[an error occurred while processing this directive]

Några rader om tidig elektricitetsforskning




Det förhållandet att vissa material, framför allt bärnsten, har en förmåga att dra till sig små, lätta föremål har förmodligen varit känt så länge man har använt bärnsten, vilket man gjorde redan c:a 5000 f.Kr. i länderna kring Östersjön. Vad människorna på den tiden hade för uppfattning om fenomenet vet vi naturligtvis inte, däremot finns iakttagelser och spekulationer från grekisk och romersk tid bevarade.Bärnstenen, som grekerna kallade elektron (rätt gissat, det är därifrån ordet "elektricitet" kommer), var mycket uppskattad under antiken, kanske på grund av denna, som man naturligtvis tyckte, märkliga och mystiska förmåga. De flesta filosofer hade någon sorts åsikt om magnetens och bärnstenens attraktionsförmåga och förklaringsmodellerna varierade, men man brukade i alla fall vara överens om att de hade olika orsaker. Platon gick så långt att han hävdade att det inte alls ägde rum någon attraktion. Någon sådan var inte ens tänkbar, eftersom det förutsatte att det fanns vakuum, och det ansåg Platon inte vara möjligt. Han ansåg att det i stället gick till så att magneten orsakade en förändring i rummet, som ledde till att vissa typer av föremål förflyttade sig till magnetens omedelbara närhet. Detta gällde även bärnstenen.

Den här åsikten fick ganska stor spridning, och levde kvar länge. En av anhängarna var den romerske skalden och naturfilosofen Lucretius, som använder den förklaringen när han beskriver magnetismen i sitt naturfilosofiska poem De rerum natura, Om tingens natur. När det gällde frågan om vad det egentligen var för krafter som orskade de här fenomenen, blev man dock oftast svaret skyldig.

De som var anhängare av Aristoteles, vars läror kom att totalt dominera naturforskningen under medeltiden och även senare, kunde förklara att magneten fick sin attraktionskraft genom att denna var karaktäristisk egenskap hos magneten, som fick den genom sin "inre form", och som var oföränderlig. Värre var det med bärnstenen. Som bekant måste den laddas upp genom friktion innan den kan börja attrahera, och det här visste man inte vad man skulle tro om. Eftersom bärnstenen inte har den här förmågan av sig själv, utan måste behandlas för att få den, så kunde det inte bero på någon "inre form", eftersom en sådan ju inte kunde påverkas utifrån. Alltså var det fråga om en dold, eller som man gärna uttryckte saken, en "ockult" kraft, vars verkan man kunde iaktta men vars orsaker förblev okända, och som verkade genom bärnstenen.

Under femtonhundratalet, då naturfilosofin tog ny fart, var det många som intresserade sig för magnetiska problem och därmed också för de elektriska attraktionsfenomenen, dock utan att man kom speciellt mycket längre än man hade gjort tidigare. Bärnstenens oortodoxa uppförande fortsatte att vara orsakat av en dold kraft, eller möjligen ett resultat av sympati eller antipati.

År 1600 publicerade den engelske läkaren William Gilbert ett verk med titieln De Magnete, Om magneten. I den beskriver han sina försök med magnetism och det han kallade elektrisk attraktion. Gilbert var en av de tidigaste experimentalfysikerna, och hans arbete är märkligt såtillvida att de teorier det innehåller till allra största delen bygger på resultaten av praktiska experiment, vilket inte var vanligt vid denna tid.

Hans avsikt med de elektriska experimenten var att undersöka om andra ämnen än bärnsten hade samma förmåga att orsaka attraktionsfenomen, och för att kunna studera detta byggde han historiens första elektriska mätinstrument, elektroskopet. Det bestod av en visare, horisontellt upphängd på en nål, som i sin tur var fästad i toppen av ett litet stativ. När ett ämnes attraktionsförmåga skulle testas utsattes först ett stycke av ämnet för friktion genom gnidning och fördes sedan fram mot visarens ena spets. Om en statisk uppladdning hade skett, så attraherades visaren av ämnet, annars hände ingenting.

Genom sina experiment insåg han att många andra ämnen, dock inte metaller, kan attrahera små, lätta föremål om de först behandlas genom att man gnider dem. Av det här drog han slutsatsen att magnetism och elektrisk attraktion inte hade ett dugg med varandra att göra. Att magneter kan attrahera järn, och inget annat än järn, ansåg även han bero på magnetens "inre form". Orsaken till att bärnsten och ett stort antal andra ämnen, som han kallade electrica, kan fås att attrahera andra föremål, berodde däremot på att de blev uppvärmda när de utsattes för gnidning. Som ett resultat av uppvärmningen avsöndrade de en mycket tunn och fuktig ånga, som när den av mottrycket från luften pressades tillbaka mot ämnet i fråga drog med sig diverse små föremål, som sedan förenades med ämnets yta genom att ångan hade en "förenande" egenskap. Förmåga att avsöndra den här ångan hade electrica på grund av att de ursprungligen hade varit flytande ämnen som under tidernas gång hade stelnat, och att de därigenom hade samma elementaregenskaper som vattnet (som ju var ett av de fyra urelementen, enligt den dåtida, aristoteliskt influerade fysiken). Vattnet ansågs nämligen ha förenande verkan.

