«Тождество электричеств»

Как-то раз, придя в лабораторию, Фарадей на листках бумаги написал вопросы, относящиеся к химическому действию тока и подлежащие разрешению. На первом листке значилось: «тождество электричеств». Фарадей так всегда приступал к изучению какой-либо проблемы: составлял перечень вопросов в том порядке, в каком намеревался проводить опыты. По мере выполнения опытов он делал пометки на листках и откладывал их в сторону.

В этот день, как он писал потом, ход исследований по электричеству привел его «к такому моменту, когда для продолжения исследований стало существенно, чтобы не оставалось никаких сомнений относительно того, тождественны или различны отдельные виды электричества, возбуждаемые различными способами».

Видов стало уже пять. Человечеству издавна было известно «животное электричество», присущее некоторым рыбам и морским животным. Фарадей даже держал в лаборатории живого ската, демонстрируя желающим этот источник тока. Столь же давно люди наблюдали искры, получающиеся благодаря трению изоляторов. Во времена Фарадея это делалось в электростатических машинах. Со времен Гальвани и Вольты стал известен гальванизм. Он действовал на лапку лягушки, вызывал нагревание проводников, разлагал соли, кислоты и щелочи, действовал на магнитную стрелку.

Недавно Зеебек открыл термоэлектричество - четвертый источник тока. И вот теперь сам Фарадей открыл пятый способ получения тока - магнитоэлектричество.

Но что же такое электричество? В чем его сущность? Одни ученые, например Вольта, Риттер, Волластон, Страхов, считали все известные им виды электричества тождественными, другие, например Дэви, - различными. Некоторым казалось: то, что производит вольтов столб, электричеством назвать нельзя - в этом случае надо говорить о гальванизме. В учебных пособиях по физике в начале XIX в. можно было встретить самостоятельные разделы «Электричество» и «Гальванизм». И вот теперь пять видов электричества. Одна у них природа или нет? Разнородные вещи гальванизм и магнитоэлектричество или однородные?

Если Фарадей направлял свой интерес на какую-нибудь проблему, он уже не переставал думать о ней и работал до тех пор, пока не находил ответа. Биограф Фарадея английский физик Джон Тиндаль писал о нем: «Он раздражался, когда ему приходилось опираться на факты, хотя бы слегка подверженные сомнению. Он ненавидел так называемое сомнительное знание и всегда старался превратить его в знание несомненное или в совершенное незнание». Прежде всего Фарадей устанавливает виды воздействия электрического тока. Их он находит восемь: физиологическое действие, отклонение магнитной стрелки, способность к намагничиванию, искра, нагревательная способность, химическое действие, притяжение и отталкивание, разряд через нагретый воздух. «Моя задача, - пишет он, - состоит в сравнении электричества от различных источников в отношении способности производить эти действия».

Выполняя простые, но тщательно продуманные опыты, сравнивая обычное и гальваническое электричество, Фарадей приходит к выводу, что способность обычного электричества разряжаться через воздух, особенно нагретый, обусловлена его высоким напряжением. Напряжение между полюсами вольтовой батареи невелико. Но если напряжение увеличить, сделав батарею из 140 пластин и подогреть воздух пламенем спиртовки (а еще лучше сделать его разреженным.), разряд произойдет легко.

Подобные опыты он делает и с другими видами электричества. Результаты опытов сводятся в таблицу. Общий вывод формулируется в работе «Экспериментальные исследования по электричеству»: «...Отдельные виды электричества тождественны по своей природе, каков бы ни был их источник. Явления, присущие пяти перечисленным типам или видам электричества, различаются друг от друга не по своей природе, а лишь количественно».

15 декабря 1832 г. Фарадей представляет Королевскому обществу пробную статью о своих опытах и выводах. В январе 1833 г. он докладывает Обществу о своих исследованиях, которые привели его к выводу о единой природе всех видов электричества, каково бы ни было их происхождение. Ибо все они могут производить все присущие электричеству действия - физиологические, химические, магнитные, световые, механические.

Фарадей был твердо убежден в единстве сил природы. Эта теоретическая предпосылка и побудила его добиваться «превращения магнетизма в электричество». Той же мыслью он руководствовался и в дальнейших своих работах. Он как-то сказал: «Искусство экспериментатора состоит в том, чтобы уметь задавать природе вопросы и понимать ее ответы». Сам он владел этим искусством в совершенстве.