Попробовавший электричество на вкус
Алессандро Вольта – итальянский физик, химик, физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока – родился в альпийском местечке Комо, Италия, 18 февраля 1745 года. Алессандро Вольта был четвёртым ребенком в семье падре Филиппо Вольты и его тайной супруги Маддалены, дочери графа Джузеппе Инзаге. История их замужества была чрезвычайно романтичной: Филиппо похитил из ломбардского монастыря 19-летнюю красавицу послушницу, дочь графа Джузеппе Инзаге. Маленького Сандрино родители сдали на руки кормилице, жившей в деревне Брунате и «забыли» о нём на целых тридцать месяцев. Малыш, вольно росший на лоне природы, получился бойким, здоровым, но диковатым: рассказывали, что нормально заговорил он лишь лет в семь. Но был весёлым, добрым и чутким ребёнком.
Мать Вольта родила семь детей. Все дети были как дети, даже дочери хорошо учились, стали монахинями, один Алессандро был плох - он развивался ненормально как физически, так и умственно. Долго его считали немым. Считали до тех пор, пока четырёхлетний заморыш не произнёс своё первое слово: "Мама".
Большая перемена произошла в его жизни в 1752, когда, потеряв отца, он оказался в доме дяди Александра, соборного каноника.
За воспитание племянника дядя принялся всерьёз: много латыни, история, арифметика, правила поведения и т.д. Плоды воспитательных усилий сказались незамедлительно и были поразительными. Юный Вольта менялся на глазах! Он восторженно воспринимал знания, становился всё общительнее и остроумнее, его всё больше интересовало искусство, особенно музыка. Ребёнок был очень впечатлителен. Когда ему было 12 лет, мальчик пытался разгадать «тайну золотого блеска» в ключе возле Монтеверди (как оказалось потом, блестели кусочки слюды) и, упав в воду, утонул! Поблизости не оказалось никого, кто бы мог его вытащить. К счастью, один из крестьян сумел спустить воду, и ребёнка откачали. «Родился вторично», - говорили о нём.
Дядя, который делался ему всё ближе, видя жадный интерес способного юноши к наукам, старался снабжать его книгами. По мере их выхода, в доме появлялись и изучались тома Энциклопедии. Но Алессандро охотно учился и работать руками: навещая мужа своей кормилицы, он перенимал у него пригодившееся впоследствии искусство изготовления термометров и барометров. В ноябре 1757 Алессандро отдают в класс философии коллегии ордена иезуитов в городе Комо. Но уже в 1761 дядя, поняв, что Вольту намереваются завербовать в иезуиты, забирает мальчика из коллегии.
Юноша всё более отчётливо осознавал, что его призвание - не гуманитарная область, а естественные науки. Он увлекается идеей об объяснении электрических явлений ньютоновской теорией тяготения. Узнав о работах Бенджамина Франклина, Вольта в 1768, поразив жителей Комо, устанавливает первый в городе громоотвод, колокольчики которого звенели в грозовую погоду. Точное предсказание Эдмондом Галлеем времени появления на небосклоне очередной кометы окончательно обратило Алессандро к физике. Юный Вольта последовал идеям Джордано Бруно, Галилео Галилея, Исаака Ньютона, Дидро и Вольтера. В 1769 году он опубликовал статью о «лейденской банке» (конденсаторе).
Своё первое серьёзное изобретение Вольта сделал в 1772 г., изготовив электроскоп с расходящимися соломинками, обладающий гораздо большей чувствительностью, чем применявшиеся ранее с подвешенными на нитях бузиновыми шариками. Отклонение соломинок оказалось пропорциональным заряду электроскопа. В 1783 г. Вольта увеличил чувствительность прибора, присоединив к электроскопу изобретённый им конденсатор. Электроскоп был единственным измерительным прибором до 1820 г., когда немецкий физик И.С. Швейгер (1779-1857) изобрёл первый гальванометр, получивший название мультипликатора. Работы Вольта посвящены электричеству, химии и физиологии. Вольта изобрёл ряд электрических приборов (электрофор, электрометр, конденсатор, электроскоп и др.). В 1775 году Вольта добился крупного успеха: он изобрёл электрофор - "вечный электроносец". Идея этого прибора может показаться теперь очень простой: если к заряженному телу приблизить заземленный проводник, а затем убрать провод заземления, то на этом проводнике останется индуцированный заряд, который можно, например, передать лейденской банке. Повторяя эту операцию множество раз, можно "добыть" сколь угодно большой заряд. Весть об электрофоре принесла его изобретателю заслуженную славу.
