Yhdysvaltalainen valtiomies ja luonnontieteilijä Benjamin Franklin keräsi vuonna 1752 sähköä ukkospilvestä ja osoitti, että luonnon sähkö on samanlaista kuin laboratoriossa tuotettu. Saavutus on myös hyvä esimerkki kansainvälisen tutkijaverkon toiminnasta ja tieteen toiminnasta muutenkin.


keräsi vuonna 1752 sähköä ukkospilvestä ja osoitti, että luonnon
sähkö on samanlaista kuin laboratoriossa tuotettu. Saavutus on
myös hyvä esimerkki kansainvälisen tutkijaverkon toiminnasta ja
tieteen toiminnasta muutenkin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sisältö jatkuu mainoksen alla

kkosenjohdatin oli 1750-luvulla yhtä järisyttävä uutuus kuin ydinenergian kesyttäminen 1900-luvun puolivälissä. Hallitsemattomaksi arveltu luonnonvoima saatiin tottelemaan.

Ennen ukkosenjohdattimien aikaa salamointiin liittyi aina tulipalon riski, ja taloon iskevä salama oli muutenkin hengenvaarallinen. Esimerkiksi Saksassa kuoli 1700-luvun alussa 33 vuoden aikana 170 kirkonkellojen soittajaa salamaniskuun. Dramaattinen näyttö ukkosenjohdattimen merkityksestä saatiin Yhdysvaltain Philadelphiassa vuonna 1782, kun salama tappoi upseerin Ranskan lähetystössä - kaupungin ainoassa isossa rakennuksessa, jossa ei vielä ollut johdatinta.

Syntyi myös sankarimyytti, joka elää edelleen oppi- ja tietosanakirjoissa: "Benjamin Franklin keksi ukkosenjohdattimen". Aikalaiset ylistivät häntä uudeksi Promet¬heukseksi, joka oli temmannut tulen taivaalta.
Ukkosenjohdattimen syntyessä Yhdysvallat oli vielä joukko brittiläisiä siirtokuntia, joten saavutus noteerattiin emämaassa. Britannian tiedeakatemia Royal Society palkitsi Franklinin vuonna 1753 Sir Godfrey Copleyn kultamitalilla, joka tuohon aikaan vastasi Nobelin palkintoa. Perustelujen mukaan Franklin oli nostanut "luonnon suurvoimien" joukkoon sähkön, jota aiemmin oli pidetty merkityksettömänä veto- ja poistovoimana.


Mukana juristi, saarnaaja ja kuningas

Perinteinen tarina kuvaa tapahtumia kapeasti. Todellisuudessa ukkosenjohdattimen kehitti kansainvälinen verkosto.





Benjamin Franklin, 1706-1790
- syntyi Bostonissa
- aloitti sähkökokeet 1747
- kuvasi ukkosenjohdattimen idean 1750
- teki 1752 leijakokeen, joka vahvisti salaman olevan sähköilmiö
- rakensi ukkosenjohdattimen vuonna 1752
- keksi muun muassa silmälasien kaksiteholinssit, varaavan takan ja kesäajan
- kartoitti Golfvirtaa
- osallistui Yhdysvaltojen itsenäisyysjulistuksen laatimiseen vuonna 1776
- kuoli Philadelphiassa.
Philip SyngThomasHopkinsonEbenezer Kinnersley

Peter Collinson




Ludvig XVThomas D’Alibard




Malliesimerkki tieteen toiminnasta

Suurenkin joukon työ on turhaa, ellei ole toimivaa ennakkokäsitystä ongelmasta ja ratkaisumenetelmistä. Miten Franklin tuli ajatelleeksi, että "ilmasähkö" ja "laboratoriosähkö" voivat olla sama ilmiö?

Kappaleita oli varattu sähköisesti jo kauan, mutta ymmärrettiin huonosti, mitä itse sähkö oli. Niinpä ranskalainen sähkötutkija Charles Dufay ajatteli, että sähköä oli kahta lajia, "lasisähköä" ja "lakkasähköä".

