде и придумал оригинальный музыкальный инструмент. Назначенный почтмейстером сначала Филадельфии, а потом и всех тринадцати североамериканских колоний Англии, он заинтересовался вопросом: почему почтовые суда из Америки в Европу ходят быстрее, чем в обратном направлении, и, собрав записки и замечания китобоев Коннектикута, составил первую в истории науки карту течения Гольфстрим. Но ни одно из этих увлечений не шло даже в сравнение с тем рвением, с каким он отдался электрическим опытам.

Для начала он купил, изрядно поторговавшись, весь «кабинет» – все оборудование доктора Спенсера и увез к себе. Затем научился обращаться с электрической машиной и лейденскими банками и обнаружил, что если на заряженном кондукторе машины укрепить заостренный металлический прут, то электричество с кондуктора стекает постепенно, без искровых разрядов. Это было интересно.

Электрическая машина времен Франклина

Он всегда работал увлеченно. О результатах своих опытов писал в Лондон, члену Лондонского королевского общества Питеру Коллинсу, который тут же докладывал о них на заседаниях общества. Франклин установил, что в работе лейденской банки главная роль принадлежит вовсе не металлическим обкладкам, а диэлектрику – непроводящему веществу, разделяющему обкладки, и что заряды на обкладках банки равны друг другу и противоположны. Он писал, что, когда электричество передается внутренней обкладке банки, оно вытесняет из наружной обкладки на землю равное количество электричества, в результате чего банка оказывается заряженной.

Идеи Франклина были приняты весьма сочувственно европейскими учеными, не имевшими в то время никакой теории для объяснения заряда лейденской банки.

В письме от 1747 года Франклин предложил свою теорию электричества. Он считал, что существует некий электрический флюид – тончайшая жидкость, которая пронизывает все тело. Частицы электрического флюида отталкиваются друг от друга, но притягиваются частицами тел. При этом если в теле появляется избыток электрической жидкости, то оно оказывается наэлектризованным «положительно». Этим термином Франклин предлагал заменить «смоляное» электричество Дюфе. А если в теле существует недостаток электрического флюида, оно наэлектризовано «отрицательно». Отрицательным он предлагал называть «стеклянное» электричество Дюфе. Таким образом, единая электрическая жидкость как бы определяла два состояния тел – положительную и отрицательную электризацию. При этом предполагалось, что создавать электрическую жидкость ничто не может. Все дело только в ее перераспределении между телами.

Громоотвод на башенке дома

Франклин всегда интересовался метеорологией. И мысль о том, как защитить дома колонистов от пожаров, вызванных частыми грозами, не раз тревожила его практический ум. Увидев, как металлический штырь спокойно сводит электрический заряд с лейденской банки на землю, Франклин задумался: «Если считать молнию большой электрической искрой, то нельзя ли с помощью длинного острого металлического шеста разряжать тучи, как лейденские банки, сводя опасные заряды на землю?» Для этого прежде всего следовало убедиться, что небесное электричество и электричество, получаемое от машины, – одно и то же.

И в один из ветреных дней, когда низкие тучи предвещали грозу, Бен соорудил из шелкового платка большого воздушного змея и запустил его под облака. К концу бечевки он привязал металлический ключ, а к ключу, в целях безопасности, – шелковую ленту, за которую держался сам. По шелку электричество не передавалось.

Скоро веревка намокла. Где-то вдалеке громыхнул первый гром. Франклин осторожно поднес к ключу лейденскую банку, и длинная голубая искра клюнула центральный электрод. «Браво! Есть электричество! Я его отнял у неба!» Он заряжал одну банку за другой, убеждаясь, что небесное электричество, добытое змеем, ничуть не отличается от производимого трением. «Прекрасно! Больше я не позволю небесному огню сжигать дома и корабли, убивать людей и наносить ущерб обществу. Заостренные шесты сведут молнии на землю!» Франклин начал кампанию за повсеместную установку громоотводов.

Громоотвод изобрел Франклин. Правда, в литературе есть сведения, что уже в Древнем Египте жрецы ставили возле храмов обитые медью высокие шесты, которые отводили якобы молнию от храмовых кровель. Так это или нет, проверить сегодня трудно. Особенно если учесть, что Египет не лежит в полосе частых гроз. Правда, там они все-таки случаются. А вот в полярных районах, выше восемьдесят второй параллели северной широты и пятьдесят пятой – южной, гроз по статистике почти не наблюдается. В средних широтах число грозовых дней колеблется между двадцатью и сорока за год, а в тропиках, особенно в экваториальной зоне, дней с грозами бывает до ста пятидесяти за год! Впрочем, климат – штука сложная. Говорят, на острове Ява, что в Малайском архипелаге, общее число гроз за год достигает чуть ли не полутора тысяч. Здесь в течение суток они бушуют по нескольку раз, и день без грозы – большой праздник. Но даже если наши предки и умели устраивать грозозащиту, то нужно сказать, что ко времени Франклина успехи в этой области были прочно забыты.

