Стивен Грей (ученый) - Stephen Gray (scientist)

Стивен Грей
Родился Декабрь 1666 ( 1666-12 )
Кентербери, Кент , Англия
Умер 7 февраля 1736 г. (69 лет) ( 1736-02-08 )
Лондон, Англия
Национальность английский
Известен Быть «отцом» электричества
Электропроводность
Награды Медаль Копли (1731, 1732)
Научная карьера
Поля Химия
астрономия
Учреждения Тринити-колледж, Кембридж
Академические консультанты Роджер Котс
Джон Теофил Дезагулер
Влияния Джон Флемстид

Стивен Грей (декабрь 1666 - 7 февраля 1736) был английским красильщиком и астрономом, который первым систематически экспериментировал с электрической проводимостью . До его работы в 1729 г. упор делался на простую генерацию статических зарядов и исследования статических явлений (удары током, свечение плазмы и т. Д.). Кроме того, он впервые сделал различие между проводимостью и изоляцией, и обнаружил действия на дальнодействиях явления электростатической индукции .

Ранние годы

Грей родился в Кентербери, графство Кент, и после некоторого базового образования он поступил в ученики к своему отцу (а позже и старшему брату) в ремесло крашения ткани. Его интересы лежали в области естественных наук и особенно астрономии; ему удалось обучиться этим развивающимся дисциплинам, в основном через богатых друзей в округе, которые предоставили ему доступ к своим библиотекам и научным инструментам. В то время наука была увлечением богатых людей. Грей также разделил мир на две части: проводник и изолятор.

Он заземлил свои линзы и сконструировал собственный телескоп, и с этим инструментом он сделал ряд незначительных открытий (в основном в области солнечных пятен), заработав репутацию точного наблюдателя. Некоторые из его отчетов были опубликованы Королевским обществом через посредство друга Генри Ханта, который был членом секретарского персонала Общества.


Знакомство с Флемстидом

Некоторые работы Грея привлекли внимание Джона Флемстида , родственника некоторых друзей Грея из Кента и первого английского королевского астронома , строившего новую Гринвичскую королевскую обсерваторию . Флемстид пытался построить подробную и точную звездную карту неба в надежде, что это в конечном итоге решит проблему определения долготы для океанских мореплавателей. Грей помог ему со многими наблюдениями и расчетами (возможно, без оплаты).

Грей и Флэмстид стали постоянными корреспондентами и друзьями, и это, похоже, создало для Грея проблемы с формальным принятием в мир науки. Флемстид был вовлечен в продолжительный спор с сэром Исааком Ньютоном по поводу доступа к предварительным данным звездной карты. Это переросло в войну фракций в Королевском обществе , в котором Ньютон доминировал (практически исключая Флемстида и его соратников) на протяжении десятилетий.

Некоторое время Грей работал над второй английской обсерваторией, построенной в Кембридже , но ею плохо управлял друг и соратник Ньютона Роджер Котс ; проект окончательно рухнул, и у Грея не осталось иного выхода, кроме как вернуться к своему ремеслу красителей в Кентербери. Страдая от плохого здоровья, он вскоре оказался в Лондоне, помогая Джону Теофилу Дезагулери , послушнику Исаака Ньютона и иногда одному из демонстрантов Королевского общества. Дезагюлье выступал в качестве научного консультанта, читая лекции по стране и на континенте о новых научных открытиях; он также руководил пансионатом для джентльменов с научными интересами. Грей не получал денег от Desaguliers, но предоставлял жилье в обмен на его способность обсуждать научные темы с жителями.

Пансион Desaguliers был снесен, чтобы освободить место для Вестминстерского моста , и Грея вмешалась бедность. В 1720 году благодаря усилиям Джона Флэмстида и сэра Ханса Слоана (впоследствии президента Королевского общества) ему удалось получить пенсионное положение в Чартерхаусе , доме для бедных джентльменов, служивших своей стране, также связанному со школой для мальчиков. . В это время он снова начал экспериментировать со статическим электричеством, используя стеклянную трубку в качестве генератора трения.

Проведение открытий

Однажды ночью в своих комнатах Чартерхауса он заметил, что пробка на конце его трубки (необходимая для защиты от влаги и пыли) создает притягивающую силу на маленькие кусочки бумаги и мякину, когда трубку протирают. Обычно пробка не несла электрический заряд, но климатические условия и различия в материалах означали, что пробка накапливала заряд. Когда он расширил пробку, вставив небольшую еловую палочку, заряд проявился на конце палки, а затем на шаре из слоновой кости (с отверстием) он застрял на конце. он попробовал более длинные палки и, наконец, добавил кусок масляной пеньковой нити, соединенной с шаром из слоновой кости. В процессе он обнаружил, что «электрическая сила» была не просто «статическим» явлением (вроде местного укола булавкой), а скорее жидкообразным веществом, которое может переноситься на расстояние. Заканчивающийся шар из слоновой кости по-прежнему будет притягивать легкие объекты так же, как наэлектризованная стеклянная трубка.

В течение следующих нескольких дней он расширил зону действия своей проволочной нити (у него был только короткий кусок проволоки, и он не понимал значения металла как проводника) и обнаружил, что она будет переноситься с его балкона во двор. ниже. Он обнаружил, что электричество перемещается по изгибам нити и что на нее не действует сила тяжести. Он также мог передавать заряды металлическим предметам (кочергу, щипцы, чайник и т. Д.), Которые в то время считались «неэлектрическими», потому что они не могли генерировать или удерживать статический заряд. Он также обнаружил, что шелк не несет в себе «добродетели», в отличие от более толстой нити и проволоки.

