Примерно с середины XVIII столетия пришло в опытную физику новое увлечение. Сначала в лабораториях ученых, а потом и в модных салонах, в ярмарочных балаганах демонстрировались голубые искры, получаемые с помощью электрических машин, экспериментаторы опускали в подкисленную.воду пластинки из разных металлов и получали электрическую силу. Ее накапливали в лейденских банках. И с помощью электрической искры намагничивали и перемагничивали железо.
О своих наблюдениях 1749 года Франклин писал, что молния и электричество способны разрушить магнетизм или даже изменить полярность магнита. И в этих выводах американский ученый не был одиноким.
Французский ботаник д'Алибар в мае 1752 года установил в окрестностях Парижа железный шест высотой примерно в 40 футов (около 13 метров) и изолировал его снизу. Получилась ловушка для атмосферного электричества. Столяр, которого д'Алибар нанял сторожить свою установку, в первую же грозу, услыхав удар грома, отправился к шесту. На глазах — прибежавшего священника он извлек из шеста в принесенную лейденскую банку целый рой ярких искр.
Приехавший после грозы д'Алибар с удивлением обнаружил, что его железный шест намагничен…
Жарким грозовым днем в июне 1731 года, молния ударила в дом английского купца в городе Уэкфилде. Услышав грохот, испуганный негоциант вбежал в комнату и обнаружил, что небесный огонь разбил ящик, в котором лежали стальные ножи и вилки, и разбросал их по полу. Кинувшись подбирать имущество, купец с удивлением обнаружил, что все приборы оказались намагниченными.
Компасные мастера не раз замечали, что у кораблей, пришедших из дальних плаваний и побывавших в жестоких грозовых бурях, компасные стрелки оказывались перемагниченными. Северный конец указывал на юг, а южный — на север. Это случалось на судах, мачты которых не раз принимали на себя удары молний.
7 сентября 1753 года в здании Санкт-Петербургской Академии господин профессор Франц Ульрих Теодор Эпинус прочел перед собравшимися коллегами на академической конференции трактат «О сходстве электрической силы с магнитной». Он полагал, что электрический разряд, проходящий через железный или стальной стержень, приводит к изменению его магнитного состояния потому, что вызывает в нем механическое сотрясение, облегчающее перемещение магнитной жидкости.
Дальше оставалось только подтвердить на опытах связь электричества с магнетизмом. И вот это «только» никак не удавалось никому из физиков, потому что прежде всего следовало освободиться от необходимости зависеть от молнии, от кратковременных разрядов лейденских банок и получить какой-то устойчивый источник «электрической силы». Необходимость в нем ощущалась настолько остро, что он так или иначе должен был непременно появиться. И тут нам с вами, дорогой читатель, придется несколько отвлечься, чтобы познакомиться с новыми героями нашей истории, их великим спором и еще более великими открытиями…
Давайте совершим мысленное путешествие в Италию.
— Болонья, сеньоры, Болонья!!! — Проводник изо всех сил стучит в стеклянную дверь купе. — О мамма мия! Сколько можно спать?! Ведь мы приехали в Болонью! Болонья, сеньоры, Болонья!
Он явно преувеличивает, упрекая нас в сонливости. В итальянских поездах уснуть не так-то просто. Особенно в вагонах второго класса… Но нам действительно пора собираться. За окном бегут устрашающие своей неэстетичностью корпуса. Может быть, это заводы сельскохозяйственных машин или мотоциклов. А может быть, предприятия, на которых изготавливается электротехническое оборудование.
Сегодня Болонья — полумиллионный город. Важный экономический центр, узел железных дорог и муниципальных противоречий. Здесь после второй мировой войны преобладающим влиянием пользуются левые партии. Сегодня… Впрочем, стоп! Побывать в современной Болонье — дело, конечно, интересное. Но наш путь в Болонью вчерашнюю и даже позавчерашнюю. Точнее — более чем на двести лет назад, в 1780 год, когда Италия представляла собой малопривлекательную картину. Страна политически раздроблена. По-прежнему зависит от Австрии. Правда, разруха вроде бы стала поменьше, чем сразу после Семилетней войны. В некоторых землях проводятся реформы, ограничивающие феодальное всевластие. К сожалению, это не относится к Болонье. Вот уже 174 года город входит в состав Папского государства и находится под двойным гнетом.
Итак, 1780 год! Исчезли из поля зрения высотные дома, вокзалы и заводские корпуса. Очистился воздух от автомобильных выхлопов, от мотоциклетной трескотни. Кирпичная стена, окружающая город, с двенадцатью воротами-выходами приобрела монументальность.
Мы идем по узким и кривым улочкам вдоль бесчисленных и, увы, обветшавших палаццо XIII и XIV веков — времени расцвета города. Многочисленные портики и аркады, зубчатые стены и башенки, выкрашенные в серый и розовый цвета, придают окружающему определенный колорит. Улицы ведут к центральной площади, но наша цель — знаменитый Болонский университет. За время своего существования, с XI века, он не раз менял местонахождение, так что лучше спросить. Благо в студентах на улицах недостатка нет.
Вон этот дом! Давайте поднимемся на второй этаж, где в лаборатории практической анатомии сеньор про фессор Гальвани готовит материал к завтрашним занятиям.
О, да здесь не только препараторская! На столе, на сотором Гальвани препарирует лягушек, стоят электрическзя машина и ряд лейденских банок. Трещат искры. Студент крутит ручку, а под ножом препаратора в сумасшедшем танце дергаются отрезанные лапки болотных квакух… Но дадим слово самому сеньору профессору. В первой части своего трактата «О силах электричества при мышечном движении» он пишет; «Я разрезал и препарировал лягушку и, имея в виду совершенно другое, поместил ее на столе, на котором находилась электрическая машина при полном разобщении от кондуктора последней и довольно большом расстоянии от него. Когда один из моих помощников острием случайно очень легко коснулся внутренних бедренных нервов этой лягушки, то немедленно все мышцы конечностей стали так сокращаться, что казались впавшими в сильнейшие тонические судороги. Другой помощник заметил, что это удается тогда, когда из кондуктора машины извлекается искра. Удивленный новым явлением, он тотчас же обратил на него мое внимание, хотя я замышлял совсем другое и был поглощен своими мыслями»[22].
Обнаруженное явление было настолько впечатляющим, что Гальвани решил во что бы то ни стало исследовать его и «пролить свет на то, что было под этим скрыто». Он был убежден, что все дело здесь в электрических искрах. Но если слабая искра электрической машины заставляет лягушачью лапку дергаться, то что должно произойти во время грозы, при блеске молнии?
Послушные ассистенты сеньора профессора тут же отправились к соседнему пруду, откуда черпался материал для экспериментов. Ко времени грозы на железной ограде балкона лаборатории висела впечатляющая гирлянда лягушачьих лапок, нанизанных на медные проволочки. Долгое, томительное ожидание. Наконец подул ветер. Забарабанил дождь, и блеснула первая молния. Отрезанные лапки исправно дергались, правда не сильнее, чем в лаборатории, и вовсе не в такт с грозными разрядами небесного электричества. Тем не менее эксперимент вполне удовлетворил Гальвани. В своем трактате он писал:
"После успешных опытов во время грозы я пожелал обнаружить действие атмосферного электричества в ясную погоду. Поводом для этого послужило наблюдение, сделанное над заготовленными лапками лягушки, которые, зацепленные за спинной нерв медным крючком, были повешены на железную решетку забора моего сада: лапки содрогались не только во время грозы, но и когда небо было совершенно ясно. Подозревая, что эти явления происходят вследствие изменения атмосферы в течение дня, я предпринял опыт.
В различные часы в продолжение ряда дней я наблюдал нарочно повешенную на заборе лапку, но не обнаружил каких-либо движений в ее мускулах. Наконец, утомленный тщетным ожиданием, я прижал медный крюк, который был продет в спинной мозг, к железной решетке, желая посмотреть, не возникнут ли благодаря этому приему мышечные движения и не обнаружат ли они в чем-нибудь отличия и изменения, смотря по различному состоянию атмосферы и электричества".
Лапка задергалась. Но ее сокращение никак не удавалось соотнести с «переменами в электрическом состоянии атмосферы». Гальвани перенес опыты в помещение. Он укладывал лягушачьи лапки на подставки из разных металлов. В одних случаях сокращения были сильнее, в других слабее. Он пробовал экспериментировать с деревянной дощечкой в качестве подложки, со стеклом, смолой… Эффект не наблюдался.
Казалось бы, все подталкивало Гальвани к тому, чтобы изучить роль разнородных металлов в обнаруженном явлении. Но он по этому, пути не пошел. Анатом и физиолог, он решил, что лягушачьи лапки сами являются не чем иным, как источником электричества, неким подобием лейденской банки, а металлы… Металлы, в его понимании, были просто проводниками открытого им нового «животного электричества».
Странно звучит на современный слух выражение «животное электричество». Но именно к нему вела принятая логика исследований Гальвани. Вспомните хотя бы о том, что почти никаких измерительных приборов у экспериментаторов не было. Собственные пальцы — вот первый и наиглавнейший прибор.
Не раз, наблюдая за собственными ощущениями от разрядов лейденской банки, ученые и просто любители курьезов сравнивали эффект с результатами прикосновения к различным электрическим рыбам, известным с глубокой древности. И при этом отмечали полную аналогию ощущений.
В 1776 году английский физик Генри Кавендиш из кожи и нескольких лейденских банок соорудил удивительную модель, напоминающую по своему действию электрического ската. Вот тогда-то и возникло предположение о существований некоего «животного электричества». Точно так же, как когда-тo различали электричество на «смоляное» и «стеклянное».
Многие пытались в тиши лабораторий открыть его, перевести предположение в разряд доказанного. Но тщетно… Так продолжалось до тех пор, пока Гальвани (не обнаружил загадочного подергивания лягушачьих лапок во время проскакивания искры от стоящей поблизости электрической машины или при блеске молнии. Ну как тут не соблазниться и не связать одно с другим?
Гальвани пишет о своем открытии: «Это было несколько неожиданно и заставило меня предположить, что электричество… находится внутри животного»[23].
В 1791 году вышел его трактат, который вызвал бурю страстей. Опыты Гальвани повторяли во всех странах. Тысячами гибли лягушки во славу новой науки. Писатель Владимир Карцев приводит в своей книге выдержку из одной технической энциклопедии: «В течение целых тысячелетий хладнокровное племя лягушек беззаботно совершало свой жизненный путь, как его наметила природа, зная только одного врага, господина аиста, да еще, пожалуй, терпя урон от гурманов, которые требовали для себя жертвы в виде пары лягушачьих лапок… Но в исходе позапрошлого столетия наступил злосчастный век для лягушек. Злой рок воцарился над ними, и вряд ли когда-либо лягушки от него освободятся. Затравлены, схвачены, замучены, скальпированы, убиты, обезглавлены — но и со смертью не пришел конец их бедствиям. Лягушка стала физическим прибором, отдала себя в распоряжение науке. Срежут ей голову, сдерут кожу, расправят мускулы и проткнут спину проволокой, а она все еще не смеет уйти к месту вечного упокоения: повинуясь приказаниям физиков или физиологов, нервы ее придут в раздражение, и мускулы будут сокращаться, пока не высохнет последняя капля „живой воды“, И все это лежит на совести у Алоизо Луиджи Гальвани».
Со временем от лягушачьих лапок экспериментаторы перешли к конечностям кроликов и овец, пробовали действие электричества на ампутированной человеческой ноге. Английский врач из Глазго приложил электроды от батареи лейденских банок к трупу повешенного и воспроизвел у него дыхательное движение грудной клетки. А когда покойник под действием электрического разряда открыл глаза и стал гримасничать, многие из присутствовавших лишились сознания от ужаса,
«Гальвани — воскреситель мертвых!» — кричали заголовки газет. Казалось, осталось совсем немного до исполнения вековечной мечты человечества. Для этого надо было только тщательно изучить «животное электричество Гальвани», найти его источник в теле и научиться заряжать этот источник, когда он иссякает со смертью…
И вдруг! В 1794 году в физико-медицинском журнале, который издавал в Милане доктор Бруньялетти, появляется статья известного в Италии, да и во всей Европе профессора физики Алессандро Вольта. Он утверждал, что для объяснения опытов Гальвани вовсе не нужно предполагать существование какого-то особенного «животного электричества». Дело вовсе не в несчастной лягушке или отрезанной ноге. Просто Гальвани, сам того не подозревая, привел во взаимодействие два разных металла. Это они породили электрическую силу, а лягушка послужила влажным проводником. «Я давно убедился, — писал Вольта в письме профессору Вассали, — что все действие возникает первоначально вследствие прикосновения металлов к какому-нибудь влажному телу или к самой воде. В силу такого соприкосновения электрический флюид гонится в это влажное тело или в воду от самих металлов, от одного больше, от другого меньше (больше всего от цинка, меньше всего от серебра). При установлении непрерывного сообщения между соответствующими проводниками этот флюид совершает постоянный круговорот. И вот, если в состав этого проводящего круга или в какую-нибудь его часть входят в качестве соединительного звена бедренные нервы лягушки, рассеченной таким образом, что только по одним этим нервам должен пройти весь или почти весь электрический ток, или если таким звеном является какой-нибудь другой нерв, служивший для движения того или иного члена тела какого-либо другого животного, пока и поскольку такие нервы сохраняют остатки жизнеспособности, то тогда, управляемые такими нервами, мышцы и члены тела начинают сокращаться, как только замыкается цепь проводников и появляется электрический ток; и они сокращаются каждый раз, когда после некоторого перерыва эта цепь снова замыкается»[24].
