Летопись электричества

Глава 29. ИСТОРИЯ «СВЕТОНОСНОЙ БУТЫЛКИ»

С ТЕХ ПОР как ученые увидели электрическую искру, многие из них задумывались над тем, как использовать электричество для целей освещения. Эта мысль овладела умами ученых и изобретателей особенно сильно после того, как они узнали о тепловых действиях электрического тока.

30 марта 1853 года профессор физики Казанского университета Савельев осветил вольтовой дугой университетский двор. Эту невиданную лампу он установил на крыше физического кабинета. Лампа питалась током от ста сорока четырех элементов Даниэля и Грове. Горевшая лампа видна была за две версты от места установки.

Морские маяки и другие аппараты, где требовался свет большой силы, начали оборудовать лампами с вольтовой дугой.

Все усовершенствования ламп с вольтовой дугой сводились к тому, чтобы снабдить эти лампы механизмом для автоматического сближения углей по мере их сгорания. Устройство таких ламп было сложно и удорожало их стоимость.

Многие ученые и изобретатели понимали, что эти лампы-машины не могут быть широко применены, не могут проникнуть в каждое жилище.

Это ясно представлял себе и замечательный русский электротехник Павел Николаевич Яблочков.

Яблочков родился 14 сентября 1847 года в Сердобском уезде Саратовской губернии[26]. Уже школьные товарищи и педагоги заметили в Павле Яблочкове способности изобретателя. Яблочкову едва исполнилось двенадцать лет, когда он придумал землемерный инструмент, которым охотно пользовались крестьяне всего уезда. Однажды, возвратившись после каникул в гимназию, Павел Яблочков привез проект своего прибора, отсчитывающего расстояние в зависимости от числа оборотов колес кареты.

Пятнадцатилетним юношей Яблочков поступил в петербургский частный пансион. Здесь под руководством Цезаря Антоновича Кюи, впоследствии известного русского композитора и профессора Военно-инженерной академии, Яблочков подготовился к поступлению в Военно-инженерное училище. Окончив училище, он в чине подпоручика был направлен в саперный батальон. Вскоре ему удалось перевестись в Офицерские гальванические классы, тогда первое и передовое в России электротехническое училище.

В 1871 году Яблочков освободился от военной службы и переехал в Москву. Здесь он был приглашен на должность начальника телеграфа Московско-Курской железной дороги. С этого времени в голове Павла Николаевича возникают проекты десятков электрических изобретений. На них им было затрачено немало сил и средств. Однако долги скоро переросли финансовые возможности изобретателя.

Не получая в России поддержки и помощи, Павел Николаевич решил поехать в Америку. Но в Америку он не попал, денег едва хватило добраться до Парижа. С небольшими средствами он в октябре 1875 года поселился в студенческом общежитии Латинского квартала Парижа.

В это время Павел Николаевич много думал о том, как упростить существующую систему электрического освещения дуговыми лампами. Эта мысль, как навязчивая идея, всюду преследовала его.

В феврале 1876 года Павел Николаевич сидел в кафе, размышляя все на ту же тему. В раздумье он вынул торчавшие из кармана два длинных карандаша и положил их на столик. Сдвинув карандаши, он случайно расположил их параллельно. Почему-то в этот момент Павел Николаевич отчетливо вспомнил свои последние дни на родине…

В то время П. Н. Яблочков и его друг электротехник-любитель Н. Г. Глухов содержали маленькую лабораторию-мастерскую, в которой проделывали всевозможные электрические опыты.

Однажды они сильно увлеклись идеей получения обыкновенной поваренной соли в процессе электролиза.

Случилось так, что за несколько дней до отъезда Яблочкова за границу в одном из аппаратов коснулись друг друга параллельно расположенные угли. Вспыхнула яркая электрическая дуга. Нужно было немедленно выключить ток, ибо бурлящая жидкость угрожала гибелью дорогому аппарату. Но ни у Яблочкова, ни у Глухова не хватило сил оторваться от чудесного зрелища ярко горевшей дуги.

Мелькнула долгожданная мысль: «А если расположить угли дуговой лампы именно таким образом?… Нужно попробовать…»

В сущности, это и был момент изобретения «электрической свечи».

Уже через месяц, 23 марта 1876 года, Яблочков получил во Франции первую привилегию на свою свечу.