Затем между 30 июня и 2 июля 1729 года, находясь в Кенте, он расширил эту первую электрическую сеть и сделал много новых открытий. Во время визита к преподобному Грэнвиллу Уиллеру , богатому другу, члену Королевского общества и родственнику Фамстида, двое мужчин расширили эксперименты по проведению экспериментов с помощью вьючной нити, прошнурованной вверх и вниз по длине большой галереи в особняке Уиллера на Оттерден-плейс. в Кенте . В процессе Грей и Уиллер обнаружили важность изоляции их ниточного «проводника» от контакта с землей (стены дома) с помощью шелка для подвешивания. Они заметили, что если для поддержки нити пакета использовался провод, вся «электрическая сила» улетучивалась. Первоначально они думали, что разница связана с относительной толщиной шелка, нити и проволоки, но позже они поняли, что сам шелк гораздо менее проводящий, чем проволока, поэтому они использовали только шелк для поддержки (и, таким образом, изоляции) пенькового пакета. -резьба используется в качестве их основного проводника.

На следующий день они сбросили нить с башни дома в сад, а затем протянули ее через загон на расстояние 800 футов, используя парные садовые колья с короткими прядями шелка, чтобы нить не касалась земли. Уилер сообщил об этом многим своим друзьям из Королевского общества, а Грей написал все подробности в письме Дезагюльеру.

Из этих экспериментов пришло понимание роли, которую играют проводники и изоляторы (названия, примененные Desaguliers). Два французских ученых, аббат Нолле и К.Ф. дю Фэй , посетили Грея и Уилера в 1732 году, увидели эксперимент и вернулись во Францию, где дю Фэ сформулировал первую всеобъемлющую теорию электричества, названную теорией «двух жидкостей». Эту теорию отстаивал Нолле и какое-то время принимало большинство экспериментаторов в Европе; позже она была усовершенствована, а затем заменена идеями английских экспериментаторов Джона Бевиса и Уильяма Ватсона , которые вели переписку с группой Бенджамина Франклина в Филадельфии . Они совместно разработали теорию единой жидкости / двух состояний: виртуально сверхизобилие или отсутствие одной жидкости, которую Уотсон позже назвал положительной и отрицательной. Эти идеи соответствовали фактам немного лучше, чем концепция двух жидкостей, особенно после изобретения Лейденской банки , и эта теория единой жидкости в конечном итоге возобладала. Теперь мы знаем, что оба были почти одинаково неверны.

Грей сделал больше открытий в области электричества, наиболее заметным из которых была электрическая индукция (создание электрического заряда в подвешенном объекте без контакта). Этот эксперимент получил широкую известность в Европе как знаменитая демонстрация «Летающего мальчика»: мальчика подвешивали на шелковых шнурах, а затем Грей заряжал его натертой трубкой (статическим электрическим генератором), поднося его к ногам мальчика, но не касаясь его. Грей показал, что лицо и руки мальчика все еще притягивают мякину, бумагу и другие материалы. Грей определенно осознал, что явление «электрической добродетели» было тем же самым, что и молния (как и большинство экспериментаторов), за много лет до того, как Франклин « запустил своего воздушного змея», а французские экспериментаторы Дилибард и Делор уловили заряд молнии в лейденской банке.

Когда Слоан возглавил Королевское общество после смерти Ньютона, Грей с опозданием получил признание, в котором ему ранее отказывали. Грей был слишком беден, чтобы платить взносы, поэтому он не был членом Королевского общества, и многие из его экспериментов были продолжены и стали частью демонстрационного репертуара Desaguliers. Существует также история о том, что фракция Ньютона в Королевском обществе отказала ему в признании из-за его связей с Флемстидом (который постоянно спорил с Исааком Ньютоном), но это можно отклонить как крайне маловероятно: Ньютон умер в марте 1727 года. , почти за два года до того, как Грей начал свои эксперименты по проведению экспериментов, а Ганс Слоан, который руководил Королевским обществом после смерти Ньютона, был другом и финансовым спонсором Грея. Дело в том, что в то время электричество не считалось таким важным, а журнал Общества не выходил пару лет из-за финансовых ограничений.

Слоан принимал активное участие в продвижении Грея, который получил первую медаль Копли Королевского общества в 1731 году за свою работу по проводимости и изоляции, а также вторую медаль в 1732 году за свои индукционные эксперименты. В 1732 году Королевское общество также признало его почетным членом; он умер в нищете несколько лет спустя, в 1736 году.

После его смерти

Несмотря на важность его открытий (можно утверждать, что он был изобретателем электрических коммуникаций), он получил мало внимания, предположительно из-за фракционного спора в Королевском обществе и господства ньютонианства . К тому времени, когда приоритет Грея был публично признан, эксперименты с электричеством продолжились, и люди больше интересовались захватывающими подвигами Франклина и других по улавливанию молний в своих лейденских банках. Открытия Грея обычно выглядели тривиально, и по этой причине некоторые историки склонны игнорировать его работы.

Нет памятника Грею и мало признания того, чего он добился в своих научных открытиях. Считается, что он похоронен в общей могиле на старом лондонском кладбище, в районе, зарезервированном для бедных пенсионеров из Чартерхауса . В 2017 году Школа физических наук Кентского университета в Кентербери инициировала лекции Стивена Грея в его память.

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки