Stephen Gray (vědec) - Stephen Gray (scientist)
Stephen Gray | |
---|---|
narozený | Prosince 1666 Canterbury, Kent, Anglie |
Zemřel | 7. února 1736 Londýn, Anglie | (ve věku 69)
Národnost | Angličtina |
Známý jako | Být „otcem“ elektřiny Elektrická vodivost |
Ocenění | Copleyho medaile (1731, 1732) |
Vědecká kariéra | |
Pole | Chemie astronomie |
Instituce | Trinity College, Cambridge |
Akademičtí poradci | Roger Cotes John Theophilus Desaguliers |
Vlivy | John Flamsteed |
Stephen Gray (Prosinec 1666 - 7. února 1736) byl Angličan barvíř a astronom s kým jako první systematicky experimentoval elektrické vedení. Až do své práce v roce 1729 byl kladen důraz na jednoduchou generaci statický náboje a zkoumání statických jevů (elektrické šoky, plazmové záře atd.). Nejprve také rozlišoval mezi vedením a izolací a objevil akce na dálku fenomén elektrostatická indukce.
Časný život
Gray se narodil v Canterbury v Kentu a po nějaké základní školní docházce se učil u svého otce (a později jeho staršího bratra) v oboru barvení látek. Jeho zájmy byly v přírodních vědách a zejména v astronomii; dokázal se vzdělávat v těchto rozvíjejících se oborech, zejména prostřednictvím bohatých přátel v okrese, kteří mu poskytli přístup do jejich knihoven a vědeckých nástrojů. Věda byla v této době velmi koníčkem bohatého muže.
Zaostřil své vlastní čočky a zkonstruoval svůj vlastní dalekohled a pomocí tohoto nástroje učinil řadu menších objevů (zejména v oblasti slunečních skvrn), které si získaly pověst přesnosti svých pozorování. Některé z jeho zpráv zveřejnila královská společnost prostřednictvím agentury přítele Henryho Hunta, který byl členem sekretariátu Společnosti.
Úvod do Flamsteed
Některý Grayův výstup si všiml John Flamsteed, příbuzný některých Kentových přátel Graye a prvního Angličana Astronom Royal, který stavěl nový Královská greenwichská observatoř. Flamsteed se pokoušel vytvořit podrobnou a přesnou hvězdnou mapu nebes v naději, že to nakonec vyřeší problém určení zeměpisné délky pro oceánské navigátory. Gray mu pomohl s mnoha pozorováními a výpočty (možná bez zaplacení).
Gray a Flamsteed se stali stálými korespondenty a přáteli a zdá se, že to Grayovi způsobovalo problémy při formálním přijímání do světa vědy. Flamsteed byl zapojen do dlouhodobého sporu se sirem Isaac Newton přes přístup k předběžným datům hvězdného grafu. Toto se převalilo a stalo se frakční válkou v královská společnost, kterému Newton dominoval (prakticky bez Flamsteeda a jeho spolupracovníků) po celá desetiletí.
Gray chvíli pracoval na druhé anglické observatoři, která byla postavena v Cambridge, ale špatně to řídil Newtonův přítel a spolupracovník, Roger Cotes; projekt se nakonec zhroutil a Grayovi zbývalo jen málo možností, než se vrátit ke svému barvicímu obchodu v Canterbury. Trpěl špatným zdravím, zanedlouho byl v Londýně a pomáhal John Theophilus Desaguliers, pomocník Isaaca Newtona a příležitostně jeden z demonstrantů Královské společnosti. Desaguliers působil jako vědecký konzultant a přednášel po celé zemi a na kontinentu o nových vědeckých objevech; provozoval také penzion pro návštěvu pánů s vědeckými zájmy. Gray nebyl placen Desaguliers, ale poskytoval ubytování výměnou za jeho schopnost diskutovat s strávníky o vědeckých předmětech.
Desaguliersův penzion byl zbořen, aby se uvolnilo místo Westminsterský most a pro Graye zasáhla chudoba. V roce 1720, díky úsilí Johna Flamsteeda a Sir Hans Sloane (pozdější prezident Královské společnosti) se mu podařilo získat důchodovou pozici v Charterhouse,[1] domov opuštěných pánů, kteří sloužili ve své zemi, spojený také s chlapeckou školou. Během této doby začal znovu experimentovat se statickou elektřinou, používal skleněnou trubici jako generátor tření.
Objevy vedení
Jednou v noci ve svých pokojích Charterhouse si všiml, že korek na konci jeho tuby (potřebný k udržení vlhkosti a prachu) generuje přitažlivou sílu na malé kousky papíru a plevy, když se trubice otírá. Za normálních okolností by korek nesl elektrický náboj, ale klimatické podmínky a rozdíly v materiálech znamenaly, že korek akumuloval náboj. Když natáhl korek vložením malé tyčinky jedle, náboj se projevil na konci tyčinky a poté se na konci uvízl na slonovinové kouli (perforované otvorem). zkusil delší tyčinky a nakonec přidal délku mastné konopné smečky spojené se slonovinovou koulí. V tomto procesu zjistil, že „elektrická ctnost“ nebyla jen „statickým“ fenoménem (jako místní píchnutí), ale spíše tekutinou podobnou látkou, která by přenášela vzdálenost. Koncová koule ze slonoviny by stále působila tak, aby přitahovala lehké předměty stejným způsobem jako trubice z elektrifikovaného skla.
Během příštích několika dní rozšířil dosah svého nitkového drátu (měl jen krátký kus drátu a nerozuměl významu kovu jako dirigenta) a zjistil, že se bude nosit z jeho balkonu dolů na nádvoří níže. Zjistil, že elektřina bude cestovat kolem ohybů v niti a že vypadá, že není ovlivněna gravitací. Byl také schopen přenášet náboje na kovové předměty (poker, kleště, konvice atd.), Které byly v té době obecně považovány za „neelektrické“, protože nemohly generovat ani zadržet statický náboj. Zjistil také, že hedvábí nebude nést „ctnost“, zatímco silnější nit a drát mohou.
Poté mezi 30. červnem a 2. červencem 1729, když byl v Kentu, rozšířil tuto první elektrickou síť a učinil mnoho nových objevů. Na návštěvě reverenda Granville Wheler, bohatý přítel, člen Královské společnosti a příbuzný Famsteed, oba muži rozšířili vodivé experimenty skrz vlákno šněrované nahoru a dolů po celé velké galerii v Whelerově zámečku, Otterden Place v Kent. V procesu Gray a Wheler objevili důležitost izolace jejich „vodiče“ niti od zemního kontaktu (stěny domu) pomocí hedvábí pro zavěšení. Všimli si, že pokud byl použit vodič k uchycení vlákna, unikla veškerá „elektrická ctnost“. Zpočátku si mysleli, že rozdíl byl způsoben relativními tloušťkami hedvábí, nití a drátu, ale později si uvědomili, že samotné hedvábí je mnohem méně vodivé než drát - proto použili pouze hedvábí na podporu (a tím izolaci) konopného balíčku - vlákno použité jako jejich hlavní vodič.
Následujícího dne upustili nit z věže domu na zahradu a poté ji roztáhli přes výběh do vzdálenosti 800 stop pomocí spárovaných zahradních kolíků s krátkým rozpětím hedvábí, aby se nit vlákna nedotkla země.[2][3]:242–247 Wheler to oznámil mnoha svým přátelům z Královské společnosti a Gray napsal všechny podrobnosti v dopise Desaguliersovi.
Z těchto experimentů přišlo pochopení role, kterou hrají dirigenti a izolátoři (jména používaná Desaguliers). Dva francouzští vědci, Abbe Nollet a C.F. du Fay, navštívil Graye a Whelera v roce 1732, viděl experiment a vrátil se do Francie, kde du Fay formuloval první komplexní teorii elektřiny nazvanou teorie „dvou tekutin“. Tuto teorii prosazoval Nollet a na nějaký čas ji přijala většina experimentátorů v Evropě; později to bylo vylepšeno a poté nahrazeno nápady anglických experimentátorů John Bevis a William Watson, který byl v korespondenci s Benjamin Franklin je ve skupině Philadelphie. Společně vymysleli teorii jedné tekutiny / dvoustavy: prakticky nadbytek nebo absence jedné tekutiny, kterou Watson později nazval pozitivní a negativní. Tyto myšlenky odpovídaly faktům o něco lépe než koncept dvou tekutin, zejména po vynálezu Leyden Jar a tato teorie jedné tekutiny nakonec zvítězila. Nyní víme, že oba byly téměř stejně nesprávné.
Gray pokračoval k dalším elektrickým objevům, nejpozoruhodnější byla elektrická indukce (vytváření elektrického náboje v zavěšeném předmětu bez kontaktu). Tento experiment byl v Evropě široce oslavován jako slavná demonstrace „Flying Boy“: chlapec byl zavěšen na hedvábných šňůrách a poté nabitý Grayem, který mu přiblížil otřenou trubici (statický elektrický generátor) k nohám chlapce, ale bez dotyku. Gray ukázal, že chlapcova tvář a ruce stále přitahovaly plevy, papír a další materiály.[4] Gray si jistě uvědomil, že fenomén „elektrické ctnosti“ je stejný jako blesk (stejně jako většina experimentátorů), mnoho let předtím, než Franklin „letěl svého draka“, a francouzští experimentátoři Dilibard a Delor zachytil blesk v Leyden Jar.