В 1776 г. Вольта обнаружил и исследовал горючий газ (метан). Плавая по озеру на лодке, он установил, что газ, поднимающийся со дна от шеста, прекрасно горит. Вскоре Вольта уже демонстрировал не только газовые горелки, но и пистолеты, в которых вместо пороха взрывался газ, поджигаемый электрической искрой.
По отзывам современников, Вольта был высокого роста, имел правильное античное лицо со спокойным взором, говорил ясно, просто, легко, иногда красноречиво, но всегда скромно и изящно. Владея сильным и быстрым умом, высказывая верные и широкие идеи, Вольта отличался особенной искренностью и обязательностью. Вольта иногда путешествовал и почти исключительно с целью свидания со знаменитыми современниками. Он был в Фернее у Вольтера, в Швейцарии у Соссюра, в Голландии у Ван-Марума, в Англии он виделся с Пристли, во Франции - с Лавуазье и Лапласом.
Несмотря на высокое свое общественное положение, он всегда был далек от политической жизни. Он был исключительно ученым и общественной деятельностью, никогда не занимался. Он был столь же любящим отцом и мужем, сколь когда-то преданным сыном. Он женился 39 лет на знатной Терезе Пеллегрини и имел от нее трех сыновей: Джованни, Фламино и Луиджи.
В 1792-1794 г., заинтересовавшись "животным электричеством", открытым Л. Гальвани, Вольта провёл ряд опытов и показал, что наблюдаемые явления связаны с наличием замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных металлов и жидкости. Вольта считал причины «гальванизма» физическими, а физиологические действия – одними из проявлений этого физического процесса. Проведя опыты с разными парами электродов, Вольта установил, что физиологическое раздражение нервов тем сильнее, чем дальше отстоят друг от друга два металла в следующем ряду: цинк, оловянная фольга, олово, свинец, железо, латунь и т.д. до серебра, ртути, графита. Этот знаменитый ряд напряжений (активностей) Вольта и составлял ядро эффекта; мышца лягушки была лишь пассивным, хотя и очень чувствительным электрометром, а активными звеньями являлись металлы, от контакта которых и происходила их взаимная электризация. Он обнаружил (1792-1795) электрическую раздражимость органов зрения и вкуса у человека. Эти работы имели большое значение в истории методов физиологического эксперимента.
В 1799г. сконструировал первый источник длительного гальванического (электрического) тока - вольтов столб. Изобретение вольтова столба доставило Вольта всемирную славу и оказало огромное влияние не только на развитие науки об электричестве, но и на всю историю человеческой цивилизации. Вольтов столб возвестил о наступлении новой эпохи – эпохи электричества. Триумф вольтова столба обеспечил безоговорочную победу Вольты над Гальвани. История поступила мудро, определив победителя в этом споре, в котором обе стороны были правы, каждый с своей точки зрения. «Животное электричество» действительно существует, и электрофизиология, отцом которой был Гальвани, сейчас занимает важное место в науке и практике. Но во времена Гальвани электрофизиологические явления еще не созрели для научного анализа, и то, что Вольта повернул открытие Гальвани на новый путь, было очень важно для молодой науки об электричестве.
Создание вольтова столба стало революционным событием в науке об электричестве. Вольтов столб в первой трети XIX века оставался единственным источником постоянного тока, который успешно использовали для своих опытов и открытий крупнейшие ученые - В. Петров, Х. Дэви, Х. Эрстед, А.-М. Ампер, М. Фарадей.
В 1801 году в Париже произошло яркое событие: в присутствии Наполеона Бонапарта состоялось представление работы Вольта "Искусственный электрический орган, имитирующий натуральный электрический орган угря или ската" с демонстрацией модели этого органа. Наполеон щедро наградил автора: в честь ученого была выбита медаль и учреждена премия в 80 000 экю. Все ведущие научные общества того времени, включая Петербургскую академию наук, изъявили желание видеть его в своих рядах, а лучшие университеты Европы были готовы предоставить ему свои кафедры.
Вольта открыл взаимную электризацию разнородных металлов при их контакте (контактное электричество) и разместил металлы в так называемый ряд напряжений (1801). Построил чувствительный электроскоп, конденсатор, электрометр, описал проект телеграфа. Вольта установил проводимость пламени (1787), наблюдал диффузию (1790), исследовал тепловое расширение воздуха.