В апреле физик Ниоде сделал сообщение о свече Яблочкова на заседании членов французского Физического общества. В том же месяце Павел Николаевич был командирован в Лондон в качестве представителя фирмы физических инструментов Бреге. В Лондоне на выставке учебных пособий впервые была зажжена «электрическая свеча Яблочкова». Отсюда эта необычайная свеча была прославлена на весь мир как русское изобретение. Свечу называли «русский свет». Тогда о свече заговорили и ею заинтересовались и на родине изобретателя, в России. Но прошел год, прежде чем Яблочков получил в России патент на свое изобретение.

Свеча Яблочкова состояла из двух углей, расположенных параллельно. Между ними находился слой особого состава, вроде гипса. Для зажигания такой свечи наверху ее приделывалась тонкая латунная пластинка. Как только включался ток, он проходил по этой запальной пластинке и накалял угли. Пластинка расплавлялась, и угли постепенно и равномерно сгорали, легко испаряя промежуточную прослойку.

С 1877 года свечами Яблочкова освещались магазины Лувра, театр Шатле, площадь и улица Оперы в Париже, развалины Колизея в Риме, фасад Парижского собора и некоторые другие здания.

Семьюдесятью двумя свечами Яблочкова был освещен театральный зал Международной электротехнической выставки 1881 года в Париже[27].

В продолжение многих лет ученые и изобретатели разных стран безуспешно пытались построить более дешевую, удобную и менее яркую электрическую лампу, чем вольтова дуга.

Весной 1874 года в Галерной гавани Петербурга русский инженер Александр Николаевич Лодыгин показывал морякам интересные опыты по электрическому освещению.

Сначала Лодыгин накаливал электрическим током гальванической батареи железную проволоку. Затем эта проволока накаливала кусочек угля в герметически закрытом стеклянном шаре, где оставался воздух. Уголек ярко тлел в продолжение тридцати минут. В конце того же года о работах Александра Николаевича было доложено Петербургской Академии наук, и ему была присуждена денежная премия имени Ломоносова. Лодыгин вскоре истратил эти деньги на дальнейшие опыты и не в состоянии был организовать производство даже нескольких десятков пробных образцов новой лампы. Чтобы получить патент в других странах, у него не было средств. В России же никто не желал вкладывать деньги в дело, казавшееся не очень прибыльным.

Наконец, нашелся один предприниматель, взявший на себя финансирование производства ламп.

Вскоре Лодыгин еще более усовершенствовал эту электрическую лампу. Он пришел к мысли, что если выкачать воздух из колбочки, то уголек может гореть гораздо дольше, и что можно положить в такой баллончик сразу несколько угольков и автоматически заменять их по мере сгорания. Тремя такими лампами в январе и феврале 1876 года освещался бельевой магазин Флорана на Морской улице в Петербурге. Двенадцать экземпляров ламп решено было заказать в лучшей парижской мастерской приборов Дюбоска.

Когда эти лампы были готовы, они подверглись многократному испытанию на европейских заводах.

О лампах накаливания Лодыгина были получены хорошие отзывы.

Осенью 1875 года этими лампами освещались места подводных работ на строительстве нового, Литейного, моста через Неву в Петербурге.

Лейтенант Хотинский, близко знавший в Петербурге всех лиц, работавших над усовершенствованием электрической лампы, в 1877 году был командирован в Америку для приемки крейсеров, изготовленных для русского флота. Он взял с собой несколько экземпляров ламп Лодыгина и показал их Эдисону.

Томас Эдисон, несмотря на то, что ему в то время было только тридцать лет, был уже известным в Америке изобретателем.

Еще в 1868 году он сделал свою первую, но неудачную патентную заявку на электрический счетчик голосов при голосовании. По поводу этого изобретения парламентские дельцы сказали Эдисону:

— Молодой человек, если есть на свете изобретение, которое нам менее всего нужно, то это как раз то самое, что вы нам принесли сегодня!

Но уже в следующем году двадцатидвухлетний Эдисон внезапно нашел свое счастье.

24 сентября 1869 года на нью-йоркской бирже во время крупных спекуляций акциями испортился биржевой телеграф, оповещавший дельцов биржи о ходе дел. Никто из механиков не мог его починить. Случайно проходивший мимо и узнавший в чем дело Томас Эдисон сумел быстро исправить телеграфный передатчик биржевых новостей, а вскоре значительно его усовершенствовать. За это Эдисон получил вознаграждение, по тем временам сказочно большое. До этого телеграфист Эдисон долго жил впроголодь и за неимением денег на оплату проезда по железной дороге проходил пешком много километров. Когда ему вручили денежный чек, изобретатель от волнения едва не лишился сознания. Эдисону казалось, что над ним просто шутят. Но американские биржевики не шутили. Они легко заплатили Эдисону сорок тысяч долларов за его биржевой телеграф потому, что он помог им легко нажить в биржевой игре миллионы долларов.

