Бенджамин Франклин: просветитель, ученый и изобретатель

Мало кто знает, что Бенджамин Франклин был не только политиком, но и ученым. Из-за того, что портрет Франклина изображен на 100-долларовой купюре многие думают, что он был президентом США, однако это не так.

Он не бы президентом, но совершил при жизни очень много. Он был просветителем, ученым, государственным деятелем, руководителем революционного движения в Америке, одним из авторов Декларации независимости США и Конституции 1787 года, основателем первой в Северной Америке публичной библиотеки, Американского философского общества Пенсильванского университета. С его именем связано становление и развитие американской журналистики.

Именно его перу принадлежат такие известные крылатые фразы, как "Время - деньги", "Не откладывай на завтра то, что можно сделать сегодня", "Один переезд равен трем пожарам".

Все, чем бы ни занимался Франклин, он делал старательно и добросовестно. Но основной работой, которую он выполнял действительно с удовольствием и для которой практически не оставалось времени, были теоретические исследования и научные эксперименты. Более или менее регулярная его научная деятельность продолжалась недолго - всего пять-шесть лет, и тем более достойны удивления те чрезвычайные результаты, которых он достиг за этот короткий период в самых разнообразных отраслях науки.

Бенджамин Франклин появился на свет 17 января 1706 года в Бостоне в многодетной семье. Он был 15 ребенком своего отца Джозайи, который приехал за океан из Англии, занимаясь производством мыла и свечей. Непростое финансовое положение не позволяло родителям обеспечить детям хорошее образование, но для пытливого ума Бенджамина, это не стало серьезной преградой. Он самостоятельно освоил школьный курс, параллельно трудясь подмастерьем в типографии. Детские впечатления, полученные на работе, на всю жизнь привьют любовь к печатному делу.

В юношеские годы будущий политик стал печататься в газете, издаваемой его братом. Но свои статьи писал под псевдонимом «миссис Сайленс Дугуд», так как он не давал добро на публикации. В 1728 году Франклин создает небольшой дискуссионный кружок «Клуб кожаных фартуков», спустя 20 лет превратившийся в Американское философское общество. В его работе принимали участие многие известные ученые, в том числе и российские.

В эти годы Франклин издает собственную газету «The Pennsylvania Gazette», а также создал добровольческую пожарную команду и открыл первую в стране публичную библиотеку. В ней обслуживались все желающие, и чтобы облегчить труд библиотекарей, он придумал деревянный шест со специальным захватом на конце, помогавший снимать книги с верхних стеллажей.

Печь Франклина

Наряду с активной общественно-политической деятельностью, журналистикой, писательством и дипломатией Бенджамин навсегда остался в памяти как талантливый изобретатель и ученый, который внес немалый вклад в развитие науки.

Одно из самых известных его творений – Печь Франклина («Пенсильванский камин»). Это экономичное обогревательное устройство предназначено для использования в жилых помещениях. Причиной ее создания стала низкая эффективность распространенных в американских колониях английских печей. Они изначально предназначалась для более мягкого климата – дымоход выводился с внешней стороны дома, что приводило к критично высоким теплопотерям.

Свою печь изобретатель изготовил из чугуна, обладающего хорошей теплоотдачей. Она находилась в центральной части помещения, а ее дымоход был дополнительным источником тепла, так как располагался внутри дома. Внесенные конструктивные изменения позволили сократить расход топлива. В результате устройство, потребляя на 2/3 меньше дров, давало в два раза больше тепла, нежели английские аналоги.

Воздух для горения подавался в печь снаружи по специально созданному каналу («холодный дымоход»), что позволяло максимально сохранять в помещении теплый воздух. В последующем первый вариант печи, созданный в 1742 году, был доработан Д. Ритернхаусом, оснастившим изделие угловыми панелями и L-образным дымоходом.

Чтобы увеличить продажи своих печей, Франклин в 1744 году пишет большую статью, в которой подробно излагает их преимущества и принцип действия. Ему поступает предложение запатентовать свое изобретение, но Бенджамин отказался, чтобы печью смогли пользоваться все, кто хочет.

