Франкенштейн. Запретные знания эпохи готического романа

Даже с изобретением электростатического генератора и лейденской банки (см. страницу 37) электричество оставалось чем-то вроде джокера в колоде – непредсказуемым и неконтролируемым явлением. Только с изобретением того, что сегодня мы называем батареей, наука об электричестве смогла сделать огромный шаг вперед: появился источник постоянного, контролируемого, доступного по первому требованию электрического тока. Это был, по словам Дэви, «ключ… к тайнам природы». История того, как появилось это изобретение, начинается с мрачной картины: вырванный язык, неестественно извивающийся под воздействием мистической энергии.

Вкус железа

Спор с Гальвани по поводу источника электричества, вызывающего «гальваническую реакцию» (см. страницу 43), побудил Вольту детально исследовать явление, известное как контактная разность потенциалов. Немецкий математик Иоанн Георг Зульцер впервые открыл это состояние в 1752 году. Ученый обнаружил, что если соединить кусок свинца и кусок серебра и положить их на язык, то можно почувствовать характерный вкус, который он описал как похожий на «железный купорос» (сульфат железа). Очевидно, что при этом происходила какая-то химическая реакция, и Вольта решил сам повторить этот эксперимент.

Он начал с собственного языка: покрыл кончик оловянной фольгой, а затем поместил серебряную монету у корня. Когда Вольта протолкнул монету вперед, чтобы она соприкоснулась с фольгой, он ощутил хорошо различимый очень кислый вкус. При этом, однако, не было никаких признаков мышечных спазмов, поэтому Вольта пошел дальше в своем жутковатом эксперименте.

Отрезав язык недавно заколотой овцы под самый корень, Вольта обмотал его оловянной фольгой со стороны среза. Приложив серебряную ложку, ученый заметил, что язык дрогнул, а кончик, внезапно ожив, начал пугающе двигаться. Сначала он приподнялся и сложился, а затем начал дергаться из стороны в сторону.

Эти эксперименты доказали Вольте, что при контакте между двумя металлами на самом деле создавался электрический разряд, и, что имело огромное значение, ученый почувствовал, что кислый вкус, вызываемый контактной разностью потенциалов, ощущался в течение всего времени, пока металлы оставались у него на языке. Предыдущие методы генерации электрического тока, такие как электростатические устройства, могли производить только кратковременные, нерегулярные разряды.

Разобравшись с принципом, Вольта попытался узнать, какие комбинации металлов давали наибольший эффект. При присоединении пластин к ушам и лбу, у него получалось производить звуки и яркие вспышки. Используя электрометр – прибор для измерения электрического потенциала, Вольта обнаружил, что может расположить комбинации металлов в порядке возрастания их потенциалов относительно друг друга, при этом наиболее эффективными оказались медь/серебро и цинк. (Это связано с тем, что медь и серебро сильно притягивают электроны, а цинк отталкивает их). И, что особенно важно, Вольта пришел к выводу, что присутствие некоторых жидкостей, таких как, например, слюна на языке, способствовало переходу электронов между двумя металлами. Подобные жидкости известны под названием электролиты; они содержат заряженные частицы – ионы, которые постоянно двигаются и транспортируют электрический заряд.

«Коронное» достижение вольты

Споры между «анималистами» и «металлистами» были в разгаре. Сторонники Гальвани провели больше экспериментов, подтверждавших правильность их доводов. В 1799 году Вольта ответил на это, создав полностью искусственную модель для демонстрации контактной разности потенциалов, в которой отсутствовали какие-либо органические компоненты. Вместо языка, который обеспечивал влажность, необходимую для того, чтобы ток перетекал между двумя металлами, ученый использовал суконные или картонные диски, смоченные соленой водой. Эти диски он поместил между серебряной (в более поздних версиях использовалась медь) и цинковой пластинами. Одно такое устройство, или элемент, генерировало довольно слабый заряд, но суммарное напряжение, производимое несколькими подобными элементами, могло быть вполне ощутимым. Соответственно, Вольта построил столб из таких пластин, удерживаемый на месте вертикально установленными стеклянными стержнями, – это был первый вольтов столб.

Использование предыдущих способов получения электричества позволяло производить прерывистые разряды, которые, как правило, характеризовались высоким напряжением, но маленькой силой тока, вольтов столб же производил постоянный ток с низким электрическим потенциалом, но большой силой тока. Вольта описал электрический потенциал как «электрическое напряжение», но позднее оно будет измеряться в единицах, названных в честь него вольтами, и иногда называться «вольтаж». Это можно сравнить с водой, текущей по трубе: напряжение, или потенциал, аналогично давлению воды, в то время как сила тока (измеряемая в амперах) аналогична расходу (объему, перетекающему за определенное время).