Benjamin Franklin. Ojciec założyciel i gromowładca

Benjamin Franklin. Ojciec założyciel i gromowładca
Do szkoły uczęszczał tylko przez rok. Nie znaczy to jednak, że gardził wiedzą. Przeciwnie - bardzo ją cenił i całe życie pogłębiał, jako samouk. Wbrew opartemu na studolarowych banknotach przekonaniu nie był prezydentem USA (1), bo nie wszyscy sportretowani na tamtejszych pieniądzach nimi byli.
Benjamin Franklin
CV: Benjamin Franklin
Data urodzenia: 17 stycznia 1706 r. (zm. 17 kwietnia 1790 r.)
Obywatelstwo: brytyjskie, potem amerykańskie
Stan cywilny: żonaty, troje dzieci
Majątek: ok. 10 mld dolarów (wg współczesnych szacunków)
Doświadczenie zawodowe: przedsiębiorca w dziedzinie druku i prasy
Zainteresowania:  nauka, filozofia, wolnomularstwo, polityka

Franklin miał bardzo szerokie zainteresowania. Był wynalazcą, drukarzem, uczonym, filozofem, malował obrazy, prowadził działalność publicystyczną, zajmował się wolnomularstwem i oczywiście polityką.

Choć interesował się tak wieloma rzeczami, a największy rozgłos przyniosło mu zaangażowanie w walkę kolonii amerykańskich o niepodległość, my skupimy się tu raczej na jego talentach naukowych i wynalazczych. Najczęściej kojarzony jest z wynalazkiem piorunochronu. W swoim dorobku ma również harmonijkę szklaną, organy kieliszkowe czy soczewki dwuogniskowe oraz - prawdopodobnie - fotel bujany. Cewnik urologiczny i płetwy to również jego dzieła. Odkrył i opisał także Prąd Zatokowy (Golfsztrom).

Tajemnicza wdowa

Benjamin Franklin urodził się w Bostonie 17 stycznia 1706 r. jako dziesiąty syn wytwórcy świec i mydła, Josiaha Franklina, oraz jego drugiej żony, Abiah Folger. W bardzo młodym wieku opanował zdolność czytania, jednak edukację w Boston Latin School musiał przerwać z powodu złej sytuacji finansowej ojca. By odwieźć syna od zamiaru wyruszenia w morze, Josiah wysłał dwunastolatka do terminowania w drukarni jego brata, Jamesa.

Benjamina chciał pisać, ale brat mu nie pozwalał, więc jako szesnastoletni chłopak przyjął pseudonim Mrs. Silence Dogood i, podszywając się pod wdowę, opublikował kilkanaście artykułów w „The New England Courant”. Gdy prawda wyszła na jaw, doszło do ostrego konfliktu z bratem, w wyniku którego Benjamin zdecydował się uciec z Bostonu. Udał się do Nowego Jorku, aż w końcu trafił do Filadelfii. Tam również pracował w drukarni. W 1724 r. zdecydował się otworzyć własną drukarnię. Po sprzęt, wiedzę i kapitał popłynął do Londynu.

Nie wszystko jednak poszło zgodnie z planem i Franklin po powrocie do Ameryki nie od razu zajął się drukarstwem. Dopiero w 1730 r. uzyskał oficjalny tytuł drukarza stanu Pensylwania. Kupił tytuł prasowy „The Pennsylvania Gazette” i wyniósł ją do pozycji najbardziej poczytnego tytułu w koloniach, a także pierwszego, który zaczął przynosić prawdziwe zyski.

W 1748 r., w wieku 42 lat, stał się jednym z najbogatszych ludzi w Pensylwanii - przekazał wtedy działalność drukarską innym i poświęcił się eksperymentom naukowym. Jednym z jego pierwszych osiągnięć w dziedzinie techniki był projekt kuchenki (Franklin stove), która przy mniejszym zapotrzebowaniu na węgiel niż inne podobne urządzenia dawała więcej ciepła.