В этих строчках изложена фактически идея самого Вольты о новом «металлическом электричестве» как источнике «постоянного кругооборота» электрического флюида, то есть электрического тока, и полностью отрицается гипотеза Гальвани о «животном электричестве».
Естественно, что Гальвани не мог оставить такой выпад без внимания. Он ответил тем, что в присутствии свидетелей поставил новые опыты: препарировал лягушек железным ножом, положив их на железную подставку… Лапки сокращались! «Если это происходит и при одном металле, значит, источник электричества находится в животном!» — утверждали сторонники Гальвани.
— Отнюдь! — возражал Вольта. — Даже единый кусок проволоки нельзя считать абсолютно однородным, В нем могут быть примеси других металлов. Он может быть по-разному по длине закален…
Вместе со своим племянником Альдини Гальвани проделал ряд опытов, во время которых препарировал лягушек стеклянными скальпелями, на стекле. И все-таки при соприкосновении бедренного нерва с мышцами лапка лягушки дергалась. Разве это не достаточное доказательство?
А Вольта тем временем показывал и измерял электричество, которое рождается вообще безучастия животных, из одних лишь разнородных металлов…
Весь мир физиков разделился на два лагеря. Одни поддерживали Гальвани, другие — Вольту. И трудно сказать сегодня, чем бы кончился тот спор, поскольку оба физика по-своему были правы. Сегодня мы знаем, что в мускулах животных действительно возникает электричество. Но так же в результате контакта заряжаются и разнородные металлы. Однако Гальвани из поединка выбыл.
В 1796 году в Северную Италию под предлогом войны с Австрией вторглись французские войска под командованнем генерала Наполеона Бонапарта. Французы предполагали разгромить австро-сардинские войска, двинуться на Австрию и захватить Вену. Италия была им нужна как источник продовольствия, денег и как удобный путь на Балканы.
Захватывая территорию, французская администрация перекраивала страну. Солдаты грабили захваченные области, подавляя недовольство народа. Болонья вошла в состав новой Цизальпинской республики. Все профессора университета должны были принести присягу на верность новому правительству. Подавляющее большинство так и сделало. Те же, кто не сумел проявить гибкость, были уволены. Остался без работы и Гальвани. Потеряв за несколько лет до этого жену, брошенный учениками, он остался совсем одиноким, без средств к существованию. В 1798 году он умер от истощения. А как же Вольта? Но о нем речь пойдет дальше. А пока еще один экскурс в сторону от науки.
Магнетизм вызвал к себе не столь всеобщий интерес, поскольку его проявления не выглядели так эффектно. Но и он привлекал к себе внимание, особенно после того как были открыты его таинственные связи с молнией, намагничивающей железо.
В поисках объяснений многие обращались к старинным трактатам. А в прошлом магнит со всеми его свойствами был неотделим от магии и врачебного искусства. Вспомните невероятные рецепты средневековых эскулапов — Агриппы, Парацельса и даже самого Гильберта…
Были среди приверженцев разговоров о разных «чудесах» и такие, кто хотел любой ценой привлечь к себе внимание общества, быть оригинальным, интересным. Не станем брать в расчет откровенных шарлатанов и мошенников. Как правило, заметьте, большинство последователей и сторонников всякого рода учений не являются глубокими специалистами в избранной области. Они основываются на мнении авторитетов. А это, как пишет советский академик А.Б. Мигдал, штука, с которой нужно обращаться очень осторожно.
В свое время Гильберт тоже отдал немало сил изучению магии. Но он выбрался из ее дебрей на просторы подлинной науки. Однако это вовсе не значит, что такова судьба и всех других «исследователей великих тайн». Многие из них до конца жизни остаются в плену заблуждений, не в силах отказаться от доктрины, принятой за истину и ставшей точкой опоры для формирования собственных взглядов, собственного мировоззрения.
История этих заблуждений не менее интересна и поучительна, чем история науки, и связана с последней самым тесным образом.
Парацельс сравнивал магнит с человеком и называл его полюсы «животом» и «спиной». Но если магнит — «человек», то и человек должен быть магнитом. Дальше оставался только один шаг до признания существования магнетических сил у людей.
В середине XVII века врач шведского короля Карла XI, некто Максвелл, сочинил трактат о «магнетическом флюиде», якобы содержащемся в теле человека и придающем людям возможность влиять с его помощью друг на друга. Это была «первая ласточка» огромного потока «магнетической» литературы, не иссякающего, увы, и по сей день.