Изучение природного электричества. Изобретение молниеотвода

До середины XVIII века электрическая природа молнии оставалась за пределами научных изысканий, так как это явление связывали с некими естественными причинами. Одним из первых усомнился в этом именно Франклин, который провел ставший знаменитым опыт с воздушным змеем.

В мае 1752 года он вместе с сыном во время грозы запустил воздушного змея, основу которого составлял деревянный каркас, обтянутый шелком. На его конце находился маленький металлический штырь (проводник). Устройство было привязано бичевкой, соединенной у земли с ключом от замка. Он использовался в качестве предмета с заостренными участками, на которых проходил визуальный коронный разряд. В ходе эксперимента Франклин планировал спровоцировать удар молнии в стержень, который должен передать часть заряда по мокрой веревке ключу у земли. Ударившая в змея молния создала вокруг ключа ореол, что стало прямым доказательством электрической природы явления.

Проведенный опыт был очень рискован, но Франклину удалось остаться целым и невредимым – помогли прочные знания в области электричества. В ходе эксперимента он находился за окном своего дома, отгородив себя от зоны поражения. Результаты исследования легли в основу изобретения громоотвода – одного из самых распространенных ныне устройств. Свои размышления на эту тему Франклин направил британским ученым, которые вызвали лишь отторжение с их стороны. Поддержали изобретателя только во Франции, где переводчик его трудов Т.-Ф. Делиба успешно установил конструкцию по схемам Бенджамина.

Сам Франклин поместил молниеотвод на крыше своего филадельфийского дома. Он представлял собой металлический остроконечный стержень высотой в 9 футов, который соединялся с колодцем железной проволокой. Она была проведена через жилую комнату и соединялась со звонком, который подавал сигнал в случае удара. Постепенно громоотводы стали устанавливать во многих домах США.

Франклин выдвинул идею электродвигателя и показал действие электростатического колеса. Колесо Франклина представляет собой устройство, которое вращается под влиянием электростатических сил. Оно функционирует на основе силы отталкивания, возникающей вокруг заряженного проводника. В сильном поле рядом с его острием происходит поляризация молекул, которые притягиваются в эту область, что вызывает эффект электрического ветра.

Также ученый первым использовал электрическую искру для взрыва пороховой массы и сумел объяснить принцип действия лейденской банки. Последняя является первым конденсатором, который разработал голландский изобретатель Питер ван Мушенбрук. Франклин установил, что ключевую роль в ней выполняет диэлектрик, разделяющий проводящие обкладки.

Изобретения в области оптики

Имя Франклина хорошо известно в профессиональной среде офтальмологов благодаря бифокальным очкам, которые до сих пор широко применяются в оптометрии. Бенджамина натолкнула на мысль о создании новинки поломка собственных очков, что позволило ему провести ряд экспериментов. Сам изобретатель страдал пресбиопией и дальнозоркостью. Таким пациентам как раз показаны бифокальные очки либо необходимо пользоваться сразу двумя парами, что не всегда удобно.

Конструктивно бифокальные очки выполняются из двух частей – нижняя обеспечивает фокус на близкое расстояние, а верхняя позволяет смотреть вдаль. Их используют как для чтения, так и с целью выполнения работы на близком расстоянии.

Стеклянная гармоника

Музыкальные инструменты издревле изготавливали из различных материалов, но практически никогда не принимали во внимание стекло. В 1757 году в британскую столицу с дипломатическим визитом прибыл Франклин. Ряд исследователей утверждают, что идея изобретения пришла к Бенджамину после концерта Э. Дэлэйвела и австрийского композитора Глюка, выступавшего с большим успехом по всей Европе с «музыкальными стаканчиками», которые сконструировал некто Р. Пакрич.

Франклин решил усовершенствовать приспособление, чтобы на нем могли играть любые люди, а не только специально обученные. Его гармоника состояла из ряда стеклянных полусфер, которые были нанизаны на специальный металлический вал. Он вращался от ножного рычага, при этом нижняя часть полусфер погружалась в воду. Исполнитель прикладывал пальцы на различные полусферы, создавая мелодичный звук. Расположение импровизированных клавиш было аналогичным классическому роялю. Франклин вместе со своим изобретением дал несколько концертов в Европе. Успех был фантастическим, зрители принимали инструмент на ура, а гармоника в ближайший век будет неотъемлемой частью симфонического оркестра. Ряд выдающихся композиторов (Берлиоз, Бетховен, Рубинштейн, Чайковский) писали свои опусы специально для «звучащего стекла».

