Август 2014 года
Что такое шаровая молния? Об этом ученые спорят до сих пор. К счастью, случаи, когда шаровая молния причиняет вред людям, не говоря уже, убивает — редки. В России первой жертвой ее стал петербургский физик, современник Ломоносова Георг Рихман.
Любопытные «экспериментации»
Он был талантлив, изобретателен и дотошен в научных опытах. Больше всего Рихмана влекло электричество. Вот где талант его засиял во всем блеске!
Рихман просит Академию срочно изготовить для него стеклянные трубки, изолирующие подставки из смолы, а также электризующую машину.
Что только ни пытался Рихман подвергнуть электризации! Он заряжал воду, снег, лед, ртуть, уксус, молоко и, поднося к ним палец, вызывал искры, а то и заметное свечение. Ему удавалось даже заряженным льдом поджигать спирт и нефть.
Он проверил электрические свойства многих веществ и тел. Исследовал смолу и сургуч, канифоль и воск, хрусталь и глину, древесину и фарфор, траву и мясо.
Слух о любопытных «экспериментациях» Рихмана быстро разнесся по столице. Даже царица Елизавета пожелала посмотреть опыты с «электрической материей», и ученому пришлось специально «чинить их» прямо в апартаментах Зимнего дворца.
Электризация петуха
Очень интересовало ученого влияние электричества на живые организмы. Можно сказать, что это были первые шаги в электрофизиологии. Подводя итог одного из своих экспериментов, Рихман отмечал: «Если на железной пластинке электризовать петуха, то, в случае прикосновения рукой к концам его ног, исходит шипящий голубой огонь».
В другом опыте было замечено: «Голова, покрытая волосами, без лысины, в случае приближения к ней наэлектризованной железной проволоки, чувствует болезненные щелчки».
Иногда к Георгу Рихману заходил его знаменитый друг Михаил Васильевич Ломоносов и участвовал в опытах. После одного из них он так описывал свои ощущения: «Если голову поставить под проволоку, то почувствуешь колотье. Так же, когда плечо приложить к проволоке, то и сквозь платье колотье чувствуешь. Когда молоток приложишь к лбу и зубам, а другим концом к проволоке, то почувствуешь немалую болезнь. Маленькие животные чувствуют большую болезнь, нежели великие. Я думаю, что карлам (карликам) больнее будет, нежели рослым людям».
Небесное электричество
Вот какие чудеса творились в «электрической каморе» (сегодня мы бы сказали физической лаборатории) петербургского физика.
Об американском ученом Бенджамине Франклине говорили, что он «отнял молнию у небес». И это верно. Франклин был уверен, что маленькая электрическая искорка и грозная молния — одно и то же явление. Чтобы доказать это, он запустил в небо, к самым тучам, воздушный змей и по его намокшей бечевке свел небесное электричество на землю. Франклин был также изобретателем громоотвода.
Едва до берегов Невы докатилось известие о смелых опытах Франклина, как Рихман и Ломоносов решили их тоже провести.
Причем не просто повторить, а при помощи изобретенного Рихманом электрометра измерить силу молнии!
В своем доме на Васильевском острове Рихман соорудил установку для улавливания «громовой силы». Сквозь черепичную крышу был выдвинут наружу железный прут метра полтора длиной. От него вниз в сени (прихожую) шла изолированная проволока, соединенная с электрометром.
У «громовой машины»
Это был громоотвод, но не заземленный, а потому крайне опасный. Однако ради науки Рихман готов был рисковать даже собственной жизнью. Подобную же «громовую машину» соорудил в своем доме и Ломоносов.
6 августа 1753 года, когда оба ученых находились в Академии, небо закрыла огромная черная туча. Гроза могла разразиться с минуты на минуту. Не теряя времени, Рихман и Ломоносов поспешили домой. Первый захватил с собой художника-гравера Ивана Соколова, которому предстояло зарисовать ход опыта.
Спустя полчаса Ломоносов был уже у своей «громовой машины». Михаил Васильевич вспоминал: «Внезапно гром чрезвычайно грянул в то самое время, как я руку держал у железа, и искры трещали. Все от меня прочь побежали. И жена просила, чтобы я прочь шел. Любопытство удержало меня еще две или три минуты, пока мне сказали, что шти (щи) простынут, а притом и электрическая сила почти перестала».
Трагическая смерть Георга Рихмана
Сели обедать. Вдруг распахнулась дверь, и появился человек, слуга Рихмана — бледный, растерянный. «Профессора громом зашибло», — еле выговорил он побелевшими губами.