В феврале 1778 года в Париж приезжает австрийский врач, известный венский «магнитопат» Франц Антон Месмер. Он богат. В Вене у него остался великолепный дом с садом, превращенный в магнетическую клинику, осталось множество пациентов и почитателей… Почему же он тогда покинул Австрию и зачем после короткой поездки в Швейцарию прибыл в Париж? Осведомленные люди, которых всегда много в любом обществе, особенно среди бездельников, намекали на какую-то таинственную любовную историю со слепой девушкой, которая прозрела в клинике Месмера, но, взятая насильно родителями от своего исцелителя, вновь будто бы потеряла зрение…
Парижане обожают тайны, особенно романтические. И общество встретило врача Месмера с распростертыми объятиями. Ему 44 года. Он высок, внушителен. Говорит не торопясь и обстоятельно. У него глаза стального цвета и твердый волевой подбородок.
Аристократы, которых он пользовал в Австрии, открывают ему доступ в высший свет. Впрочем, это не так уж и сложно. Двадцатитрехлетняя дочь австрийского императора Мария Антуанетта, ныне супруга короля Людовика XVI и королева Франции, — без ума от тайных наук.
Это было тревожное для Франции время. Расточительство Людовика XV, знаменитого, кстати, своей фразой: «После нас — хоть потоп», — привело не только казну, но и народ к разорению. И его внук — Людовик XVI, вступивший на трон в 1774 году, получил неважное наследство. Развитие промышленности тормозилось пережитками цеховых отношений. Сельское хозяйство оставалось опутанным густой сетью феодальных повинностей. В стране не было единого таможенного права. Все было зыбким, неопределенным. Немудрено, что часть общества в такой обстановке увлекалась тайными науками и мистицизмом. С одной стороны, многие перестали верить в библейские легенды и в христианских святых, но с другой — люди еще не имели сил подняться к подлинному знанию и потому кинулись в мистику. Имущие заводили алхимические лаборатории и, затаив дыхание, слушали бредни шарлатанов-розенкрейцеров[25]. Толпы городских низов и представителей третьего сословия неистовствовали на парижских кладбищах, ожидая исцеления от усопших кумиров.
В такой обстановке всеобщей экзальтации Месмер начинает в Париже свои опыты по магнетическому лечению. Его пациенты, как правило, люди, страдавшие нервными расстройствами, истерией. Постепенно Париж наполняется слухами о чудесных исцелениях. Все новые и новые пациенты из высшего общества испытывают на себе действие магнитных накладок Месмера, силу его пристального взгляда и ручных пассов. Результаты лечения поистине похожи на чудо. Больные приходят в возбужденное состояние, которое у некоторых заканчивается — нервным припадком. Месмер называет это кризисом. В конце припадка больные успокаиваются, у них выступает пот, многие засыпают, а проснувшись, заявляют, что чувствуют себя совершенно здоровыми.
По приказу королевы французское правительство предлагает Месмеру 20 тысяч ливров в год пожизненного содержания и еще 10 тысяч на квартирные расходы. Условие одно — подготовить трех учеников, которые подтвердят пользу магнитотерапии. Но Месмеру этого мало. Он сообщает королеве, что останется во Франции в том случае, если ему будут переданы 400 или 500 тысяч ливров. Кроме того, ему нужно признание со стороны официальной науки. Однако казна Людовика XVI пуста, а Французская Академия настроена слишком рационалистически, чтобы признать или хотя бы рассмотреть опыты заезжего магнетизера.
И тогда Месмер уезжает из Парижа. А в оставленном им городе разворачивается яростная борьба сторонников нового, учения за возвращение своего пророка.
В чем же суть метода Месмера?
Случай свел его с фактом, когда от резей в желудке помогало наложение магнитного пояса, изготовленного по форме живота. Впрочем, за каждым счастливым случаем стоит нечто, скрытое от глаз поверхностных наблюдателей.
Занимаясь на медицинском факультете, Месмер немало времени проводил в тиши библиотек, поглощенный заумной латынью в писаниях Парацельса, ван Гельмонта и Роберта Флуда. Да и докторскую степень по медицине он получил за диссертацию «О влиянии планет». В ней он под впечатлением от средневековой астрологии и древних авторов утверждает, что небесные тела воздействуют на человека, что существует некая таинственная сила, которая, «изливаясь через далекие небесные пространства, действует на каждую материю изнутри», что некий изначальный эфир, таинственный флюид «пронизывает всю вселенную, а с нею и человека…»
Студент Месмер называет эту таинственную силу силой всеобщего притяжения. Но магнит — ближайший родственник метеоритов, ведущих свое происхождение от самих звезд. Так выстраивается логическая цепочка будущего учения. Именно магнетизм есть та универсальная притягивающая сила, которой подчиняются звезды и люди. А раз так, то именно магнит должен стать целительным средством.
