О науке и изобретениях
Когда Франклин вылил чайную ложку масла в пруд в Клафаме и отметил, что масло покрыло площадь в пол-акра, он близко подошел к открытию, которое было сделано лишь в следующем веке: к определению размера молекул. Если бы он взял объем чайной ложки масла (2 см3) и разделил бы его на ту площадь, на которую оно разлилось (пол-акра, или 2000 м2), то получил бы грубую оценку размера молекулы масла (10–7 см). Как отмечал Чарльз Танфорд в своей замечательной книге «Бен Франклин, успокоивший волны» (Ben Franklin Stilled the Waves), «фактически Франклин правильно определил порядок размера молекул, став первым человеком, который это сделал, хотя сам и не сознавал того». Франклин всегда добивался большего успеха, когда искал практического смысла в своих открытиях, а не занимался теоретическими изысканиями. Вместо того чтобы теоретизировать по поводу размера молекул, он стал искать конкретное применение результатов эксперимента с водой и маслом. Можно ли спасать корабли от бурных волн, выливая масло в море? С тремя друзьями из Королевской академии он отправился в Портсмут, чтобы это выяснить. «Эксперимент, — сообщал Франклин, — не принес успеха, на который мы надеялись». Волны на поверхности ослабли, но не ослабла сила, вызывающая их возникновение (возможно, еще одна метафора). Однако отчет о неудачном эксперименте был признан достаточно интересным для того, чтобы быть опубликованным в трудах Королевского научного общества[312].
Всякий раз, когда во время пребывания в Англии ему удавалось ненадолго избавиться от необходимости заниматься политикой, Франклин продолжал научные изыскания. После того как он установил молниеотводы на соборе Св. Павла, смотрители королевских складов военного имущества также попросили его придумать способы защиты подведомственных им зданий от молний. Эти просьбы вновь вовлекли его в спор о том, какими должны быть верхние части молниеотводов: остроконечными или закругленными. Франклин настаивал на остроконечной форме, но после американской революции король (возможно, по политическим причинам) приказал заменить остроконечную форму на закругленную. Кроме того, для обогрева здания палаты общин Франклин разработал собственную систему отопления, обеспечивавшую непрерывную циркуляцию по трубам горячей воды.
Среди других достижений лондонского периода можно назвать следующие:
• Определение причины простудных заболеваний: хотя микробы и вирусы к тому времени еще не были обнаружены, Франклин одним из первых стал утверждать, что простудные заболевания и грипп «могут распространяться посредством передачи инфекции», а не под влиянием холодного воздуха. «Путешествуя в условиях наших суровых зим, я часто страдал от холода, едва не отмораживая себе конечности, но это никогда не вызывало у меня простудных заболеваний, — писал он филадельфийскому врачу Бенджамину Рашу в 1773 году. — Люди часто заражаются простудными заболеваниями друг от друга, когда собираются в небольшой закрытой комнате, в карете и т. п. и когда, сидя рядом и разговаривая, дышат одним воздухом». Наилучшей защитой от этого является свежий воздух. На протяжении всей своей жизни Франклин любил находиться в проветриваемых помещениях и открывал окна даже зимой[313].
• Изучение эффекта физических упражнений: один из способов предотвращения простудных заболеваний, утверждал он, — это регулярные физические упражнения. Лучше всего измерять эффект физических упражнений, утверждал он, не их продолжительностью, а «той степенью теплоты, которую они вызывают в теле». Это была одна из первых теорий, связывающих выполнение физических упражнений с вырабатываемыми организмом калориями тепла. Например, объяснял он, подъем и спуск по ступеням лестницы производят в пять раз больше тепла в теле, чем прогулка длиной в милю по ровной местности. При оценке эффекта плавания Франклин установил, что оно вызывало учащение его пульса с шестидесяти до ста ударов в минуту. И вновь он правильно предсказал, что «теплота в теле обычно повышается с ростом частоты пульса»[314].
