Стивен Грей (ученый) - Stephen Gray (scientist)

Стивен Грей
РодившийсяДекабрь 1666 (1666-12)
Кентербери, Кент, Англия
Умер7 февраля 1736 г. (1736-02-08) (69 лет)
Лондон, Англия
Национальностьанглийский
ИзвестенБыть отцом электричества
Электрическая проводимость
НаградыМедаль Копли (1731, 1732)
Научная карьера
ПоляХимия
астрономия
УчрежденияТринити-колледж, Кембридж
Академические консультантыРоджер Котс
Иоанн Теофил Дезагулье
ВлиянияДжон Флемстид

Стивен Грей (Декабрь 1666 - 7 февраля 1736) был англичанином красильщик и астроном кто был первым, кто систематически экспериментировал с электрическая проводимость. До его работы в 1729 году упор делался на простое поколение статический заряды и исследования статических явлений (удары током, свечение плазмы и др.). Он также впервые провел различие между проводимостью и изоляцией и обнаружил действие на расстоянии феномен электростатическая индукция.

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. Наука в то время была увлечением богатых людей.

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

Знакомство с Флемстидом

Некоторые работы Грея привлекли внимание Джон Флемстид, родственник некоторых кентских друзей Грея и первый английский Королевский астроном, кто строил новый Королевская Гринвичская обсерватория. 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 тем, чтобы его официально приняли в мир науки. Флемстид был вовлечен в длительный спор с сэром Исаак Ньютон доступ к предварительным данным звездной карты. Это переросло в фракционную войну в Королевское общество, над которым Ньютон доминировал (практически исключая Флемстида и его сотрудников) на протяжении десятилетий.

Некоторое время Грей работал на второй английской обсерватории, построенной в Кембридж, но этим 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 Иоанн Теофил Дезагулье, послушник Исаака Ньютона и иногда один из демонстрантов Королевского общества. Дезагюлье выступал в качестве научного консультанта, читая лекции по стране и на континенте о новых научных открытиях; он также руководил пансионом для джентльменов с научными интересами. Грей не получал денег от Desaguliers, но предоставлял жилье в обмен на его способность обсуждать научные темы с жителями.

Пансионат Десагюлье снесли, чтобы освободить место для Вестминстерский мост, и бедность помешала Грею. В 1720 году усилиями Джона Флэмстида и Сэр Ханс Слоан (впоследствии президент Королевского общества) ему удалось получить пенсионную должность в Чартерхаус,[1] дом для бедных джентльменов, служивших своей стране, также связанный 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 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 шарике 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. Завершающий шар из слоновой кости будет по-прежнему притягивать световые объекты так же, как и наэлектризованная стеклянная трубка.

В течение следующих нескольких дней он расширил сферу 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 «достоинства», в то время как более толстые нити и проволока могут.

Затем между 30 июня и 2 июля 1729 года, находясь в Кенте, он расширил эту первую электрическую сеть и сделал много новых открытий. В гостях у преподобного Гранвилл Уилер, богатый друг, член Королевского общества и родственник Фамстида, эти двое мужчин расширили эксперименты по проведению экспериментов с помощью вьючной нити, протянутой вверх и вниз по длине большой галереи в особняке Уиллера. Otterden Place в Кент. В процессе Грей и Уиллер обнаружили важность изоляции их нитевидного «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» утекала. 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 как их основной проводник.

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.[2][3]:242–247 Уилер сообщил об этом многим своим друзьям из Королевского общества, а Грей написал все подробности в письме Дезагилье.

Из этих экспериментов пришло понимание роли, которую играют проводники и изоляторы (названия, примененные Desaguliers). Двое французских ученых, Аббат Нолле и К.Ф. дю Фэй В 1732 году посетил Грея и Уиллера, увидел эксперимент и вернулся во Францию, где дю Фэй сформулировал первую всеобъемлющую теорию электричества, названную теорией «двух жидкостей». Эту теорию отстаивал Нолле и какое-то время принимало большинство экспериментаторов в Европе; позже он был усовершенствован, а затем заменен идеями английских экспериментаторов. Джон Бевис и Уильям Ватсон, который переписывался с Бенджамин Франклин группа в Филадельфия. 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 Лейденская банка, и эта теория единой жидкости в конце концов возобладала. Теперь мы знаем, что оба были почти одинаково неверны.

Грей продолжал делать больше электрических открытий, 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, поднося натертую трубку (статический электрический генератор) к ногам мальчика, но не касаясь его. Грей показал, что лицо и руки мальчика все еще притягивают мякину, бумагу и другие материалы.[4] Грей определенно понял, что явление «электрической добродетели» было таким же, как и молния (как и большинство экспериментаторов), за много лет до того, как Франклин «запустил своего воздушного змея» и французские экспериментаторы Дилибард а Делор захватила 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. Также есть 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, получившего первую награду Королевского общества. Медаль Копли в 1731 г. за его работу по проводимости и изоляции, а также во второй раз в 1732 г. 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 своих открытий (можно утверждать, что он был изобретателем электрических коммуникаций), он не получил большого признания, предположительно из-за фракционного спора в Королевское общество, и преобладание Ньютонианство. К тому времени, как приоритет Грея был публично признан, эксперименты с электричеством продолжились, и людей больше интересовали захватывающие подвиги 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, предназначенном для бедных пенсионеров из Чартерхаус. В 2017 году факультет физических наук Кентский университет в Кентербери, положил начало лекциям Стивена Грея в его память.[5]

Рекомендации

  1. ^ Майкл Бен-Хаим, «Грей, Стивен», Оксфордский национальный биографический словарь, Oxford University Press, 2004 г.
  2. ^ Бернал, Джон Десмонд (1997). История классической физики: от античности до квантовой, п. 284. Барнс и благородные книги. ISBN  0-7607-0601-8.
  3. ^ Хейльброн (1 января 1979 г.). Электричество в XVII и XVIII веках: исследование ранней физики Нового времени. ISBN  9780520034785.
  4. ^ Бенджамин, Парк (1898 г.). История электричества (интеллектуальный рост электричества) с древних времен до времен Бенджамина ФранклинаС. 470–71. Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья.
  5. ^ «Лекции Стивена Грея», блог Школы физических наук в Кенте, https://blogs.kent.ac.uk/spskent/stephen-gray-lectures/ (по состоянию на 4 июля 2018 г.).

дальнейшее чтение

внешняя ссылка