Potem w obszarze jego zainteresowań znalazły się zagadnienia związane z elektrycznością. Odkrył i sformułował zasadę przyciągania się i oddalania ciał w zależności od znaku ładunku elektrycznego oraz zasady ładunku dodatniego i ujemnego. Jego badania i obserwacje na ten temat zostały wydane drukiem w 1752 r. Wtedy właśnie, po serii legendarnych eksperymentów z latawcem (2), doszedł do koncepcji piorunochronu.

Chmury pełne „materii elektrycznej”

A było to tak... Najpierw skonstruował tzw. młynek franklinowski. Przyrząd ten składał się z kilku  spojonych ze sobą zaostrzonych pręcików wygiętych w jedną stronę i osadzonych na ostrzu, na którym mogły się obracać. Młynek służył do tworzenia iskry elektrycznej i „wiatru” elektrycznego. Następnie Franklin prowadził doświadczenie z metalową kulą. Naładował kulę zaopatrzoną w ostrze - kula w krótkim czasie straciła swój ładunek elektryczny. Ponownie naładował kulę z ostrzem i zbliżył do niej drugą kulę, nienaładowaną. W ten sposób materia elektryczna przeszła z pierwszej kuli i osiadła na drugiej. To doświadczenie podsunęło mu myśl, że chmury burzowe zawierają w sobie „materię elektryczną”. Jeśli kula zaopatrzona w ostrze przejmuje na siebie ową „materię” z kuli naelektryzowanej, to dlaczego by ostrze nie miało ściągnąć materii burzowej z chmur? I tak Franklin, nie zdając sobie jeszcze z tego sprawy, zbliżał się do wynalazku narzędzia walki ludzi z groźnymi wyładowaniami atmosferycznymi.

Benjamin Franklin
Benjamin Franklin National Memorial w Filadelfii

Choć hipotezę o elektrycznej naturze wyładowania atmosferycznego wysunięto już na przełomie XVII i XVIII wieku, to zasadniczej zmiany w jej rozumieniu dokonał właśnie Franklin. W 1749 r. sformułował teorię, że błyskawica to wielka iskra elektryczna, a rok później zaproponował eksperyment, który potwierdzałby, że chmury burzowe są naładowane elektrycznie. Zalecał zbudowanie na wzniesieniu budki, w której na odizolowanej od gruntu suchej platformie stałby eksperymentator. Na jej środku należało przymocować pionowy metalowy pręt z końcem wystającym ponad budkę. Podczas burzy człowiek, który chwyci pręt jedną ręką, poczuje wyładowanie pomiędzy drugą ręką a gruntem. Inny sposób polegał na zbliżaniu zaizolowanego uziemionego przewodu do metalowego pionowego pręta połączonego z izolowaną podstawą. Pomiędzy nimi również powinna przeskoczyć iskra.

Franklin już wcześniej zauważył, że z metalowego ostrza przymocowanego do naładowanego konduktora maszyny (przewodnika), elektryczność spływa stopniowo, bez gwałtownych wyładowań. Jeżeli do naładowanego konduktora przybliżymy metalowe ostrze, konduktor traci swój ładunek, który „przechodzi” na ostrze. Jego przypuszczenia zdawał się potwierdzać wynalazek europejskich fizyków, Kleista i Musschenbroeka - tzw. butelka lejdejska (pokryty metalem szklany pojemnik, służący do zbierania ładunków statycznych; nazwany od holenderskiego miasta Lejda). W czerwcu 1752 r. w trakcie burzy Franklin wypuścił latawiec na linie, do której przymocował metalowy klucz. W obawie przed porażeniem przywiązał do sznurka jedwabną tasiemkę jako uchwyt i skrył się w chacie, by nie zmoknąć. Gdy sznurek namoczony przez deszcz stał się przewodnikiem, między kluczem a palcem Franklina przeskoczyła iskra. Identyczny efekt uzyskał, gdy klucz przybliżył do butelki lejdejskiej.

