Алессандро Вольта

Алессандро Вольта (Alessandro Volta) (18 лютого 1745 — 5 березня 1827) — італійський природодослідник, фізик, хімік і фізіолог. Його найважливішим внеском у науку став винахід принципово нового джерела постійного струму, який відіграв визначальну роль у подальших дослідженнях електричних і магнітних явищ. На честь ученого назвали одиницю різниці потенціалів електричного поля — вольт.

Перші роки життя

Алессандро Вольта народився 18 лютого 1745 в Комо поблизу Мілана. Він був четвертою дитиною в сім'ї падре Філіппо Вольти і його таємної дружини Маддалени, дочки графа Джузеппе Інзаге. Маленького Сандріно батьки здали на руки годувальниці, що жила в селі Брунате і "забули" про нього на цілих тридцять місяців. Малюк, що вільно ріс на лоні природи, був жвавим, здоровим, але диким: розповідали, що слово "мама" він вимовив тільки в чотири роки, а нормально заговорив лише років у сім. Але був веселою, доброю і чуйною дитиною. Велика зміна сталася в його житті 1752 року, коли, втративши отця, він опинився в будинку дядька Олександра, соборного каноніка.

За виховання племінника дядько прийнявся серйозно: багато латині, історія, арифметика, правила поведінки і т.д. Плоди виховних зусиль позначилися негайно і були вражаючими. Юний Вольта мінявся на очах! Він захоплено сприймав знання, ставав дедалі товариським і дотепнішим, його цікавило мистецтво, особливо музика. Дитина була дуже вразлива. Десятирічного Вольта потрясли вісті про катастрофу в Лісабоні, і він присягнувся розгадати таємницю землетрусів. Енергія переповнювала Алессандро, і одного разу це ледь не призвело до фатальних наслідків. Коли йому було 12 років, хлопчик намагався розгадати "таємницю золотого блиску" в ключі біля Монтеверді (як виявилося потім, блищали шматочки слюди) і, впавши у воду, потонув. Поблизу не опинилося нікого, хто міг би ого витягнути. На щастя, один із селян зумів спустити воду, і дитину відкачали. "Народився вдруге", — говорили про нього.

Дядько, який ставав йому все ближче, побачивши жадібний інтерес здатного хлопця до наук, прагнув забезпечувати його книгами. У міру їх виходу, в будинку з'являлися і вивчалися томи Енциклопедії. Але Алессандро охоче вчився і працювати руками: відвідуючи чоловіка своєї годувальниці, він переймав у нього мистецтво виготовлення термометрів і барометрів, що незабаром стало в нагоді. У листопаді 1757 року Алессандро віддають в клас філософії колегії ордена єзуїтів в місті Комо. Але вже в 1761 році дядько, зрозумівши, що Вольту мають намір завербувати в єзуїти, забирає хлопчика з колегії.

У ці роки відбулися події, що зіграли в житті Вольти помітну роль. У 1758 році, як і було передбачено, знов з'явилася комета Галлея. Це не могло не уразити допитливого хлопця, думки якого звернулися до праць великого Ньютона. Взагалі хлопець все більш виразно усвідомлював, що його покликання — не гуманітарна область, а природні науки. Він захоплюється ідеєю про пояснення електричних явищ ньютонівською теорією тяжіння, навіть посилає знаменитому паризькому академікові Ж. А. Нолле (1700-1770) свою поему разом з міркуваннями про різні електричні явища. Але одних міркувань йому мало. Дізнавшись про роботи Бенджамина Франкліна, Вольта в 1768 році, уразивши жителів Комо, встановлює перший в місті громовідвід, дзвіночки якого дзвеніли в грозову погоду.

Той час взагалі був відмічений бурхливим сплеском інтересу суспільства до електричних явищ. Демонстрації електричних дослідів, особливо після винаходу лейденської банки, проводилися навіть за плату. Дехто Бозе висловив навіть бажання бути вбитим електрикою, якщо про це потім напишуть у виданнях Паризької академії наук. Якщо це можна віднести до розряду курйозів, то були і дійсно трагічні епізоди. У Петербурзі академік Ріхман загинув від удару блискавки під час досвіду.