В видео ниже можно услышать, как звучит стеклянная гармоника при исполнении фрагмента из Щелкунчика «Танец феи Драже» (П. И. Чайковский).

Другие изобретения и предложения

Франклину принадлежал патент на изобретение кресла-кочалки. Как это часто бывало с ним, изобретение произошло довольно случайно. Однажды направляясь домой, он увидел, как мать укачивала малыша и захотел вернуться в детство. Бенджамин соединил обычный стул с изогнутыми полозьями, что превратило его в очень удобное приспособление.

Американец был очень занятым человеком, которому катастрофически не хватало времени. Чтобы не быть рабом обстоятельств, он решил управлять временем, придумав собственную систему. Ее реализация позволила стать гораздо эффективнее любого среднестатистического человека. Главная идея модели Франклина – планирование деятельности, направленной на выполнение поставленной цели. Для этого она подразделяется на отдельные задачи – от краткосрочных тактических до долговременных стратегических. Ученый предложил при планировании на день дифференцировать дела по трем основаниям – первоочередные, второстепенные и малозначительные. Таким образом правильно расставляются приоритеты и время используется максимально продуктивно.

Франклину принадлежит серия исследований, связанных со штормовыми ветрами — он выдвинув теорию, объясняющую их появление. Франклин участвовал в изучении Гольфстрима и дал название этому теплому течению, поспособствовав его нанесению на физическую карту. Это случилось во время работы на почте. Наблюдательный американец заметил, что почтовые рассылки доставляются в Нью-Йорк значительно дольше, нежели в Ньюпорт. По его инициативе моряки стали наносить результаты на карту, обозначая траекторию теплого течения.

Бенджамину принадлежит идея перехода на летнее время и страхования собранного урожая. Плодовитый американец был причастен к созданию одометра, с помощью которого измеряется количество оборотов колеса и, таким образом, вычисляется пройденное расстояние.

Вот за выдающиеся заслуги, его портрет изображен на купюре в 100 долларов

Выходец из народа, пятнадцатый ребенок в семье, Бенджамин Франклин пользовался действительно всенародной любовью. Никого в стране за ее историю не хоронили с такой честью, как Франклина. Он умер 17 апреля 1790 года в Филадельфии. На церемонии прощания с выдающимся соотечественником присутствовали порядка 20 тысяч человек, при этом тогда в городе проживало всего 33 тысячи. Конгресс США объявил двухмесячный траур по всей стране. И как можно не уважать Человека, который все время жил по сформулированным им принципу: "Самые желанные Богу дела - это добрые дела ради людей"!

Интересные факты

• Франклин, активно занимавшийся рискованными экспериментами с молниями, все же получил удар, но совершенно случайно и без особых последствий.
• Безграничный талант Бенджамина, его интерес ко многим сферам позволили говорить, что Франклинов было несколько и все они близнецы.
• Бенджамин автор одного из самых известных афоризмов: «Время – деньги».
• В честь легендарного американца назван психологический «эффект Бенджамина Франклина». Он заключается в том, что человек, сделавший добро другому, с высокой долей вероятности вновь ему поможет, нежели будет рассчитывать на его помощь.
• Франклин ввел в широкий оборот обозначение электрически заряженных состояний как – (минус) и + (плюс).
• Уже в преклонном возрасте Франклин написал подробную автобиографию, в которой раскрыл некоторые секреты своих успехов.

• Американец нередко рассуждал о возможности в будущем «путешествовать в бочке мадеры», подспудно предсказав появление крионики.
• Решением Всемирного Совета имя Франклина было причислено к категории выдающихся представителей человечества.
• Франклин один из двух политических деятелей США (вместе с А. Гамильтоном) которые удостоились быть изображенными на денежных купюрах, никогда не занимая поста главы государства.
• Бенджамин стоял у истоков знаменитого Пенсильванского университета, продвигая образовательную программу, которая ориентировала на фундаментальную подготовку выпускников для общественной службы. Здесь по примеру европейских вузов была реализована система многодисциплинарного образования.