В 1794 г. Лондонское королевское общество присудило Вольте за изобретение электроскопа медаль Копли и избрало его своим членом.
В 1801 г. Вольта доказал, что напряжение вольтова столба равно сумме напряжений отдельных пар элементов.
1774 - 1779 годах Вольта преподавал физику в гимназии своего родного города Комо. В конце июня 1800 года Наполеон открывает университет в Павии, где Вольта назначается профессором экспериментальной физики, в декабре он вводится в комиссию Института Франции по изучению гальванизма, а в декабре (опять-таки, по предложению Бонапарта) ему присуждается золотая медаль и премия первого консула. В 1802 года Вольта избирается в академию Болоньи, через год - членом-корреспондентом Института Франции и удостаивается приглашения в Петербургскую академию наук (избран в 1819 году). Папа назначает ему пенсию, во Франции его награждают орденом Почетного Легиона. В 1809 году Вольта становится сенатором Итальянского королевства, а в следующем году ему присваивается титул графа. В 1812 году Наполеон из ставки в Москве назначает его президентом коллегии выборщиков.
С 1814 года Вольта - декан философского факультета в Павии. Австрийские власти даже предоставляют ему право исполнять обязанности декана без посещения службы и подтверждают законность выплаты ему пенсий почетного профессора и экс-сенатора.
Здесь он проработал 20 лет и даже был ректором университета. В отставку он ушёл по политическим причинам, переехал в Париж, где занимался преподавательской и научной работой. В 1815-1819 годах Вольта был деканом философского факультета Падуанского университета. Уйдя в отставку, он переезжает в Комо.
А. Вольта был очень талантливым лектором, на его лекции приезжали слушатели со всей Италии и даже из других европейских стран.
Во время путешествия по Англии, Швейцарии, Германии, Голландии, Франции Вольта познакомился почти со всеми ведущими физиками того времени. До конца своих дней он сохранил честность, бескорыстие и прямоту.
Ему принадлежит введение понятий "цепь", "ток", "электродвижущая сила", "разность напряжений". Ни с одним из самых известных физиков - ни с Ньютоном, ни с Декартом, ни с Лейбницем, ни с Гюйгенсом, ни с Джеймсом Клерком Максвеллом - не связано такое количество терминов. Но вот что интересно: когда речь идет об областях не физических, термины, связанные с именем Гальвани, вполне устойчивы: гальванотерапия, гальваническая ванна, гальванотаксис. Если же дело касается физики, то на всякий гальванический термин есть термин антигальванический: не гальванометр, а амперметр; не гальванический ток, а ток проводимости; не гальванический элемент, а химический источник тока. Чем ортодоксальнее учебник физики, тем меньше вероятность встретить в нем не только какое-либо упоминание научных заслуг Гальвани, но и гальваническую терминологию. Официальные власти империи сэра Исаака Ньютона, или "цеховики", как называл их Гёте, явно отказывают в гражданстве Луиджи Гальвани.
Араго так характеризовал душевный облик Вольта: "Смелый и быстрый ум, большие и верные мысли, мягкий и искренний характер - таковы были основные качества знаменитого профессора. Никогда честолюбие, жадность к деньгам, дух соперничества не повелевали его действиями. Единственная страсть, которую он испытал, была любовь к исследованиям".
В 1803 г. академик В.В. Петров (1761 - 1834) описал конструкцию построенной им электрической дуги. Через несколько лет дугу Петрова наблюдал Дэви, не знавший о его работе. В историю она вошла как "вольтова дуга", хотя сам Вольта её не наблюдал.
Бонапарту понравился немолодой уже учёный с лицом „благородным и правильным, как у древней статуи, широким лбом, покрытым морщинами от глубоких размышлений, взором, выражающим и спокойствие душевное и ум проницательный".
А.Вольта не участвовал в политической жизни страны, ему было всё равно, кто находится у власти. Он решительно пресекал политические разговоры в своём присутствии, но, как человек тактичный, делал это с помощью шуток. Аполитичность нельзя причислять к достоинствам человека: при желании Вольта мог сделать для Италии многое, пользуясь своим влиянием у Наполеона. Бонапарт, заметив отсутствие Вольта на каком-либо приёме, немедленно спрашивал, не болен ли он.