Алессандро Вольта було призначено зіграти важливу роль у вивченні електрики. Але це в недалекому майбутньому. Поки ж все частіше і гостріше встає питання про вибір подальшого шляху.

У королівській школі в Комо

Після наполегливого клопоту 22 жовтня 1774 року Вольта отримує призначення на посаду понадштатного інтенданта-регента королівської школи в місті Комо. Це вже певне суспільне положення, хоча посада без платні, робота важка, умов для занять наукою майже ніяких. Але 29-річний Вольта повний ідей і ентузіазму, і вже через рік йому вдається добитися крупного успіху: він винаходить електрофор — "вічний електроносець". Ідея цього приладу може показатися тепер дуже простою: якщо до зарядженого тіла наблизити заземлений провідник, а потім прибрати дріт заземлення, то на цьому провіднику залишиться індукований заряд, який можна, наприклад, передати лейденській банці. Повторюючи цю операцію безліч разів, можна "добути" скільки завгодно великий заряд. Звістка про електрофор принесла його винахідникові заслужену славу.

Це відбилося і на його положенні в школі: до ідей молодого енергійного регента, що прагнув покращувати і викладання, і наукову роботу, стали прислухатися. 1 листопада 1775 року Вольта був призначений штатним професором (вчителем) школи. Спостережливість і винахідливість Вольта незабаром виявилися ще раз. Плаваючи по озеру на човні, він встановив, що газ, що піднімається з дна від жердини, чудово горить. Незабаром Вольта вже демонстрував не тільки газові пальники, але і пістолети, в яких замість пороху вибухав газ, що підпалюється електричною іскрою. Чудово, що саме тоді він першим висунув ідею про лінію сигнальної електропередачі на відстань по проводах Павія-Мілан. Розуміючи настійну необхідність наукового спілкування, Вольта добився поїздки до Швейцарії, де йому вдалося відвідати Вольтера. Ще одним важливим знаком визнання заслуг Вольта з'явилося його призначення в листопаді 1778 року професором експериментальної фізики університету в Павії. Приємною новиною було також збільшення зарплати.

Визначний учений

Вольта йде четвертий десяток років, він визнаний учений. Його електрофором користуються в багатьох лабораторіях. Швидко розноситься і звістка про винайдену ним електрометрію з конденсатором — який на той час був самим чутливим приладом. У 1782 році Вольта на стажуванні в Паризькій академії наук, і незабаром його обирають її членом-кореспондентом. Знайомства з ним шукають в Австрії, в Пруссії і навіть в далекій Росії. У 1785 році його обирають членом-кореспондентом академії наук і літератури в Падує, а незабаром (на 1785-1786 навчальний рік) — ректором університету в Павії, з 1791 року Вольта — член Лондонського Королівського суспільства. Але не ці успіхи і почесті стали головними в житті Вольта в цей період, а дискусія між ним і Луїджі Гальвані.

"Тваринна електрика" і "Вольтів стовп"

У 1791 році в Болоньї вийшов в світ твір професора анатомії Луїджі Гальвані, в якому автор повідав про дивовижні результати 11-річних експериментальних досліджень. Все почалося з того, писав Гальвані, що, препарувавши жабу, "...я поклав її без особливої мети на стіл, де стояла електрична машина. Коли один з моїх слухачів злегка торкнувся нерва кінцем ножа, лапка здригнулася як би від сильної конвульсії. Інший з присутніх відмітив, що це траплялося тільки в той час, коли з кондуктора машини злітала іскра".

Згодом було відмічено, що скорочення лапок спостерігається під час гроз і навіть просто при наближенні грозової хмари. Вражений цими явищами, Гальвані прийшов до висновку про існування особливого роду "тваринної електрики", подібної тої, що вже була відома у електричних риб, наприклад, у скатів. Не всім дослідам Гальвані міг дати пояснення. Так, залишалося незрозумілим, чому лапки препарованих жаб по-різному скорочувалися залежно від того, дужкою з якого металу з'єднували їх хребти з нервами на лапці (найбільший ефект виходив, якщо ця дужка була складена з шматочків різних металів). Але інтерес все це викликало тим більший, що електрика взагалі "увійшла до моди" і навіть почала визнаватися цілющою.