Эта мысль полностью завладевает Месмером, и на алтарь мирового флюида и магнита он приносит все: состояние, репутацию и, наконец, жизнь. Он проделывает сотни опытов, пользуя больных специально изготовленными магнитами. Он сам носит на шее магнит, зашитый в кожаный мешочек, и уверяет, что тот усиливает его собственное целительное влияние. Месмер одержим фантастикой, навязчивой идеей о том, что магнитную энергию можно передавать на расстояние, накапливать. Он магнетизирует одежду и постель больного, его посуду из фарфора и зеркала, в которые тот смотрится, воду, деревья, и лечит, лечит, а во многих случаях и вылечивает своих пациентов от их недугов…
Теперь его дом превращается в клинику. Слава о чудесных исцелениях распространяется, как пожар. Месмер уже не успевает лечить всех желающих поодиночке. Он начинает принимать группами, но в толпе его лечение действует еще более эффективно. Он нанимает себе помощников. Конструирует знаменитую «кадку здоровья» — деревянный ушат с бутылками, наполненными магнетизированной водой. От железной штанги, выходящей из этого «аппарата», отходят провода, которые больные сами могут прикладывать к пораженным местам. При этом Месмер велит людям держаться за руки, поскольку, проходя через тела людей, магнитный флюид усиливается…
Не меньшую роль играет и бассейн в саду. Вот по его краям тесно расселись пациенты, опустив ноги в воду. Руки их привязаны к деревьям толстыми канатами. А сам Франц Антон тут же играет на стеклянной гармонике. Здесь все намагнетизировано: вода в бассейне, деревья, гармоника и… сам Месмер.
Но самое странное во всем этом спектакле заключалось в том, что Месмер вылечивал истеричных и мнительных пациентов, исцелял от нервного паралича, возвращал зрение ослепшим от нервного потрясения. Он вылечивал недуги, с которыми не в силах была, казалось, бороться школьная, официальная медицина.
Год практики приводит Франца Антона Месмера к удивительному выводу. Чаще всего ему удается лечение без всяких магнитов… Но это значит, что чудесная энергия скрыта не в мертвом веществе, а в живом человеке — в нем, Франце Антоне Месмере!
Теперь в его сознании начинают пробиваться ростки будущего «учения», которое получит название «месмеризм». Войдет оно и в другие столь же «научные» теории. В каждом человеке заложена природой воля к здоровью, к жизни. Каждый человек прежде всего сам по себе врач. Задача магнитопата укрепить эту волю к здоровью, внести уверенность в человека, убедить в том, что он справится с недугом. Причем, поднимая жизненную силу человека, врач должен быть готов к тому, что признаки болезни станут резче, о0острятся до крайности, до судорог, до кризиса, после чего начнется выздоровление…
Те, кто знаком с историей медицины, сразу же скажут, что подобная практика кризисов широко использовалась еще в средние века при изгнании бесов из одержимых. Сейчас мы понимаем, что лечение Месмера заключается в практике гипноза и внушения. Но в XVIII веке гипноз еще не был широко известен. Его откроют позже, позже дадут это название и сразу же размежуют с «месмеризмом», хотя по сути дела разницы между ними никакой не было. Но это все позже… Пока же бешеный успех магнетических сеансов ежедневно и ежечасно привлекает к дому чудесного исцелителя толпы желающих приобщиться к тайне нового учения.
Вполне понятно, что с ростом популярности Месмера отношение коллег к нему в корне меняется. Он мог иметь свое мнение о музыке, вообще об искусстве, но — медицина! Тем более — он лечит без всяких лекарств, Что делать почтенным аптекарям, если и другие врачи последуют его примеру? Дальше глухой шепоток затихает: «шарлатаном» его еще не называют. Все-таки — три диплома! Двести лет назад это обстоятельство действовало с не меньшей силой, чем в наши дни.
Тут-то и подоспела пресловутая история с девицей Парадиз, личностью весьма заметной в венском обществе. Ослепнув еще в раннем детстве, она стала широко известна как исполнительница музыки на клавесине. Сама императрица приняла участие в судьбе девушки. Ее родителям была назначена приличная пенсия, а талантливый ребенок получил хорошее воспитание. Считалось, что у Марии Терезии Парадиз поражен зрительный нерв. Следовательно, она неизлечима. Однако некоторые признаки говорили и о том, что здесь не все благополучно с нервами.
Ее приводят к Месмеру, который находит у нее общее нервное расстройство, берет к себе в дом, подвергает лечению и… В показаниях Месмера и в отчете отца девушки говорится о возвращении зрения. Приводятся любопытные подробности прозрения и удивления человека, бывшего столько лет слепым. Но рядом лежат и заключения почтенных профессоров, утверждающих, что никакого улучшения в состоянии пациентки не наступило, а все, о чем говорят Месмер и другие заинтересованные лица, не что иное, как обман или «воображение».
