Летопись электричества

Глава 41. ПРЕДВЕСТНИК ГРОЗ

ЧЕМ БОЛЬШЕ Александр Степанович вдумывался в значение открытий Герца, тем более он склонялся к мысли, что великий физик заблуждался.

«Электрические лучи могут быть средством связи!»

Александр Степанович глубоко верил в такую возможность. Но к давно задуманным опытам он все еще не приступал.

В то время усиленно строились новые военные корабли для русского флота. В Кронштадтском порту они снабжались электрическим оборудованием. Каждый день возникали все более сложные практические вопросы, ответы на которые должен был давать преподаватель минной школы, знаток электротехники Александр Степанович Попов.

Летом, освободившись от занятий в школе, Александр Степанович тоже лишен был возможности заняться задуманными опытами. Чтобы иметь какое-либо подспорье к своему скромному жалованью, Александр Степанович по окончании учебного года обычно уезжал в Нижний Новгород для заведования там электрической станцией на ярмарке. В обстановке большого напряжения сил и непрерывной, иногда по целым суткам работы проходили эти несколько месяцев. Но отказаться от изнурительной работы электрика на нижегородской ярмарке нельзя было. Остальные три четверти года семья Поповых сносно существовала главным образом на эти летние заработки Александра Степановича.

Шел 1895 год.

В один из солнечных весенних дней Александр Степанович сидел в физическом кабинете минного класса. Перед ним лежал взятый в библиотеке английский научный журнал «Electriciàn» за июнь 1894 года.

Уже так повелось; во время получасового отдыха между лекциями Александр Степанович, съедая принесенный из дому бутерброд, просматривал заграничные журналы.

Тут же невдалеке, над рабочим столом, заставленным приборами, склонился новый помощник Александра Степановича, молодой физик Петр Николаевич Рыбкин. Он проверял готовность приборов для использования на практических занятиях. Учащиеся вели лабораторные занятия здесь же, в кабинете, после первого перерыва.

Попов и Рыбкин познакомились недавно.

В середине этой зимы оба они участвовали в заседании Петербургского физико-химического общества. Во время перерыва к Рыбкину подошел Попов — он его увидел тогда впервые — и предложил ему занять освободившуюся должность заведующего физическим кабинетом Кронштадтской минной школы. Петр Николаевич согласился на предложение Попова и потом всегда радовался этому счастливому случаю в своей жизни. В лице Александра Степановича он нашел замечательного учителя и прекрасного человека.

Рыбкин узнал, что Александр Степанович глубоко интересовался электрическими лучами Герца и вел опыты в этой области. Этими вопросами интересовался и Рыбкин. Оканчивая в 1892 году Петербургский университет, он представил дипломную работу на тему «Электромагнитная теория света».

Александр Степанович неоднократно беседовал о лучах Герца со своим ассистентом, делился с ним результатами своих первых опытов и намечал пути дальнейших исследований. Петр Николаевич сразу же вызвался помогать своему учителю и с нетерпением ждал дня начала опытов.

Александр Степанович медленно перелистал несколько страниц журнала. Заголовок одной статьи заставил его насторожиться. Это была статья известного физика Оливера Лоджа «Открытия Герца», в которой рассказывалось об опыте передач и улавливании электрических лучей Герца на расстоянии 8 метров с помощью трубки Бранли.

Статья Лоджа потрясла Александра Степановича. В необычайно приподнятом настроении он подошел к ничего не замечавшему Рыбкину и протянул ему журнал.

Рыбкин взял журнал и с большим вниманием прочел статью. Радость учителя охватила и его. После занятий со студентами Попов и Рыбкин в тот же день приступили к проверке опытов Лоджа.

На длинном столе физического кабинета Они установили катушку Румкорфа и в ее первичную обмотку через ключ ввели батарею элементов. Концы вторичной обмотки катушки были подведены к двум металлическим шарикам, между которыми происходил искровой разряд. Таково было несложное устройство излучателя электрических лучей. Приемник, собранный по схеме Лоджа, тоже был прост. Он представлял собой гальваническую цепь, состоявшую из последовательно включенных трубки Бранли, батареи элементов и гальванометра.