«В самой возможной страсти, как сил было много, — рассказывал Ломоносов, — приехав, увидел, что он лежит бездыханен». Оказалось, что трагедия разыгралась в считаные секунды.
Придя домой, Рихман, как был в парадном кафтане, так и направился к молниеотводу. Художнику он успел крикнуть: «Не подходи!» Сам же приблизился к прибору на расстояние полуметра. И в этот миг в воздухе появился синеватый огненный шар размером с крупное яблоко. Он подлетел к голове Рихмана. Раздался сильный взрыв. Ученый откинулся назад и замертво рухнул на стоявший рядом сундук.
Светящийся шар, убивший выдающегося ученого, был не чем иным, как шаровой молнией, редкой и коварной гостьей. «Умер Рихман, — писал Ломоносов, — прекрасною смертию, исполняя по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет».
«Память его никогда не умолкнет»
В историческом романе «Фаворит» Валентин Пикуль так описал одну из бесед академика Георга Рихмана и императрицы Елизаветы Петровны: «Однажды, когда над столицей удушливо парило, Рихман <…> показывал, как улавливается грозовая энергия. При сверкании молний, под мощные аккорды громоизвержений из стеклянного шара с треском выскакивали искры; Елизавету даже сильно дернуло током… Она засомневалась: “Чего доброго, а так и жизни можно лишиться. Ты, голубь, не устрой мне здесь пожара. А то я, по твоей ученой милости, с торбой по миру пойду, да подаст ли мне кто?” Рихман просил царицу не пугаться».
Однако пугаться было чего — и академик это прекрасно понимал. В 1752–1753 гг. он вместе с коллегой и другом Михаилом Ломоносовым изучал атмосферное электричество. Для этого они установили в своих домах специальные «громовые машины». На крышах были закреплены металлические стержни, проволока от которых вела в комнаты, где к ней крепились металлическая шкала с квадрантом и шелковая нить, по углу отклонения которой под воздействием атмосферного электричества ученые делали измерения. Чтобы измерить величину электричества, «молниеприемники» оставляли незаземленными — иначе электричество уходило бы в землю. Это делало «громовые машины» своеобразными «молниеприводами», а эксперименты с ними были потенциально очень опасными.
5 сентября 1753 г. Георг Рихман и М.В. Ломоносов должны были представить результаты своих исследований в Императорской академии наук…
Однако вернемся на несколько десятилетий назад.
Георг Вильгельм Рихман родился 22 июля 1711 г. в лифляндском городе Пернау (сейчас Пярну в Эстонии) в семье казначея. Георг окончил школу в Ревеле (Таллине), а затем продолжил получать образование в университетах Галле и Йены. В 1732 г., когда ему был 21 год, он приехал в Петербург, чтобы стать домашним учителем сыновей вице-канцлера России, члена Верховного тайного совета графа Андрея Ивановича Остермана.
Осенью 1735 г. Георг Рихман был зачислен в студенты физического класса Императорской академии наук, где проучился почти пять лет. Он посещал академические собрания, помогал заведующему физическим кабинетом Георгу Вильгельму Крафту, писал научные статьи. Позже Рихман вспоминал: «Я <. > учился <. > физическим и математическим наукам в том намерении, чтоб со временем моими трудами Российскому государству пользу учинить». В 1740 г. Георг Рихман, получив достаточную подготовку, стал адъюнктом академии, а спустя год «за особливые свои труды и прилежание» — профессором кафедры теоретической и экспериментальной физики. После отъезда Г.В. Крафта в Германию в 1744 г. Рихман начал заведовать кафедрой физики и физическим кабинетом Петербургской академии наук. Он читал лекции по физике и математике в академическом университете, и М.В. Ломоносов заслуженно называл его «лучшим профессором». Не оставил Рихман и научную деятельность: изучал процессы теплообмена в нестандартных условиях, особенности атмосферного электричества, предложил первую функционирующую модель электроскопа со шкалой. Работы Рихмана по калориметрии сыграли решающую роль в формировании таких понятий теории теплоты, как температура, единица количества теплоты, удельная теплоемкость, температура парообразования. Георг Рихман первым в России начал исследовать электромагнитные явления и первым ввел в науку об электричестве количественные измерения. Его именем ныне названа эмпирическая закономерность, объясняющая процесс теплообмена между поверхностью тела и средой (закон Ньютона-Рихмана).
6 августа 1753 г. М.В. Ломоносов и Г. Рихман вместе были в академии, но, когда над Петербургом начала собираться гроза, уехали, чтобы продолжить эксперименты с атмосферным электричеством.