В 38 километрах от Нью-Йорка, в Менло-Парке, Эдисон создал себе прекрасную лабораторию. Здесь, в этой лаборатории, был построен угольный микрофон для телефона Белла; здесь был создан фонограф, впоследствии превратившийся в граммофон и патефон; здесь были созданы и другие изобретения, покрывшие имя Эдисона всемирной неувядаемой славой. Здесь же Эдисон впервые увидел русскую угольную лампу накаливания Лодыгина усовершенствовал ее ценой многолетнего и напряженного труда.

Изобретатель работал по двадцати часов в сутки. Он ел и спал на лабораторном столе, подложив под голову пачку книг.

— Гений — это на один процент вдохновение, а на девяносто девять потение! — неоднократно любил повторять Эдисон.

Эти слова в первую очередь можно отнести к работам самого Эдисона по усовершенствованию электрической лампочки накаливания.

«Почему так непродолжительно горит уголек в лампочках накаливания?», — поставил перед собой первый вопрос Эдисон.

Чтобы ответить на него, Эдисон проделал множество опытов, которые убедили его в том, что в колбах ламп оставалось довольно много невыкачанного воздуха.

Новая серия опытов показала ему, что сами насосы еще несовершенны. Эдисон стал работать над усовершенствованием откачивающего насоса. Вскоре он стал доводить разрежение воздуха до давления в одну миллионную долю атмосферы! Такого разрежения (вакуума) никто еще до него не достигал. Эдисон поместил в грушевидную колбу проволочку и, откачав воздух, пропустил по этой проволочке ток.

Свет, этой первой лампочки был неровный, да и сама она оказалась недолговечной. То же было и с другими лампами, в которых раскалялись кусочки угля. Вместо угля нужно было найти другой, более долговечный материал.

В течение многих месяцев Эдисон испытывал решительно все, что ему попадалось на глаза. Однажды, проходя по двору лаборатории, он увидел валявшуюся в пыли ветку. Эдисон поднял и рассмотрел ее. Листья были прикреплены к тонкому, длинному, легко сгибающемуся стеблю. Эдисон оборвал листья, разделил стебель на волокна и, обуглив их, придал им форму завитка. Результат был неожиданный: спиралька, свитая из волокна этого растения, предварительно обработанная некоторыми химическими растворами и помещенная в пустотную колбу, дала яркий и ровный свет. Она горела много часов подряд, и Эдисон все время следил за ней.

— Что за штука? Где она растет? — спрашивал Эдисон всех своих помощников и знакомых.

Кто-то сказал, но не совсем уверенно, что это японский бамбук.

Не теряя времени, изобретатель снарядил несколько экспедиций на поиски этого растения. Люди Эдисона отправились не только в Японию. Им было дано задание исследовать бамбуки и родственные им растения в Китае, Бразилии и Индии. Больших трудов и лишений стоило посланцам Эдисона проникать в первобытные леса и дикие заросли Кубы, Ямайки, Перу, Эквадора, Цейлона и многих других мест земного шара.

Эдисон перепробовал шесть тысяч различных веществ, чтобы найти самое устойчивое. Сорок тысяч страниц — двести записных книжек — исписал изобретатель, записывая результаты опытов над своей лампочкой. Эдисон дошел до полного физического истощения от непосильной работы. Наконец, под сильным нажимом друзей и родных он отправился отдохнуть в северо-западную часть Колорадо.

8 сентября 1878 года, возвращаясь из Колорадо, Эдисон заехал к своему знакомому, изобретателю Вильяму Валласу, работавшему в это время над усовершенствованием дуговой лампы. Эдисону уже было ясно, что путь к дешевой и удобной в пользовании электрической лампе лежит в стороне от вольтовой дуги.