Опыты шли удачно. Стрелка гальванометра, неподвижно стоявшая на нулевом делении, сразу же резко отклонялась, как только начинал работать передатчик. Маленькая искорка передатчика командовала движением стрелки гальванометра, установленного в приемной цепи на другом конце стола.

Чтобы снова приготовить аппарат для приема, нужно было постучать по трубке Бранли. Так делал Лодж в своих опытах. Тогда сцепление опилок нарушалось, и ток в приемнике прекращался.

— Не нравится мне это, Петр Николаевич! — сказал своему ассистенту Попов. — Опилки не всегда отвечают на действие искры. Лодж пишет, что в этом повинно несовершенство передающего аппарата. А я думаю не так. По-моему, передатчик здесь ни при чем.

— От чего же зависит возможность непрерывного приема волн? — спросил Рыбкин.

— По-моему, Петр Николаевич, нужно придумать другую конструкцию приемника. Нужно так сделать, чтобы передатчик, приняв волну, всегда был готов принять следующую…

Александр Степанович внезапно умолк. Его осенила какая-то мысль. Он быстро подошел к шкафу, снял с полки гальванометр Депре — Д’Арсонваля и поставил его на стол.

— Зачем это? — спросил ассистент.

— Надо, чтобы без помощи наших рук разрушался мостик для тока в металлических опилках. Зачем стучать пальцем по трубке? Это может происходить автоматически…

Александр Степанович взял слюдяную пластинку и насыпал на нее немного металлических опилок. Это плоское блюдце он положил на движущуюся рамку гальванометра. Схема приемника осталась прежней, но изменилась конструкция всего устройства.

— Теперь попробуем, Петр Николаевич. Я включаю ток приемника. Видите? Рамка гальванометра неподвижна. Включите передатчик.

В следующее мгновение Рыбкин увидел, что, как только в передатчике проскочила искра, в приемнике двинулась рамка гальванометра, связанная с нею стрелка ударила по слюдяному листку и вернулась на место. Во время удара произошло встряхивание опилок, значит снова восстановилось большое сопротивление току в цепи приемника.

Решено было испытать дальность приема волн. Для этого Рыбкин перенес приемник на самый дальний стол кабинета. Приемник и здесь работал исправно.

Когда Рыбкин определил расстояние, оказалось, что 12 метров отделяют передатчик от приемника.

— Александр Степанович, на каком расстоянии между приборами проводил свои опыты Лодж?

Александр Степанович заглянул в журнал:

— Восемь метров!

Рыбкин переживал минуты непередаваемого восторга. Он молча смотрел на Александра Степановича, радуясь тому, что сегодня помогал этому большому человеку.

— Завтра продолжим опыты? — нарушил молчание Рыбкин.

— Охотно, Петр Николаевич! Нужно еще подумать над приемником.

Попов снова вспомнил Герца, и ему стало обидно. Великий физик никогда уже не узнает о том, что он ошибся в своем детище…

Ни Попов, ни Рыбкин в спешке памятного дня не обратили внимания на примечание «от редакции», которым сопровождалась статья Лоджа в английском журнале. А в этих нескольких строках было сказано очень много важного.

«Опыты Герца и Лоджа могут быть применены па пользу человечеству. Редакция уверена в том, что это случится очень скоро, как только за разработку опытов Герца и Лоджа возьмется практический человек — электротехник».

Утверждение редакции оказалось пророческим: опыты Герца и Лоджа находились в верных руках замечательного русского ученого и практика — А. С. Попова.

В продолжение следующей недели Попов и Рыбкин почти не выходили из минной школы, продолжая свои опыты в физическом кабинете. За это время Александр Степанович успел изобрести новое видоизменение трубки Бранли, которую французский физик назвал «когерер» (по-латыни — сцепщик).

Изобретение нового когерера Попову далось не сразу. Александр Степанович испытал много различных металлических порошков и различные формы трубок, прежде чем остановился на своем типе — с платиновыми листочками и железным порошком.

После этого он решил вторую очень важную задачу.

— Петр Николаевич, скорей сюда! — воскликнул, вбегая в физический кабинет, радостно взволнованный Попов, доставая иа ходу из кармана пиджака небольшой листок бумаги. — Рекомендую вашему вниманию новую схему приемника. Мы можем теперь избавиться от гальванометра. Смотрите: это — известная вам трубка с опилками, это — звонок, это — реле обычного телеграфного типа, а это — батарея…

Рыбкин внимательно следил за движениями руки Попова, пояснявшего схему.