О том, что произошло дальше, Ломоносов писал графу И.И. Шувалову так: «Что я ныне к Вашему превосходительству пишу, за чудо почитайте, для того что мертвые не пишут. Я не знаю еще или по последней мере сомневаюсь, жив ли я или мертв. Я вижу, что г. профессора Рихмана громом убило в тех же точно обстоятельствах, в которых я был в то же самое время. Сего июля в 26 число*, в первом часу пополудни, поднялась громовая туча от норда. Гром был нарочито силен, дождя ни капли. Выставленную громовую машину посмотрев, не видел я ни малого признаку электрической силы. Однако, пока кушанье на стол ставили, дождался я нарочитых электрических из проволоки искор, и к тому пришла моя жена и другие, и как я, так и оне беспрестанно до проволоки и до привешенного прута дотыкались, затем что я хотел иметь свидетелей разных цветов огня, против которых покойный профессор Рихман со мной споривал. Внезапно гром чрезвычайно грянул в самое то время, как я руку держал у железа, и искры трещали. Все от меня прочь побежали. И жена просила, чтобы я прочь шел. Любопытство удержало меня еще две или три минуты, пока не сказали, что шти простынут, а притом и электрическая сила почти перестала. Только я за столом просидел несколько минут, внезапно дверь отворил человек покойного Рихмана, весь в слезах и в страхе запыхавшись. Он чуть выговорил: “Профессора громом зашибло”. Приехав, увидел, что он лежит бездыханен. Бедная вдова и ее мать таковы же, как он, бледны. Мне и минувшая в близости моя смерть, и его бледное тело, и бывшее с ним наше согласие и дружба, и плач его жены, детей и дому столь были чувствительны, что я великому множеству сошедшегося народа не мог ни на что дать слова или ответа, смотря на того лице, с которым я за час сидел в Конференции и рассуждал о нашем будущем публичном акте. Первый удар от привешенной линей с ниткою пришел ему в голову, где красно-вишневое пятно видно на лбу, а вышла из него громовая электрическая сила из ног в доски. <…> Итак, он плачевным опытом уверил, что электрическую громовую силу отвратить можно, однако на шест с железом, который должен стоять на пустом месте, в которое бы гром бил сколько хочет. Между тем умер г. Рихман прекрасною смертию, исполняя по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет».
Мемория. Георг Рихман
Георг Вильгельм Рихман (1711 – 1753) родился в городе Пернау (ныне Пярну в Эстонии), принадлежавшем тогда Швеции, но после окончания Северной войны вошедшем в состав России. Отец мальчика, происходивший из балтийских немцев, умер от чумы еще до его рождения. Начальное и среднее образование Георг получил в Ревельской гимназии. Затем учился в университетах Халле и Йены. Из-за материальной необеспеченности Рихман вынужден был покинуть университет и принять предложенное ему место наставника в доме известного русского сановника, графа Андрея Остермана.
23 июля 1735 года Рихман представил президенту Академии наук Корфу сочинение по физике и был зачислен в штат Академии по классу физики, с назначением ему ежегодного жалования в размере 150 рублей, отдельно оплачивались квартира, дрова и свечи. Как студент класса физики, Рихман должен был заниматься этой наукой под руководством профессора Крафта и помогать ему в его исследованиях и опытах.
В 1740 году Рихман получил первое из ученых званий, став адъюнктом по физическому классу. Меньше чем через год он был избран «вторым профессором» по кафедре физики. В 1743 году академик Крафт подал в отставку, и с согласия совета академии Рихман заменил его.
Из-за отсутствия профессора математики Рихману пришлось помимо курса физики читать студентам также и курс математики. В числе его слушателей были будущие профессора Московского университета Барсов и Поповский и будущие члены Академии наук Котельников, Румовский и Протасов.
Научные работы Георга Рихмана были посвящены испарению жидкостей, свойствам разреженных газов, измерению количества теплоты. Им была выведена формула для определения температуры смеси разных количеств одной и той же жидкости, имеющих разную температуру. Получив известия об опытах Бенджамина Франклина с атмосферным электрическтвом, Рихман приступил к исследованиям в этой области.
6 августа 1753 года Георг Рихман погиб от удара шаровой молнии, проводя опыт во время сильной грозы.