После этого случая Месмер вынужден был покинуть Вену.
Возвращение в Париж принесло славу Месмеру и породило настоящую месмероманию — род массового помешательства, пристрастия, неудержимого влечения. Скучающие аристократы сделали его клинику весьма модной. Вот как описывает обстановку магнетического сеанса Стефан Цвейг в большом очерке, посвященном Францу Месмеру и написанном в нашем столетии:
"Уже само помещение своей необычной обстановкой действует на посетителей тревожно и возбуждающе. Окна затемнены занавесями, чтобы создать мягкий полумрак, тяжелые ковры на полу и по стенам приглушают всякий звук, зеркала отражают со всех сторон золотистые тона света, странные символические знаки звезд возбуждают любопытство, не удовлетворяя его. Неопределенность всегда делает чувство ожидания более острым, таинственность усиливает напряжение, молчание и замалчивание способствуют мистическим настроениям; поэтому в волшебном приемном покое Месмера все чувства — зрение, слух и осязание — напрягаются и подстегиваются самым утонченным способом. Посредине большого зала стоит широкий, как колодец, «ушат здоровья». В глубоком молчании, словно в церкви, сидят вокруг этого магнетического алтаря затаившие дыхание больные, никто не смеет пошевельнуться или проронить слово, чтобы не нарушить царящего в зале напряжения. Время от времени собравшиеся вокруг «ушата» образуют, по данному знаку, знаменитую (впоследствии заимствованную спиритами) магнетическую цепь. Каждый касается кончиков пальцев своего соседа, чтобы мнимый ток, усиливаясь при прохождении от тела к телу, пронизал весь благоговейно замерший ряд. Среди этого глубокого, нарушаемого лишь легкими вздохами молчания из соседней комнаты доносятся аккорды невидимого клавесина или тихое хоровое пение; иногда даже сам Месмер играет на своей стеклянной гармонике, чтобы нежным ритмом умерить работу воображения или повысить его, если нужно, ускоряя ритм. Так в продолжение часа организм заряжается магнетической силой (или, как сказали бы мы в наши дни, гипнотическая напряженность подготовляется благодаря тому, что нервная система раздражается однообразием и ожиданием). Потом появляется наконец сам Месмер.
Серьезный и спокойный, он входит медленно, с величавыми жестами, излучая покой среди общего беспокойства; и едва лишь, он приближается к больным, как легкий трепет, словно от налетевшего издали ветерка, пробегает по цепи. На нем длинная шелковая мантия фиолетового цвета, вызывающая мысль о Зороастре или об одежде индийских магов; сурово и сосредоточенно, наподобие укротителя, который с легким хлыстом в руке лишь силою воли удерживает зверя от прыжка, шагает он со своим железным жезлом от одного больного к другому. Перед некоторыми он останавливается, тихо спрашивает о их состоянии, потом особым образом проводит своей магнетической палочкой по одной стороне тела книзу и по противоположной кверху, в то же время властно и настойчиво приковывая к себе полный ожидания взгляд больного. Других он вовсе не касается жезлом, лишь с важным видом проводит им по воздуху, словно очерчивая невидимый нимб над головой или над местом, где сосредоточена боль, и при этом не отрывает взгляда от пациента, сосредоточив на нем все свое внимание и этим приковав его внимание к себе. Во время этой процедуры другие благоговейно удерживают дыхание, и некоторое время в просторном, приглушенном коврами помещении не слышно ничего, кроме его медленных шагов и порою облегченного или подавленного вздоха. Но обыкновенно это длится недолго, и один из больных начинает от прикосновения Месмера дрожать, конвульсивная судорога проходит по его членам, его бросает в пот, он кричит, вздыхает или стонет. И едва у одного обнаруживаются видимые признаки будоражащей нервы силы, как другие участники цепи тоже начинают чувствовать знаменитый, несущий исцеление кризис. Словно электрическая искра, пробегает по замкнутому ряду волна подергиваний, возникает массовый психоз; второй, третий пациент впадает в судороги, и в мгновение ока шабаш ведьм достигает вершины. Одни, закатив глаза, корчатся на полу, другие начинают пронзительно смеяться, кричать, стонать и плакать, некоторые, охваченные судорогами, носятся в дьявольской пляске, некоторые — все это можно видеть запечатленным на гравюрах той поры — как бы впадают под влиянием жезла или упорного взгляда Месмера в обморочное состояние или гипнотический сон. С тихой, застывшей на губах улыбкой лежат они безучастно, в каталептическом оцепенении, и в это время музыка по соседству продолжает играть, чтобы состояние напряженности все усиливалось и