W celu ochrony przed wyładowaniami atmosferycznymi Franklin doradzał instalowanie uziemionego pręta ponad najwyższym punktem obiektu. Początkowo sądził, że umieszczony na dachu pręt neutralizuje ładunek chmury burzowej i zapobiega wyładowaniom. Później uznał, że piorunochron jedynie je przechwytuje i pozwala odprowadzić prąd do ziemi. Jesienią 1752 r. zainstalował piorunochron na swoim domu, a także na budynku założonej przez siebie Akademii Filadelfijskiej. Do 1782 r. odgromniki zamontowano aż na czterystu budynkach w Filadelfii.

Znaczki - Benjamin Franklin

To tylko drukarz

Jednak droga do opublikowania wyników tych doświadczeń, a następnie zastosowania ich w praktyce nie była taka prosta, gdyż uważano, że Franklin… jest tylko drukarzem. Benjamin przez długie lata pisał listy do swojego przyjaciela z Królewskiego Towarzystwa Naukowego, w których opisywał wykonane przez siebie doświadczenia. Początkowo wnioski Benjamina, płynące z licznych eksperymentów, nie spotkały się z uznaniem członków Królewskiego Towarzystwa Naukowego. Teoria Franklina zaprzeczała dotychczasowej teorii o elektryczności Karola Dufay, wg której istniały dwa rodzaje elektryczności: „żywiczna” i „szklana”. Benjamin twierdził, że jest tylko jedna „materia elektryczna”. Po burzliwej dyskusji toczącej się na zebraniu Królewskiego Towarzystwa Naukowego, tylko garstka członków Towarzystwa wstawiła się za Franklinem i jego teorią. Po namowach jednego z członków, mimo sprzeciwu Towarzystwa, wydrukowano książkę z listami Franklina pod tytułem „Doświadczenia i obserwacje nad elektrycznością przeprowadzane przez Benjamina Franklina w Filadelfii w Ameryce i zebrane w kilku listach do p. Collinsona w Londynie, członka Królewskiego Towarzystwa Naukowego”.

Książka Franklina była rozchwytywana i w samym Londynie kilkakrotnie trzeba było wznawiać jej nakład. Przetłumaczona została również na inne języki. Badacze przyrody postanowili sprawdzać doświadczenia przeprowadzane przez Franklina. Jego odkrycia doprowadziły do tego, że ówcześni uczeni podzielili się na dwa obozy. Jeden z nich popierał odkrycia Franklina, a drugi trwał uparcie przy starej teorii.

Po latach nasz bohater zyskał w końcu uznanie akademików i otrzymał tytuły od renomowanych uczelni - Harvardu, Yale oraz Oxfordu. Królewskie Towarzystwo Nauk w Londynie i Akademia Francuska zaliczyły go w poczet swych członków (3). Wtedy też przewodniczący Akademii Francuskiej wypowiedział o Franklinie pamiętne słowa: „niebiosom wydarł piorun, a berło tyranom”.

Wynalazków na swoim koncie miał znacznie więcej, choć co do niektórych są wątpliwości, czy rzeczywiście był ich autorem (np. wspominany fotel bujany). Do bardziej znanych należą okulary dwuogniskowe, za pomocą których dawało się z powodzeniem patrzeć na bliskie i dalekie obiekty. Podczas swoich licznych podróży do Europy Franklin usiłował też zrozumieć, dlaczego statki z Anglii do Ameryki płyną dwa tygodnie dłużej niż odwrotnie. W trakcie wielokrotnych wypraw z Ameryki Północnej do Europy dokonywał więc pomiarów temperatury wody w Oceanie Atlantyckim, co pozwoliło mu zlokalizować Prąd Zatokowy (Golfsztrom).

Ostatnia faza jego życia upłynęła pod znakiem zaangażowania politycznego. Był współautorem i jednym z sygnatariuszy Deklaracji Niepodległości (1776) oraz Konstytucji Stanów Zjednoczonych (1787), stając się tym samym jednym z „ojców założycieli” tego kraju. Został pierwszym reprezentantem rządu USA we Francji (1776-1785). Podpisał też petycję o zniesieniu niewolnictwa.