Стивен Грей (ученый)
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Июль 2021 г. ) |
Стивен Грей | |
|---|---|
| Рожденный | Декабрь 1666 г. Кентербери, Кент , Англия |
| Умер | 7 февраля 1736 г. (69 лет) Лондон, Англия |
| Национальность | Английский |
| Известный | Быть «отцом» электричества Электропроводность |
| Награды | Медаль Копли (1731, 1732) |
| Научная карьера | |
| Поля | Химия астрономия |
| Учреждения | Тринити-колледж, Кембридж |
| Научные консультанты | Роджер Коутс Джон Теофил Дезагульерс |
Стивен Грей (декабрь 1666 — 7 февраля 1736) — английский красильщик и астроном , который первым систематически экспериментировал с электропроводностью . До его работы в 1729 году основное внимание уделялось простой генерации статических зарядов и исследованию статических явлений (электрических ударов, свечения плазмы и т. д.). Грей показал, что электричество можно проводить через металлы и что оно появилось на поверхности изоляторов.
Ранний период жизни
[ редактировать ]Грей родился в Кентербери, Кент, и после некоторого базового образования он поступил в ученики к своему отцу (а позже и к старшему брату) по красильному делу. Его интересы лежали в области естественных наук и особенно астрономии; ему удалось получить образование в этих развивающихся дисциплинах, в основном благодаря богатым друзьям в округе, которые предоставили ему доступ к своим библиотекам и научным инструментам. В то время наука была хобби богатых людей.
Он отшлифовал свои линзы и сконструировал свой телескоп, а с помощью этого инструмента сделал ряд мелких открытий (в основном в области солнечных пятен), завоевав репутацию человека, обладающего точностью своих наблюдений. Некоторые из его отчетов были опубликованы Королевским обществом через посредство друга Генри Ханта, который был членом секретариата Общества.
Введение в Флемстид
[ редактировать ]Некоторые из результатов Грея привлекли внимание Джона Флемстида , родственника некоторых кентских друзей Грея и первого английского королевского астронома , который строил новую Королевскую Гринвичскую 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 помогал ему со многими наблюдениями и расчетами (возможно, без оплаты).
Грей некоторое время работал над второй английской обсерваторией, строившейся в Кембридже , но ею плохо управлял друг и соратник Ньютона Роджер Коутс ; проект в конце концов рухнул, и у Грея не осталось другого выбора, кроме как вернуться к своей красильной профессии в Кентербери. Страдая от плохого здоровья, вскоре он оказался в Лондоне, помогая Джону Теофилу Дезагулье , помощнику Исаака Ньютона и иногда одному из демонстрантов Королевского общества. Дезагулье выступал в качестве научного консультанта, читая по стране и на континенте лекции о новых научных открытиях; он также содержал пансион для приезжих джентльменов с научными интересами. Дезагулье не заплатил Грею, но предоставил ему жилье в обмен на его способность обсуждать научные темы с жильцами.
Пансион Дезагулье был снесен, чтобы освободить место для Вестминстерского моста , и Грею помешала бедность. В 1720 году стараниями Джона Флемстида и сэра Ханса Слоана (впоследствии президента Королевского общества) ему удалось получить пенсионную должность в Чартерхаусе . [1] дом для обездоленных джентльменов, служивших своей стране, а также связанный со школой для мальчиков. В это время он снова начал экспериментировать со статическим электричеством, используя стеклянную трубку в качестве генератора трения.
Открытия проводимости
[ редактировать ]Однажды ночью в своей комнате в Чартерхаусе он заметил, что пробка на конце его трубки (необходимая для защиты от влаги и пыли) создает силу притяжения к маленьким кусочкам бумаги и соломе, когда трубку протирают. Обычно пробка не несла электрического заряда, но климатические условия и различия в материалах привели к тому, что пробка накапливала заряд. Когда он вытянул пробку, вставив в нее небольшую еловую палочку, заряд проявился на конце палочки, а затем на шарике из слоновой кости (с дырочкой) он застрял на конце. Он попробовал палки подлиннее и, наконец, добавил кусок промасленной конопляной нити, соединенной с мячом из слоновой кости. В процессе он обнаружил, что «электрическая сила» — это не просто «статическое» явление (например, локальный укол), а скорее жидкость, подобная субстанции, которая может переноситься на расстояние. Шарик из слоновой кости на конце по-прежнему будет притягивать легкие предметы так же, как наэлектризованная стеклянная трубка.