Genom att han kunde bevisa att elektrisk attraktion inte är något som är specifikt just för bärnstenen, utan att många andra ämnen uppvisar samma egenskap om de utsätts för friktion, i synnerhet sådana ämnen och kroppar som på något sätt innehåller vatten, kunde han också hävda att jordens dragningskraft i själva verket var en form av elektrisk attraktion. Redan på den här tiden hade man nämligen klart för sig att större delen av jordklotet är täckt av vatten, och Gilbert ansåg att jordklotet utsattes för friktion från den omgivande luften eller sfären. Därigenom kom det att utsöndra denna omärkliga men allting förenande ånga, och därför kunde jorden hålla kvar kroppar vid sin yta.

Gilberts åsikter fick stor spridning, men möttes också av opposition.1629 gav jesuiten Niccoló Cabeo ut ett verk med titeln Philosophia Magnetica, där han motsade Gilberts påståenden på ett antal punkter. Genom sina egna experiment observerade han den elektriska repulsionen, som Gilbert inte hade tagit hänsyn till då han formulerade sin teori. Av det drog Cabeo slutsatsen att många ämnen, som t.ex. bärnsten, gav ifrån sig stötvisa utsläpp, inte av ånga som Gilbert påstod, utan av något som enligt Cabeo liknade doftämnen, när de värmdes upp genom gnidning. De här stötarna pressade undan luften i och kring ämnet. När utsläppet upphörde och försvann, sögs luft in för att fylla ut tomrummet efter det och i samband med det kunde små, lätta kroppar följa med och sugas fast vid ytan. Det hela skulle alltså vara ett resultat av horror vacui, eller naturens förmodade strävan att uppfylla tomrum, och inte av något förenande utflöde. Eftersom attraktionen alltid föregicks av en repulsion, kunde inte elektrisk attraktion vara det som låg bakom jordens dragningskraft.

Athanasius Kircher publicerade sitt verk Magnes sive De Arte Magnetica, (Magneten eller Om den magnetiska vetenskapen) år 1641, alltså tolv år efter Cabeos Philosophia Magnetica. I boken presenterade Kircher en teori som gick ut på att alla krafter och fenomen i naturen styrs av en enda princip, nämligen attraktion och repulsion. För Kircher var magneten och magnetismen det mest uppenbara exemplet på denna princip, och därför använde han den som modell till sin världsförklaring. Det var också skälet till att han använde termen "magnetism" om diverse fenomen, som enligt de flestas åsikt inte har ett dugg med magnetism att göra, något som ledde till missuppfattningar redan när boken kom ut. Teorin var inte helt ny, snarare hade den åtskilliga år på nacken. Dess ursprunglige skapare tycks ha varit den antike filosofen Empedokles, som ansåg att tillvaron dominerades av två motsatta krafter, nämligen Kärleken och Striden.

Boken fick ett minst sagt blandat mottagande. Den väckte synnerligen upprörda känslor hos Kirchers vän Renée Descartes, som ansåg att Kircher hade svikit vetenskapen och nu ägnade sig åt att sprida diverse övertro. Trots det sålde den i tre upplagor och var länge det mest spridda verket i ämnet. Man kan tryggt anta att de flesta köpare inte brydde sig speciellt mycket om Kirchers teorier; däremot var de med säkerhet intresserade av alla de "magnetiska" apparater och experiment, som tar upp större delen av verket.

Ett avsnitt bär titeln Elektromagnetismos och behandlar elektriska attraktionsfenomen. Det innehåller inte något speciellt nydanande, snarare är det en upprepning av de åsikter Cabeo framförde 12 år tidigare, med tillägg av några beskrivningar av experiment samt instruktioner om hur man bygger ett elektroskop.

Denna webplats har nu nöjet att kunna erbjuda dig, käre besökare, den första översättningen till ett nutida språk av detta avsnitt. Jag hoppas och tror att du kommer att tycka den är intressant. Förmodligen kommer du också att finna att en del av de resonemang du möter i texten känns främmande, men om du har läst den här introduktionen bör du ha fått vissa insikter i hur dåtidens fysiker föreställde sig att elektricitet och magnetism fungerade.



© 2000 Mats Rendel