Свою теорию громоотвода Франклин изложил в письме в Королевское общество от 17 сентября 1753 года. Он предлагал ставить возле домов заостренные железные прутья, поскольку острие станет «высасывать» электричество из облаков мало-помалу и не допустит образования молнии. Да и сама молния, если дать ей путь «надлежащей проводимости», спокойно уйдет в землю, не сжигая и не разрушая строений.

В Филадельфии к концу XVIII века громоотводы были поставлены на все крупные здания. Лишь на доме, принадлежащем французскому посольству, дипломаты никак не соглашались водрузить спасительный шест. И что же – словно в назидание, в 1782 году в него ударила молния, произведя значительные разрушения.

В конце концов даже те, кто не соглашался с выводами Франклина, вынуждены были признать полезность громоотводов. Люди кинулись в другую крайность. Металлические штыри и заостренные прутья устанавливались на каретах, дамы в Париже носили шляпки с громоотводами. Но лишь после того, как молния ударила в шпиль Петропавловского собора и зажгла его, началась эра строительства громоотводов для России.

Конструкция громоотвода Франклина

В Европе Лондонское королевское общество напечатало «электрические» письма Франклина отдельной книжкой, и она хорошо разошлась. Однако слишком много людей в Старом Свете занимались исследованиями атмосферного электричества, чтобы сразу принять на веру заключения «янки из-за океана».

Даже в Лондоне нашлись члены общества, утверждавшие опасность привлечения молний к крышам зданий путем установки на них заостренных шестов – громоотводов и посему предлагавшие надевать на острия шары… Только шары могли сделать молнию безвредной!

На континенте, бывало, крестьяне приписывали громоотводу засуху, поражающую их поля. Немало было и других вздорных мнений. Правда, время от времени сама природа подталкивала людей на скорейшее решение «острых» вопросов.

Французский ученый Доминик Араго в своей книге «Гром и молния» пишет: «Утром 18 августа 1769 года гром ударил в башню Святого Назария в городе Брешиа. Под основанием этой башни находился подземный погреб, в котором хранился порох, принадлежавший Венецианской республике. Огромная масса взрывчатки воспламенилась мгновенно, и шестая часть зданий прекрасного города была разрушена, а все остальное было потрясено так, что угрожало падением. При этом погибло три тысячи человек. Башня Святого Назария была вся подброшена на воздух и упала обратно на землю в виде каменного дождя. Обломки ее рассыпались на огромном расстоянии». Нет сомнений, что такие события весьма усиливали интерес к громоотводам в Европе.

Исследования атмосферного электричества ширились, захватывая все большее число ученых-естествоиспытателей в самых разных странах. Росло и количество опасных опытов по извлечению искр из наэлектризованных металлических шестов, установленных на крышах.

Хуже дело обстояло с теорией. Если отталкивание положительно заряженных тел выводы Франклина объясняли достаточно просто, то такое же отталкивание отрицательно заряженных тел объяснить не удавалось. Но Франклин не унывал.

Бен Франклин не только работал весело, но и весело отдыхал. «Ввиду того что наступает жаркая погода, когда электрические опыты доставляют мало удовольствия, мы думаем покончить с ними на этот сезон, завершив все довольно веселым пикником, – писал он в Англию, где у него было немало друзей. – На берегах реки Скулкилл искра, переданная с одного берега на другой без какого-либо проводника, кроме воды, зажжет одновременно на обоих берегах реки спиртовки… Индейка к нашему ужину будет умерщвлена электрическим ударом и зажарена на электрическом вертеле огнем, зажженным наэлектризованной банкой; мы выпьем за здоровье всех известных физиков. из наэлектризованных бокалов под салют орудий, стреляющих от электрической батареи…» Не этот ли стиль пытались возродить и почитатели ученого на празднике, описанном в начале рассказа?

Только семь лет занимался Франклин своими опытами. За это время он не оставлял и общественной деятельности. По его инициативе в Филадельфии возникла «Академия» – учебное заведение, состоящее из средней и высшей школы, был открыт первый в Америке общественный госпиталь. Его выбрали мировым судьей. А в период начавшейся войны между английскими и французскими колониальными войсками Франклин занимался организацией милиции своего штата. На конгрессе представителей колонии в Олбани Франклин предложил английской администрации план объединения федерации колоний в единое самоуправляющееся государство, но этот проект, естественно, не прошел. Оказавшись в оппозиции проанглийски настроенному губернатору, Франклин вынужден был ехать в Лондон, чтобы добиться от правительства метрополии хоть какого-то ограничения прав назначаемых оттуда чиновников. На этом его ученые занятия прервались. Он провел в Англии довольно долгое время. Потом возвратился туда еще раз. Писал политические памфлеты. Поехал с дипломатической миссией во Францию…

Последние годы жизни Франклин спокойно провел в кругу своей семьи. Много читал, интересовался наукой и поддерживал начинавшее развиваться аболиционистское движение за освобождение негров. Он был принципиальным противником рабства. И сегодня, подводя итоги этой славной жизни, согласимся, что на его памятнике вполне уместны слова: «Eripuit coelo fulmen, sceptrumque tirannis» – «Он отнял молнию у небес и власть у тиранов».