Чем знаменит
Трагическая гибель Георга Рихмана вошла в историю науки. Он стал первым ученым, погибшим при изучении атмосферного электричества. Обстоятельства его гибели известны благодаря докладной записке академика Кратценштейна. От установленного на крыше дома, где жил Рихман, железного изолированного шеста в одну из комнат квартиры была проведена проволока к сконструированному ими «электрическому указателю». При опыте 6 августа 1753 года присутствовал академический гравировальный мастер Иван Соколов, который должен был зарисовать возникающие искры, чтобы потом проиллюстрировать научную работу Рихмана. Его слова и записал Кратценштейн. Соколов рассказал, что в тот день Рихман так торопился провести опыт, что не переменил костюма, а, сняв лишь парик, тотчас же «пошел к електрической машине, куда провел проволоку с кровли, чтобы примечать по оной електрическую силу остающего грома». Вскоре блеснула молния и раздались оглушительные раскаты грома. Соколов, стоя немного поодаль от Рихмана, заметил, что «светло белый огненный шар повалился на его лоб», и Рихман «безо всякого голосу» упал навзничь на стоявший тут же сундук. Оглушенный Соколов тоже упал, а когда очнулся, то увидел, что в комнате стоял густой дым, застилавший лицо Рихмана. Жена Рихмана вбежала в комнату и увидела мужа бездыханным. Она пыталась привести его в чувство «унгарской водкой», но видя, что ничего не помогает, послала за Кратценштейном. Он рассказывает о дальнейшем так: «Как я с великим поспешением пришел туда, то застал, что лежит он на канапе; я пощупал у него тотчас пульс, но не было уже биения; после пустил я ему ланцетом из руки кровь, но вышла токмо одна капля оной; я дул ему, как то с задохшимися обыкновенно делается, несколько раз, зажав ноздри, в рот, дабы тем кровь привесть паки в движение, но всё напрасно; при осмотре нашол я, что у него на лбу в левой стороне виска было кровавое красное пятно с рублевик величиною, башмак на левой ноге над меньшем пальцем в двух местах изодрало и в округ изодранова места видны были малые белые пятнишки; на чорном шелковом чулке видны были такие же крапины, но чулка не обожгло; как скинули чулок, то под прошибленным местом нашли кровавое ж багровое пятно, а пята была синевата, на теле сверху у груди и под ребрами на левой стороне видны были багровые ж пятна такой же величины, как на лбу; у дверей в кухню отшибло иверень [щепку] на два фута длиною, который в мелкие частицы раздробило».
Трагическая гибель Рихмана при исследовании атмосферного электричества имела большой резонанс во всем мире, а в России такие исследования даже на какое-то время запретили.
О чем надо знать
Главное сочинение Рихмана по электричеству – «Электрический указатель» – увидело свет через четыре года после его смерти. Прибор Рихмана состоял из железной линейки, присоединенной к лейденской банке. К ней была прикреплена льняная или шелковая нить, по углу отклонения которой от вертикали Рихман измерял «электрическую силу». В то время еще не были разработаны понятия количества электричества, напряжения и потенциала. С точки зрения современной науки прибор Рихмана измерял разность потенциалов между шкалой и стенами комнаты, став первым в истории электрометром.
Прямая речь
«…Внезапно дверь отворил человек покойнаго Рихмана, весь в слезах, в страхе и запыхавшись. Я думал, что его кто нибудь на дороге побил, когда он ко мне был послан; он чуть выговорил: профессора громом зашибло. В самой возможной скорости, как сил было моих, приехав, я увидел, что он лежит бездыханен. Бедная вдова и ея мать таковы же, как он, бледны. Мне и минувшая в близости моя смерть, и его бледное тело и бывшее с ним наше согласие и дружба, и плач его жены, детей и дому столь были чувствительны, что я великому множеству сошедшагося народа не мог ни на что дать слова или ответа, смотря на лице того, с которым я за час сидел в конференции, и разсуждал о нашем будущем публичном акте. Первый удар от привешенной линеи с ниткою пришел ему в голову, где красновишневое пятно видно на лбу, а вышла из него громовая электрическая сила из ног в доски. Нога и пальцы сини, и башмак разодран, а не прожжен. Мы старались движение крови в нем возобновить, затем, что он еще был тепл; однако голова его повреждена и больше нет надежды. И так он плачевным опытом уверил, что электрическую громовую силу отвратить можно, однако на шест с железом, который должен стоять на пустом месте, в которое бы гром бил, сколько хочет. Между тем умер Г. Рихман прекрасною смертию, исполняя по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет; но бедная его вдова, теща, сын пяти лет, который добрую показывал надежду, и две дочери, одна двух лет, а другая около полугоду, как об нем, так и о своем крайнем несчастии плачут. Того ради, Ваше Превосходительство, как истинный наук любитель и покровитель, будьте им милостивый помощник, чтобы бедная вдова лучшаго профессора до смерти своей пропитание имела, и сына своего, маленькаго Рихмана, могла воспитать, чтобы он такой же был наук любитель, как его отец. Ему жалованья было 860 рублей. Милостивый государь! исходатайствуй бедной вдове его и детям до смерти. За такое благодеяние Господь Бог вас наградит, и я буду больше почитать, нежели за свое. Между тем, чтобы сей случай не был протолкован противу приращения наук, всепокорнейше прошу миловать науки и Вашего Превосходительства, всепокорнейшаго слугу в слезах».