Když Sloane převzal královskou společnost po Newtonově smrti, Gray opožděně obdržel uznání, které mu dříve odepřeno. Gray byl příliš chudý na to, aby platil příspěvky, takže nebyl členem Královské společnosti a mnoho z jeho experimentů bylo využito a stalo se součástí demonstračního repertoáru Desaguliers. Existuje také příběh, že mu bylo odepřeno uznání newtonskou frakcí uvnitř Královské společnosti kvůli jeho vazbám na Flamsteed (který byl neustále ve sporu s Isaacem Newtonem), ale toto lze odmítnout jako vysoce nepravděpodobné: Newton zemřel v březnu 1727 , téměř dva roky před tím, než Gray zahájil své experimenty s vedením, a Hans Sloan, který po Newtonově smrti řídil Královskou společnost, byl Grayovým přítelem a finančním podporovatelem. Faktem je, že elektřina nebyla v té době považována za tak důležitou a časopis Společnosti nebyl kvůli finančním omezením několik let vydáván.
Sloan se aktivně podílel na propagaci Graye, který jako první obdržel Královskou společnost Copley medaile v roce 1731 za jeho práci na vedení a izolaci a také jeho druhý v roce 1732 za jeho indukční experimenty. V roce 1732 ho Královská společnost také přijala za čestného člena; zemřel opuštěný o několik let později, v roce 1736.
Po jeho smrti
Navzdory důležitosti svých objevů (lze tvrdit, že byl vynálezcem elektrických komunikací) se mu dostalo malého uznání, údajně kvůli frakčnímu sporu v královská společnost a dominance Newtonianismus. V době, kdy byla Grayova priorita veřejně uznána, experimenty s elektřinou pokračovaly a lidé se více zajímali o velkolepé výkony Franklina a dalších o zachycení blesku v jejich Leydenských sklenicích. Grayovy objevy měly tendenci vypadat malicherně, a proto mají někteří historici tendenci jeho dílo přehlížet.
Grayovi neexistuje žádná památka a malé uznání toho, čeho dosáhl ve svých vědeckých objevech. Předpokládá se, že je pohřben ve společném hrobě na starém londýnském hřbitově, v oblasti vyhrazené pro chudé důchodce z Charterhouse. V roce 2017 byla Škola fyzikálních věd při University of Kent, v Canterbury, zahájil v jeho paměti přednášky Stephena Graye.[5]
Reference
- ^ Michael Ben-Chaim, 'Gray, Stephen', Oxfordský slovník národní biografie, Oxford University Press, 2004
- ^ Bernal, John Desmond (1997). Historie klasické fyziky: Od starověku ke kvantu, str. 284. Barnes & Noble Books. ISBN 0-7607-0601-8.
- ^ Heilbron (1. ledna 1979). Elektřina v 17. a 18. století: Studie fyziky raného novověku. ISBN 9780520034785.
- ^ Benjamin, Park (1898). Historie elektřiny (intelektuální vzestup elektřiny) od starověku po dny Benjamina Franklina, str. 470–71. New York: John Wiley & Sons.
- ^ „Přednášky Stephena Graye“, škola fyzikálních věd v blogu Kent, https://blogs.kent.ac.uk/spskent/stephen-gray-lectures/ (zpřístupněno 4. července 2018).
Další čtení
- David H. Clark a Stephen H.P. Clarku, Newtonova tyranie: potlačené vědecké objevy Stephena Graye a Johna Flamsteeda, W. H. Freeman, 2001 ISBN 0-7167-4701-4 Recenzováno v Peck, M. (2004). „Recenze Newtonovy tyranie: potlačené vědecké objevy Stephena Graye a Johna Flamsteeda (AIAA)“. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 27 (4): 734–735. doi:10.2514/1.11197.; „Newtonova tyranie: potlačené vědecké objevy Stephena Graye a Johna Flamsteeda - Mark Silverman“. Citováno 21. října 2016..
- Cohen, I.Bernard (1. května 1954). „Zanedbané zdroje pro život Stephena Graye (1666 nebo 1667–1736)“. Isis. 45 (1): 41–50. doi:10.1086/348285. ISSN 0021-1753. S2CID 145655985.
- „Stephen Gray: První Copleyův medailista“. Příroda. 22. února 1936.
- Sergio Luiz Bragatto Boss; Joao Jose Caluzi (2010). „Uma breve biografia de Stephen Gray (1666–1736)“. Revista Brasileira de Ensino de Fisica. 32 (1): 1602. doi:10.1590 / S1806-11172010000100021.
- Clark, David H .; Murdin, Lesley (1979). „Záhada astronoma a vědce Stephena Graye (1666–1736)“. Průhledy v astronomii. 23 (4): 351–404. Bibcode:1979VA ..... 23..351C. doi:10.1016/0083-6656(79)90018-7.
- David R Lewis (2015). „STEPHEN GREY (1666–1736) canterburský farář a amatérský vědec“.
- „Projekt Galileo: Stephen Gray“. Citováno 21. října 2016.