В течение следующих нескольких дней он расширил радиус действия своей проволоки (у него был только короткий кусок проволоки, и он не понимал значения металла как проводника) и обнаружил, что она может донести его с балкона до двора. ниже. Он обнаружил, что электричество может перемещаться по изгибам нити и что на него не влияет гравитация. Он также был способен передавать заряды металлическим предметам (кочерге, щипцам, чайнику и т. д.), которые в те времена обычно считались «неэлектрическими», поскольку не могли генерировать или удерживать статический заряд. Он также обнаружил, что шелк не несет в себе «добродетели», в то время как более толстая нить и проволока могут.
Затем, с 30 июня по 2 июля 1729 года, находясь в Кенте, он расширил эту первую электрическую сеть и сделал много новых открытий. Во время визита к преподобному Грэнвиллу Уилеру , богатому другу, члену Королевского общества и родственнику Флемстида, двое мужчин продолжили эксперименты по проводимости с помощью нити, протянутой вверх и вниз по длине большой галереи в особняке Уэлера на Оттерден-Плейс . в Кенте . В процессе Грей и Уилер обнаружили важность изоляции «проводника» своей нити от контакта с землей (стеной дома) с помощью шелка для подвешивания. Они заметили, что если для поддержки нити пакета использовалась проволока, вся «электрическая сила» уходила. Первоначально они думали, что разница связана с относительной толщиной шелка, нити и проволоки, но позже они поняли, что сам шелк обладает гораздо меньшей проводимостью, чем проволока, поэтому они использовали только шелк для поддержки (и, таким образом, изоляции) пенькового компресса. -нить, используемая 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 отрезками шелка, чтобы нить вьюка не касалась земли. [2] [3] : 242–247 Уилер сообщил об этом многим своим друзьям из Королевского общества, а Грей написал все подробности в письме Дезагулье.
В результате этих экспериментов пришло понимание роли проводников и изоляторов (названия, примененные Дезагулье). 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 Фэй сформулировал первую всеобъемлющую теорию электричества, названную теорией «двух жидкостей». Эту теорию отстаивал Нолле и какое-то время принимало большинство экспериментаторов в Европе; позднее она была уточнена, а затем вытеснена идеями английских экспериментаторов Джона Бевиса и Уильяма Уотсона , ведших переписку с Бенджамина Франклина группой в Филадельфии . Они совместно разработали теорию «одной жидкости/двух состояний»: фактически, сверхизбытка или отсутствия одной жидкости, которую Уотсон позже назвал положительной и отрицательной. Эти идеи немного лучше соответствовали фактам, чем концепция двух жидкостей, особенно после изобретения Лейденской банки , и эта теория одной жидкости в конечном итоге возобладала. Теперь мы знаем, что оба были почти одинаково неправы.
Электростатическая индукция
[ редактировать ]
Грей продолжал делать новые электрические открытия, наиболее заметным из которых была электрическая индукция (создание электрического заряда в подвешенном объекте без контакта). В 1729 году Грей показал, что «Электрическое напряжение» стеклянной трубки может передаваться через металл к другому телу. Это было первое доказательство того, что электричество — это не свойство стеклянной трубки, а некая жидкость. В том же году Грей создал два дубовых куба: сплошной и полый; наблюдение за тем, что они имеют одинаковые электрические свойства, показало, что электричество носит поверхностный, а не объемный характер. [5] : 42
Этот эксперимент широко отмечался по всей Европе как знаменитая демонстрация «Летающего мальчика»: мальчика подвешивали на шелковых шнурах, а затем заряжал Грей, поднося свою протертую трубку (статический электрический генератор) близко к ногам мальчика, но не касаясь его. [6] Грей показал, что лицо и руки мальчика все еще притягивали солому, бумагу и другие материалы. Грей отметил, что потрескивание «электрической силы» напоминало молнию (как и другие экспериментаторы), предвещая великие открытия Бенджамина Франклина полвека спустя. [4] : 489
Премия Копли
[ редактировать ]Когда после смерти Ньютона Слоан возглавил Королевское общество, Грей с опозданием получил признание, в котором ему было отказано ранее. Грей был слишком беден, чтобы платить взносы, поэтому он не был членом Королевского общества, и многие из его экспериментов были подхвачены и стали частью демонстрационного репертуара Дезагулье. 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 отвергнуть как маловероятное: Ньютон умер в марте 1727 года. , почти за два года до того, как Грей начал свои эксперименты по проводимости, а Ганс Слоан, который руководил Королевским обществом после смерти Ньютона, был другом и финансовым сторонником Грея. Дело в том, что в то время электричество не считалось таким важным, и журнал Общества не издавался пару лет из-за финансовых ограничений.