• Отравление свинцом: сам будучи печатником, Франклин заметил, что работа с горячими свинцовыми шрифтами часто вызывала неподвижность или паралич конечностей. Он также обратил внимание, что люди некоторых профессий демонстрируют повышенную склонность к тяжелому заболеванию, получившему название «сухая боль в желудке». Один его друг подсказал ему, что люди, которые пьют ром из перегонных аппаратов со свинцовыми змеевиками, также часто страдают этим заболеванием. Действуя как эпидемиолог, Франклин одним из первых открыл причину этой болезни. «Она распространена среди ремесленников разных профессий, работающих со свинцом: стекольщиков, словолитчиков, паяльщиков, горшечников-глазуровщиков, изготовителей свинцовых белил и маляров». Он предложил, помимо прочего, чтобы змеевики спиртоперегонных аппаратов изготавливались из чистого олова, а не из сплава олова со свинцом[315].
• Движение кораблей в каналах: когда Франклин вместе со своим другом Джоном Принглом, президентом Королевского общества, был в Голландии, ему рассказали, что корабли в мелких каналах движутся медленнее, чем в глубоких. Как догадался Франклин, это происходит потому, что движущийся корабль должен перемещать количество воды, вытесняемое его корпусом. Эта вода проходит по сторонам от корпуса и под корпусом корабля. Если перемещение воды под корпусом затрудняется вследствие движения по мелководью, то тогда большее количество воды должно проходить по сторонам от корпуса, что приводит к замедлению скорости корабля. Эта научная теория имела огромное практическое значение, и Франклин повел себя соответствующим образом. «Я намерен провести соответствующий эксперимент», — написал он Принглу. Он построил четырнадцатифутовый деревянный желоб глубиной и шириной в шесть дюймов и поместил в него маленький кораблик, к которому привязал шелковую нитку для буксировки. Нитка проходила по вращающемуся блоку, а тянущее усилие обеспечивала привязанная к нитке монета. Франклин засекал время прохождения игрушечным корабликом фиксированного расстояния при разной глубине воды в желобе. Результаты исследования показали, что движение по мелкому каналу требовало на двадцать процентов больше затрат времени или энергии, чем движение по глубокому каналу[316].
• Соленость океанов: в соответствии с господствовавшей в то время теорией, первоначально вода в океанах была пресной, но со временем в ней растворилось множество солей и минералов, которые выносили в океаны реки. В письме к брату Питеру Франклин предположил, что имеется не менее серьезное доказательство в поддержку противоположной гипотезы: «Вся вода на планете первоначально была соленой, а пресная вода, которую мы находим в источниках и реках, является продуктом ректификации». Как выяснилось позднее, в этом случае Франклин оказался не прав. Океаны с течением веков становятся все более солеными[317].
• Стеклянная гармоника: одним из самых парадоксальных его изобретений является музыкальный инструмент, получивший название стеклянной гармоники. Принцип его работы основывался на распространенной привычке скучающих за обеденным столом гостей и некоторых музыкантов производить резонирующий звук посредством перемещения мокрого пальца по кромке стакана. В Англии Франклин посетил концерт музыки, исполнявшейся на бокалах для вина, и в 1761 году усовершенствовал эту идею, установив тридцать семь стеклянных чашечек разных размеров на вращающемся валу. Для вращения этого хитроумного устройства он снабдил его ножной педалью и маховым колесом, что позволило извлекать звуки разных тонов, прижимая мокрые пальцы к краям чашечек. В письме к одному итальянскому исследователю электричества Франклин подробно описал свое изобретение. «Этот инструмент, — утверждал он, — превосходно подходит для исполнения нежной и жалобной итальянской музыки». Стеклянная гармоника была какое-то время очень популярна. Мария-Антуанетта брала уроки игры на этом инструменте, Моцарт и Бетховен писали для него музыку, и его специфическое звучание часто можно было услышать на свадьбах. Но звуки стеклянной гармоники вызывали меланхолию, возможно, из-за ядовитого свинца{65}, и в конце концов этот инструмент вышел из моды[318].