Franklin osoitti, että on vain yhdenlaista sähköä, "sähkötulta", jota on kaikissa aineissa. Positiivinen varaus tarkoitti "sähköisen tulen" ylimäärää ja negatiivinen sähkön vajausta. Hangattaessa sähköä siirtyi esineestä toiseen, mutta kokonaismäärä pysyi samana.

Syntyi uusi käsitys sähköstä. "Kokeet, joista useat olivat Franklinin suorittamia - - johtivat ensimmäiseen täyteen sähköä koskevaan paradigmaan", kirjoitti tieteenfilosofi Thomas S. Kuhn 1960-luvulla kuuluisassa teoksessaan Tieteellisten vallankumousten rakenne. Paradigma tarkoittaa teoriaa tai näkemystä, jota pidetään niin vankkana, ettei sitä jokapäiväisessä tutkimustyössä aseteta kyseenalaiseksi.

Uusi ajatusmalli herätti tarpeen selvittää kokeellisesti myös salaman luonne. Oliko se "sähkökipinä", kuten jotkut tutkijat olettivat, vai kaasuräjähdys, kuten toiset auktoriteetit sanoivat, vai meteori, kuten kreikkalaisfilosofi Aristoteles oli 300-luvulla eaa. opettanut? Mikä tärkeintä, tieto, että terävät johteet vetivät puoleensa "sähkötulta", auttoi löytämään sopivat koemenetelmät ja lopulta idean ohjata salaman kulkua.

Syventynyt ymmärrys sähkön luonteesta loi pohjaa nykyaikaiselle sähköfysiikalle ja elektroniikalle ja oli siksi vielä merkittävämpi saavutus kuin ukkosenjohdatin. "Franklinilaisen" paradigman voiman tunnemme yhä, kun merkitsemme sähkövarauksia plus- ja miinusmerkein.


Hupifysiikka innosti Franklinin alalle

Jos ukkosenjohdattimen takana oli uusi sähköparadigma, niin mitä oli ennen paradigmaa? Mikä innosti Franklinin ja monet muut tutkimaan sähköä?

- Minä uskon, että tiedettä vie eteenpäin ihmisen halu kokea ihmeellisiä asioita, sanoi amerikkalainen planeettatähtitieteilijä ja tieteen kansantajuistaja Carl Sagan vuonna 1987. Hänen lausuntoaan havainnollistaa hyvin 1700-luvun physique amusante, hupifysiikka. Ihmiset kokoontuivat silloin salonkeihin ja majataloihin kokemaan hämmästyttäviä sähköilmiöitä kirjaimellisesti omissa nahoissaan.

Hankaussähköä oli opittu tuottamaan yksinkertaisilla välineillä. Pian havaittiin, että ihminenkin on helppo varata sähköllä. Saatiin aikaan näyttäviä efektejä. Hiukset nousivat pystyyn. Sormenpäistä lähti korona¬purkauksia, jotka näkyivät pimeässä. Suosituin esitys oli kuitenkin "sähköinen suudelma". Sähköllä varattu neitonen seisoi eristelevyllä, ja kavaljeeri sai kohtalaisen mojovan sähköiskun suudellessaan häntä.

Eräs hupifyysikoista esitteli sähköpurkauksia vuosina 1743-1744 Bostonissa ja Philadelphiassa. Franklin oli kuulijoiden joukossa ja sai sähköherätyksen.

"Franklin aloitti tutkimustyönsä, koska hän halusi oppia ymmärtämään, miten luonto toimii, eikä hänellä ollut aavistustakaan siitä, mihin tutkimus johtaisi", kirjoitti tunnettu amerikkalainen tieteenhistorioitsija, Harvardin yliopiston professori I. Bernard Cohen vuonna 1995.

Cohenin mukaan ukkosenjohdatin oli ensimmäinen havainnollinen esimerkki innovaatiosta, jonka tuotti puhdas uteliaisuus eli niin sanotusti intressitön perustutkimus.


Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.




 

Sisältö jatkuu mainoksen alla