— Прибор действует следующим образом: ток от батареи в четыре-пять вольт постоянно циркулирует от зажима П батареи к платиновому листочку в трубке А—А. Далее он идет через порошок, насыпанный в трубку, к другой пластинке и через обмотку электромагнита реле возвращается в батарею к зажиму Ю. Сила этого тока очень незначительна и не в состоянии настолько намагнитить сердечник реле, чтобы он притянул свой якорь. Но как только на трубку А—А упадет электрический луч передатчика, сопротивление порошка, мгновенно уменьшится, и ток увеличится настолько, что якорь реле легко притянется. В тот же момент образуется новая цепь тока, идущая от батареи к катушке звонка через контакт Д. Вот эта цепь: от зажима батареи П через катушку звонка, контакт Н, контакт Д и ко второму зажиму батареи Ю, Звонок начнет действовать, потому что его катушка притянет якорь с ударным шариком на конце. Но как только притянется якорь звонка, тотчас же будет разомкнута цепь, питающая его током, и шарик, отскочив обратно, ударит по трубке. Я поместил на трубке резиновое кольцо, чтобы стекло не разбилось. После встряски металлический порошок снова увеличит сопротивление, и ток батареи, проходящий через реле, уменьшится. Сердечник реле тотчас же отпустит свой якорь, и от этого на контакте Д разомкнется цепь, питавшая звонок током. Понятно, Петр Николаевич? Трубка у нас готова. Звонок есть. Батарея тоже имеется. Помнится мне, что телеграфное реле у нас было…

Несколько часов, которые были употреблены на сборку нового приемника, пролетели незаметно, Александр Степанович еще с детства ловко слесарничал и неплохо знал токарное и столярное дело. Этому научили его на родине рабочие Богословского металлургического завода и особенно его земляк и приятель Василий Петрович Славцов.

Александр Степанович родился 9 марта 1859 года[38] в селе Турьинские Рудники, на Северном Урале. Там он окончил начальную сельскую школу и провел детство.

Не имея возможности платить за обучение в гимназии, Александра Степановича отдали в Пермскую духовную семинарию, где обучение было бесплатным.

В 1877 году он окончил семинарию и, подготовившись к экзаменам в университет, вместе со своими сестрами Анной и Августиной без копейки денег прибыл в далекий и неведомый Петербург. С утра до поздней ночи бегал студент Попов по урокам, чтобы оплатить расходы на жизнь и учебу трех человек. Но никакие лишения не могли остановить его упорного стремления изучить физику и в особенности электричество.

На последних курсах университета Александр Степанович обратил на себя общее внимание блестящими способностями. Он перестал давать уроки и принял участие в работах по устройству в Петербурге электрического освещения улиц. Немало поработал он и по устройству освещения в Москве, Рязани и других городах России.

Все приобретенные за много лет навыки ему теперь очень пригодились. С помощью Рыбкина новый приемник был собран аккуратно и довольно быстро.

— На какой стол установить приемник? — спросил Рыбкин и, не ожидая ответа, уверенно понес его на самый дальний.

Александр Степанович молча подошел к передатчику, проверил его соединения и замкнул ключ. Блеснула голубая искра. Тотчас же раздался звонок. Попов выключил передатчик.

— Петр Николаевич, кабинет становится тесным для наших опытов. Давайте перенесем приемник в следующий зал. Стены не должны преградить путь электромагнитным волнам.

Вскоре Александр Степанович передавал сигналы в соседний зал и следующие пять учебных комнат, расположенных в этом же первом этаже школы.

Один из последних опытов привел Попова к новому открытию. Поворачивая передатчик в различных направлениях, он заметил, что иногда сигналы не достигали приемника или были очень слабы. Когда же Попов расположил передатчик в направлении шедшей по стене электрической проводки, лучи легко принимались. Выходило, что волны как бы распространялись вдоль проводника, и поэтому передача принималась на большем расстоянии. Об этом направляющем действии проводов Попов пока ничего не сказал Рыбкину, желая еще раз проверить свое наблюдение.