Королевского общества Слоан принял активное участие в продвижении Грея, который получил первую медаль Копли в 1731 году за свои работы по проводимости и изоляции, а также вторую в 1732 году за свои индукционные эксперименты. В 1732 году Королевское общество также признало его почётным членом; он умер в нищете несколько лет спустя, в 1736 году.
После его смерти
[ редактировать ]Здесь нет памятника Грею и мало признания того, чего он достиг в своих научных открытиях. Считается, что он похоронен в общей могиле на старом лондонском кладбище, в зоне, отведенной для нищих пенсионеров из Чартерхауса . В 2017 году Школа физических наук Кентского университета в Кентербери инициировала проведение лекций Стивена Грея в его память. [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Майкл Бен-Хаим, «Грей, Стивен», Оксфордский национальный биографический словарь , Oxford University Press, 2004 г.
- ^ Бернал, Джон Десмонд (1997). История классической физики: от античности до квантовой , с. 284. Барнс и Нобл Букс. ISBN 0-7607-0601-8 .
- ^ Хайльброн (1 января 1979 г.). Электричество в 17 и 18 веках: исследование ранней современной физики . Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520034785 .
- ^ Jump up to: а б Бенджамин, Парк (1898). История электричества (интеллектуальный подъем электричества) от древности до времен Бенджамина Франклина , стр. 470–71. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.
- ^ Уиттакер, Эдмунд Т. (1989). История теорий эфира и электричества. 1: Классические теории (Ред.). Нью-Йорк: Dover Publ. ISBN 978-0-486-26126-3 .
- ^ Бертуччи, Паола (сентябрь 2007 г.). «Искры в темноте: притяжение электричества в восемнадцатом веке» . Стараться . 31 (3). Эльзевир: 88–93. doi : 10.1016/j.endeavour.2007.06.002 . ПМИД 17681376 . S2CID 271131 .
- ^ «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
[ редактировать ]
- Дэвид Х. Кларк и Стивен Х. П. Кларк, Тирания Ньютона: подавленные научные открытия Стивена Грея и Джона Флемстида , WH Freeman, 2001 ISBN 0-7167-4701-4 Проверено в Пек, М. (2004). «Обзор тирании Ньютона: подавленные научные открытия Стивена Грея и Джона Флемстида (AIAA)». Журнал руководства, контроля и динамики . 27 (4): 734–735. дои : 10.2514/1.11197 . ; «Тирания Ньютона: подавленные научные открытия Стивена Грея и Джона Флемстида - Марк Сильверман» . Проверено 21 октября 2016 г. .
- Коэн, И. Бернард (1 мая 1954 г.). «Заброшенные источники жизни Стивена Грея (1666 или 1667–1736)». Исида . 45 (1): 41–50. дои : 10.1086/348285 . ISSN 0021-1753 . S2CID 145655985 .
- «Стивен Грей: первый медалист Копли» . Природа . 137 (3460): 299. 22 февраля 1936 г. Бибкод : 1936Natur.137..299. . дои : 10.1038/137299a0 . S2CID 26761896 .
- Серхио Луис Брагатто Босс; Жоао Хосе Калузи (2010). «Краткая биография Стивена Грея (1666–1736)» . Бразильский журнал преподавания физики . 32 (1): 1602. doi : 10.1590/S1806-11172010000100021 . hdl : 11449/8409 .
- Кларк, Дэвид Х.; Мердин, Лесли (1979). «Загадка астронома и ученого Стивена Грея (1666–1736)». Перспективы в астрономии . 23 (4): 351–404. Бибкод : 1979ВА.....23..351С . дои : 10.1016/0083-6656(79)90018-7 .
- Дэвид Р. Льюис (2015). «СТИВЕН ГРЕЙ (1666–1736) Кентерберийский красильщик и ученый-любитель» .
- Стивен Уильямсон (2022) «Новый свет на Стивена Грея, члена Королевского общества (1666–1736), красильщика из Кентербери». Археология Кантиана. CXLIII: 292–304.
- «Проект Галилео: Стивен Грей» . Проверено 21 октября 2016 г.