Природно, що Вольта, зацікавившись дослідами Гальвані, перевірив їх, але прийшов до принципово нових виводів. Вольта зрозумів, що ні про яку "тваринну електрику" говорити не доводиться, і що лапки жаб (як і багато інших тканин тварин) виступали лише в ролі чутливих електрометрій. Він довів на досвіді, що електризація відбувається при зіткненні різних речовин, зокрема, і металів. Звичайно, за часів Вольта ще майже нічого не було відомо про будову речовин, зокрема, металів.

Це сьогодні фізики знають, що є така величина — робота виходу, тобто та енергія, яку необхідно надати електрону, щоб вирвати його з речовини. Для цинку, наприклад, ця робота виходу менша, ніж для міді, і тому при зіткненні цинкової і мідної пластинок деякій кількості електронів "енергетично вигідно" переходити з цинку в мідь, ось чому перша буде заряджена позитивно, а друга негативно.

Вольта всього цього знати не міг, але проникливість і уміння розуміти мову природи дозволили йому майже на два сторіччя випередити свій час і навіть вказати, як потрібно розташувати метали в ряд, побудований так, щоб найбільший ефект відповідав металам, віддаленішим один від одного. Це було величезною заслугою Вольта, але навіть вона не була головною. Відмітивши, що прошарок з вологої тканини (особливо якщо просочити її розчином соли, або кислоти) може підсилити електризацію пари різних металів, Вольта прийшов до свого найважливішого винаходу. Зрозумівши, що з пар металів, розділених такими прошарками, можна складати ефективні ланцюжки, він поклав початок новій епосі не тільки у фізиці, але і в техніці.

Після довгого періоду, коли були тільки електростатичні джерела зарядів і струмів, з'явилося принципово нове джерело; його називають тепер гальванічним, хоча термін "вольтів стовп" історично більш виправданий. Нове джерело відкривало небачені раніше можливості створення струмів різних типів (наприклад, "вольтова дуга", що довгий час була одним з найяскравіших освітлювальних приладів). До цього не можна не додати, що в наші дні і відкриття Гальвані наново знайшли виняткову значущість: зародилася наука, яку можна назвати електрофізіологією, і вона показує, яку найважливішу роль в живих організмах грають струми і електромагнітні поля.

Останні роки життя

Прийшов 19 вік і приніс Вольта нові досягнення, визнання і почесті. В кінці червня 1800 року Наполеон відкриває університет в Павії, де Вольта призначається професором експериментальної фізики, в грудні він вводиться в комісію Інституту Франції з вивчення гальванізму, а в грудні (знову-таки, завдяки пропозиції Бонапарта) йому присуджується золота медаль і премія першого консула. У 1802 роки Вольта обирається в академію Болоньї, через рік - членом-кореспондентом Інституту Франції і удостоюється запрошення в Петербурзьку академію наук (обраний у 1819 році).

Папа призначає йому пенсію, у Франції його нагороджують орденом Почесного Легіону. У 1809 році Вольта стає сенатором Італійського королівства, а наступного року йому привласнюється титул графа. У 1812 році Наполеон із ставки в Москві призначає його президентом колегії вибірників. З 1814 року Вольта - декан філософського факультету в Павії. Австрійські власті навіть надають йому право виконувати обов'язки декана без відвідування служби і підтверджують законність виплати йому пенсій почесного професора і екс-сенатора. Помер Алессандро Вольта 5 березня 1827 р в Комо.

Ім'ям Алессандро Вольти названа одиниця електричної напруги. Вимовляючи фрази типу "в мережі напруга 220 В" або "батарея на 1,5 В", варто пригадати ім'я великого італійського фізика, що вніс великий внесок до розвитку електротехніки. Астероїд 8208 Вольта, відкритий 28 лютого 1995 року названий на честь вченого.