— Очень возможно, Валлас, — сказал Эдисон, прощаясь с изобретателем, — что я побью вас в области электрического освещения. Мне кажется, что вы идете по ложному пути…

Вернувшись в свою лабораторию, «чародей Менло-Парка», как прозвали Эдисона его друзья, снова окунулся в работу над усовершенствованием электрической лампы. К этому времени накопилось много почтовых посылок с различными сортами растений, посланных людьми Эдисона из экспедиций. Снова были опробованы сотни веществ. И все же лучшим оказалось обугленное волокно японского бамбука.

21 октября 1879 года Эдисон повернул выключатель, и тотчас же засветилась электрическая угольная лампа. Она горела непрерывно сорок часов.

1 ноября 1879 года Томас Эдисон и его свидетели — С. Л. Гриффин и Джон Рандольф — подписали заявку Эдисона на патент.

В Менло-Парке никогда не было такой радостной новогодней встречи, как это было в ночь на 1 января 1880 года. Семьсот эдисоновских ламп иллюминировали все здание лаборатории, двор, ворота и забор. Сотни людей из окрестных селений пришли посмотреть это новое творение «чародея Менло-Парка». Они разнесли славу о чудесном свете по всему штату Нью-Джерси, а отсюда она разошлась по всей Америке.

27 января 1880 года Эдисон получил первый патент на электрическую лампочку и вслед за тем еще сто шестьдесят восемь патентов во всех странах мира.

Эту лампочку видели посетители Международной электротехнической выставки 1881 года в Париже в павильоне изобретателя. Каждая лампочка вставлялась или ввинчивалась в патрон Эдисона. Каждой лампочкой управлял выключатель, установленный на стене. Так гениально просто великий изобретатель разрешил задачу освещения. Когда поворачивали выключатель, открывалась дорога току через нить лампочки. Так как нить обладает большим сопротивлением, то электрический ток ее сильно раскаляет и она излучает яркий свет.

Открытие Международной электротехнической выставки в Париже состоялось в пятницу 10 августа 1881 года[28].

Одновременно здесь готовились к Первому международному конгрессу электриков. Выставка и конгресс, хотя об этом не говорилось, были приурочены к празднованию дня пятидесятилетия открытия Майклом Фарадеем закона электромагнитной индукции.

Почти все страны мира прислали в Париж лучшее из того, что создала техника в области электричества.

Новый старший жандарм России, царь Александр III меньше всего беспокоился о том, чтобы Россия была достойно представлена в Париже в эти дни.

Русский отдел выставки мог бы занимать не только две ниши между колоннами в дальнем северо-восточном конце Елисейского дворца. Из недр русского народа вышло немало замечательных исследователей электричества. Десятки талантливых русских самоучек сделали свои открытия ценой невероятных лишений и страданий. Но их таланты были растоптаны грубым сапогом царизма.

Организаторам русского отдела выставки стоило немало трудов, чтобы разыскать работы своих ученых для демонстрации.

Благодаря настойчивости замечательного русского инженера-комиссара Русского отдела выставки Д. А. Лачинова, были представлены 29 русских экспонатов и 19 из них получили затем награды от жюри.

Выставки устраивались за границей неоднократно. Но Парижская электротехническая выставка была непревзойденной.

Люди беспрерывно подходили к территории выставки. Когда стемнело, все были изумлены и очарованы морем невиданного электрического огня.

У нарядно убранного павильона Эдисона извивалась длинная очередь людей, жаждавших удостоиться чести повернуть таинственную «кнопку», которая командует необычайным светом. Старые и малые горели желанием как можно скорее прикоснуться к диковинке. Десятки людей окружали счастливцев, которые самолично проделали уже эту нехитрую операцию.

— Скажите, мосье, действительно ли от кнопки зажигалась лампа без огня?

— Да! Это удивительно!.. Первый раз повернешь кнопку, и тотчас же вспыхивает огонь в стеклянной бутылке. Второй раз повернешь, — огонь немедленно гаснет. Снова повернешь, — опять зажигается.

Больше трех раз крутить не позволяют. Как обидно!

— А где стоит эта светоносная бутылка?

— Она свешивается с потолка на тонком шнурке. Говорят, что это телеграфная проволока, покрытая материей…

— А шнур не сгорает?

— Он даже и не горячий! Такие бутылки со светом, оказывается, можно вешать в каждой квартире. И это даже удобнее газовых горелок!

Электрическое освещение, пришедшее на смену лучине, свече, масляным и керосиновым лампам и, наконец, даже светильному газу, было той первой чарующей областью применения электричества, которая вызывала всеобщий восторг.