Обратившись к Бонапарту с просьбой оставить кафедру и удалиться на отдых, Вольта сказал: "У нас, учёных, как на вечеринке - нужно уходить на отдых в самый разгар веселья".
Наполеон решительно воспротивился: „Я не могу согласиться на отставку Вольты; если его тяготят обязанности профессора, можно сократить их; если хочет, пусть читает одну лекцию в год; университет павийский будет поражён смертельно, когда из списков его членов исключится имя Вольты. Притом добрый генерал должен умереть на поле чести". Генерал от физики внял просьбе императора и остался в университете. Но в 1819 г. он всё же покинул его навсегда. Ему было 74 года. Он оставил физику, удалился от дел в свой родной Комо. После изобретения электрического столба он уже практически ничего не сделал. Из 82 лет жизни плодотворными были лишь годы с 46 до 56 лет.
О личной жизни Вольта известно очень мало. Известно, что он был любящим отцом и мужем, преданным сыном. Женился он в 39 лет на знатной Терезе Пеллегрини и имел трёх сыновей. Он прожил долгую и счастливую жизнь. К сожалению, почти все его личные вещи, приборы, одиннадцать громадных папок его трудов сгорели во время пожара.
В 1875 г. наследники Вольта по просьбе университета, где так много лет преподавал Вольта, разрешили вскрыть его гробницу. На вскрытии присутствовали представители правительства и всех итальянских университетов. Череп Вольта был крупным, напоминал черепа древних римлян. Объём мозга был значительно выше среднего. По данным науки того времени, некоторые особенности строения черепа свидетельствовали, что Вольта был ... стяжателем. Это заявление вызвало смех у присутствовавших, так как всем была хорошо известна безукоризненная честность, бескорыстность, прямота и высочайшая нравственность учёного.
Студент, кончавший в те годы университет, получал вместе с дипломом право называться учеником Вольта. Итальянцы, говоря о Вольте, добавляли перед его именем слово „ностра" – наш. Современники называли Алессандро Вольта „одним из первых авторитетов в области электричества, гением между физиками".
Расцвет творчества Вольта пришёлся на 45 - 50 лет. В Комо он прожил безвыездно до 32 лет, работая школьным учителем физики. В 1779г. ему предложили специально для него основанную кафедру физики в Тессинском университете в Павии. Здесь проявился его талант лектора.
В 1782 г. Вольта, склонный к оседлому образу жизни, посетил столицы Германии, Голландии, Англии, Франции, где закупил новейшие физические приборы для своих исследований. Поначалу Вольта примкнул к числу сторонников Гальвани в вопросе о "животном электричестве", но затем доказал, что Гальвани неправ в истолковании опытов. Вольта получил электричество без участия живых организмов, только с помощью металлов. В конце 1799 г. он построил источник тока - вольтов столб, состоящий из 20 пар медных и цинковых кружочков, разделённых суконными кружочками, смоченными солёной водой. Вольта был первым, кто попробовал электричество на вкус. Его имя первым стали писать с маленькой буквы: вольт - единица напряжения. Слава его ещё при жизни была всемирной. Он стал графом, сенатором, рыцарем ордена Почётного легиона, ... Сам он к славе относился равнодушно.
В 78 лет с ним случился апоплексический удар. Ещё 4 года он не жил, а существовал. Умер А.Вольта 5 марта 1827 года (в один день с Лапласом и в один год с Френелем).
В 1881 г. на I Международном конгрессе электриков были приняты единицы электрического напряжения, силы тока и сопротивления, т.е. Вольт, Ампер и Ом.
Рассказывают, что ...
Парижане удивлялись, видя, как Вольта ежедневно заходил к булочнику, покупал большой хлеб и медленно сжёвывал его прямо на улице, поглощённый в раздумья и не обращая внимания на прохожих.
17 июня 1814 года в Милане А.Вольта навестил прибывших из Англии Дэви и его ассистента Фарадея. Фарадей записал в своём дневнике: "Сегодня я видел Вольта, который пришёл к Дэви. Это крепкий пожилой господин; носит красную ленту. В обращении с людьми держит себя очень непринуждённо".
Алессандро Вольта был страстным любителем кофе, который он пил всегда без молока и сахара. Когда один его знакомый спросил, почему Вольта пренебрегает молоком и сахаром, знаменитый физик, улыбаясь, ответил: "Чего ж тут объяснять... Раз в чашке нет ни молока, ни сахара, значит в ней больше кофе".