Из письма Ломоносова к Ивану Шувалову от 6 августа 1753 года
«…Известно всем, что в завостроватые верхи высоких башен всего чаще молния ударяет, особливо ежели железными указателями ветра украшены или металлом покрыты. Ибо сухое дерево или ноздреватый камень, из которых верхи строятся, такую имеют натуру, что толь великой электрической силы на себя, как металлы, принять не могут. Того ради, когда она в металлах зародится безмерно велика, тогда под ними сухое дерево и ноздреватый камень за прямую электрическую подпору почтены быть могут. Следовательно, востроверхие башни тогда во всем подобны стрелам электрическим, которые испытатели громовой силы нарочно выставливают и которых действие в притягании оной многими опасными опытами и смертию господина профессора Рихмана довольно известно. Такие стрелы на местах, от обращения человеческого по мере удаленных, ставить за небесполезное дело почитаю, дабы ударяющая молния больше на них, нежели на головах человеческих и на храминах, силы свои изнуряла».
Михаил Ломоносов «Слово о явлениях воздушных от электрической силы происходящих»
Георг Рихман, российский физик, друг М. В. Ломоносова, погиб во время эксперимента с электричеством
Трагическая гибель Георга Рихмана вошла в историю науки. Он стал первым ученым, погибшим при изучении атмосферного электричества. Обстоятельства его гибели известны благодаря докладной записке академика Кратценштейна. От установленного на крыше дома, где жил Рихман, железного изолированного шеста в одну из комнат квартиры была проведена проволока к сконструированному ими «электрическому указателю». При опыте 6 августа 1753 года присутствовал академический гравировальный мастер Иван Соколов, который должен был зарисовать возникающие искры, чтобы потом проиллюстрировать научную работу Рихмана. Его слова и записал Кратценштейн. Соколов рассказал, что в тот день Рихман так торопился провести опыт, что не переменил костюма, а, сняв лишь парик, тотчас же «пошел к електрической машине, куда провел проволоку с кровли, чтобы примечать по оной електрическую силу остающего грома». Вскоре блеснула молния и раздались оглушительные раскаты грома. Соколов, стоя немного поодаль от Рихмана, заметил, что «светло белый огненный шар повалился на его лоб», и Рихман «безо всякого голосу» упал навзничь на стоявший тут же сундук. Оглушенный Соколов тоже упал, а когда очнулся, то увидел, что в комнате стоял густой дым, застилавший лицо Рихмана.
Жена Рихмана вбежала в комнату и увидела мужа бездыханным. Она пыталась привести его в чувство «унгарской водкой», но видя, что ничего не помогает, послала за Кратценштейном. Он рассказывает о дальнейшем так: «Как я с великим поспешением пришел туда, то застал, что лежит он на канапе; я пощупал у него тотчас пульс, но не было уже биения; после пустил я ему ланцетом из руки кровь, но вышла токмо одна капля оной; я дул ему, как то с задохшимися обыкновенно делается, несколько раз, зажав ноздри, в рот, дабы тем кровь привесть паки в движение, но всё напрасно; при осмотре нашол я, что у него на лбу в левой стороне виска было кровавое красное пятно с рублевик величиною, башмак на левой ноге над меньшем пальцем в двух местах изодрало и в округ изодранова места видны были малые белые пятнишки; на чорном шелковом чулке видны были такие же крапины, но чулка не обожгло; как скинули чулок, то под прошибленным местом нашли кровавое ж багровое пятно, а пята была синевата, на теле сверху у груди и под ребрами на левой стороне видны были багровые ж пятна такой же величины, как на лбу; у дверей в кухню отшибло иверень [щепку] на два фута длиною, который в мелкие частицы раздробило».
Трагическая гибель Рихмана при исследовании атмосферного электричества имела большой резонанс во всем мире, а в России такие исследования даже на какое-то время запретили