Неутомимые экспериментаторы решили продолжить свои опыты на улице.

Петр Николаевич вынес приемник в сад, а Попов остался с передатчиком у окна.

Отойдя с приемником в глубь сада примерно на сто шагов, Рыбкин решил здесь обосноваться.

Александр Степанович взмахом руки предупредил Рыбкина о начале опыта и замкнул на короткое время ключ передатчика. Попов видел, что Рыбкин сначала напряженно глядел на когерер, потом растерянно крикнул:

— Ничего нет!

— А теперь, Петр Николаевич?

Попов вторично замкнул ключ.

— Ничего? В чем дело? У меня все в порядке…

Попов показал моток провода.

— Петр Николаевич, возьмите это…

Рыбкин поспешил к окну.

— Зачем это нужно?

— Накиньте это на деревья по направлению к приемнику.

— А концы куда присоединить?

— Пусть они так и болтаются. Провод должен облегчить путь волнам.

Когда Рыбкин накинул на деревья медный провод, Александр Степанович снова начал передачу. Звонок приемника молчал.

Тогда, по указанию Александра Степановича, Рыбкин повесил несколько метров проволоки над приемником, присоединив нижний конец к одному зажиму когерера. С вертикально подвешенным проводом опыты продолжались успешно.

В продолжение следующих недель Александр Степанович установил возможность приема грозовых разрядов.

Ведь молнии излучают такие же электрические волны, как и искры катушки Румкорфа. Для того чтобы поймать электромагнитную волну грозового электричества, изобретатель внес в схему приемника небольшие изменения. Параллельно цепи звонка он поместил особый регистрирующий аппарат. На барабане, медленно вращаемом часовым механизмом, была укреплена чистая бумага. На этой бумаге под действием тока от батареи приемника перемещалось пишущее перо. Каждое замыкание и размыкание цепи звонка одновременно давало толчки перу.

Попов присоединил длинный тонкий провод к одному зажиму когерера, а другой конец провода привязал к нескольким пущенным в воздух игрушечным резиновым шарам.

И вот даже задолго до грозы приемник гремел своим звонком и регистрировал атмосферные разряды, происходившие на значительном расстоянии.

Этот приемник с пишущим приспособлением Александр Степанович назвал «грозоотметчиком» и передал его для испытаний в Петербургский лесной институт. Там вопросами метеорологии ведал один из друзей Александра Степановича по университету и строительству первой в городе электростанции, Геннадий Андреевич Любославский.

Слух о замечательных опытах А. С. Попова дошел до ученых столицы. По их настоянию изобретатель ознакомил петербургских физиков со своими работами.

7 мая 1895 года на заседании физического отделения Русского физико-химического общества был заслушан интересный доклад Александра Степановича Попова.

Название доклада: «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», разочаровало тех, кто ожидал сенсационных научных открытий. Но тот, кто пришел в этот день в физическую аудиторию Петербургского университета, не только не раскаивался в этом, но всю жизнь вспоминал о нем.

Александр Степанович продемонстрировал в работе грозоотметчик и, заканчивая свой доклад, сказал:

— В заключение могу выразить надежду, что мой прибор при дальнейшем усовершенствовании его может быть применен к передаче сигналов на расстоянии при помощи электрических колебаний!

Убеждение докладчика было так сильно, что ни у кого не осталось сомнения в скором осуществлении заманчивой мечты о телеграфировании без проводов. И собравшиеся проводили докладчика горячими рукоплесканиями.

Вскоре после этого заседания Александр Степанович в четвертый раз отправился на свою летнюю службу, на Нижегородскую ярмарку. Исхудавший и усталый, возвратился он осенью в Кронштадт.

В продолжение всего лета грозоотметчик испытывался в Лесном институте. Работой прибора изобретатель остался очень доволен. Грозоотметчик зарегистрировал все грозы, даже и те, которые проходили на расстоянии свыше 30 километров от Петербурга.

Успешными результатами испытаний прибора Александр Степанович немедленно поделился с Рыбкиным. Они намечали произвести новую серию опытов, чтобы добиться возможности передачи телеграфных сигналов. Но осуществление дальнейших опытов с лучами Герца стало возможным лишь спустя полгода.

Весь мир заговорил о новых лучах…