усиливалось, ибо, по знаменитой «теории кризисов» Месмера, всякая нервно обусловленная болезнь должна быть доведена до высшей точки своего развития, должна как бы выйти наружу, чтобы потом тело могло исцелиться. Тех, кто слишком сильно охвачен кризисом, кто кричит, буйствует и корчится в судорогах, служители и помощники Месмера быстро уносят в соседнюю, плотно обитую, наглухо изолированную комнату… чтобы они там успокоились (что, разумеется, дало глумливым статейкам повод утверждать, будто нервные дамы получают там успокоение путем в высшей степени физиологическим), Поразительнейшие сцены ежедневно разыгрываются в волшебном кабинете Месмера: больные вскакивают, вырываются из цепи, заявляют, что они здоровы, другие бросаются на колени и целуют руки спасителю, некоторые умоляют усилить ток и еще раз их коснуться. Понемногу вера в магию его личности, в его личные чары становится для его пациентов формой религиозного помешательства, а сам он — святым и исцелителем несчетного числа людей; Как только Месмер показывается на улице, одержимые недугом бросаются к нему, чтобы только дотронуться до его одежды… И в один прекрасный день Париж может созерцать глупейшую картину; по самой середине улицы Бонди сотня человек, веревками привязанных к намагнетизированному Месмером дереву, ждет «кризиса». Никогда ни один врач не знал такого стремительного и шумного успеха, как Месмер; пять лет подряд парижское общество только и говорит, что о его магически-магнетическом лечении.
…День ото дня сумасшествие нарастает, и чем больше профанов начинают развлекаться новой салонной игрой, тем фантастичнее и нелепее становятся крайности. В присутствии принца Прусского, а также всех членов магистрата в полном служебном облачении подвергают в Шарантоне магнетизации старую лошадь. В замках и парках возникают магнетические рощи и гроты, в городах — тайные кружки и ложи, дело доходит до открытых схваток врукопашную между приверженцами и противниками системы, даже до дуэлей; короче говоря, вызванная Месмером сила выходит за пределы своей собственной сферы, медицины, и затопляет всю Францию опасным и заразительным флюидом снобизма и истерии — месмероманией".
В течение всего лишь нескольких месяцев 1784 года Месмера посетило более 8000 пациентов. Бывали у чудотворца и неудачи. Кто-то не выдержал «кризиса» и умер во время истерического припадка, кого-то хватил настоящий паралич. Но неудачи не запоминаются.
Наконец толстяк Людовик XVI, инстинктивно ненавидящий любые беспорядки и волнения, высказал пожелание, чтобы в бесконечную распрю по-поводу «животного магнетизма» внесли ясность ученые. В марте 1784 года ста подписывает указ о назначении двух комиссий — одну из членов Академии, в составе которой были Франклин, Лавуазье, Жюсье, другую — из представителей Общества врачей, куда вошел небезызвестный доктор Гийотен — изобретатель машины, «излечивающей» все земные болезни в мгновение ока.
Внимательно обследовав приборы, которыми пользовался магнетизер, члены комиссии убедились, что магнетические палочки и пластины, которыми Месмер и его помощники лечили больных, не содержали в себе ни электричества, ни магнетизма. Не почувствовали они никакого влияния рук магнетизера. Массовость же припадков объяснялась подражанием. Стоило в толпе, пришедшей в возбуждение при появлении Месмера, начаться одной истерике, как она тут же перекидывалась, на других. И вот уже все или большинство присутствующих катаются по полу и бьются в конвульсиях… Обследовав контрольную группу больных, врачи не обнаружили никаких, новых явлений в их организме после сеанса магнетизирования. Члены комиссии проделали такие опыты: они подводили больных к тем деревьям, которые заведомо не попадали в зону действия магнетизеров и убеждали больного в обратном. После чего также наблюдали симптомы припадка. И наоборот, на человека, не знающего о том, что на него налагается «настоящая» магнетическая пластина, она не производила никакого влияния.
Вывод мог быть единственным — полезность влияния магнетизера чисто мнимая, внушенная. Это заключение посеяло недоверие среди пациентов Месмера. У него начались неудачи. Популярность катастрофически падала. И Месмер вынужден был оставить Париж.
Его последователи разбились па небольшие группы, продолжая испытывать на себе и на других его приемы, от которых ждали полного переворота в медицине, но когда стало известно, что аббат Фариа добивался того Же эффекта у истерических больных без всяких пассов, одним лишь приказанием «Засни!», вера в «животный магнетизм» рухнула окончательно. На смену ей пришло изучение явлений гипноза.
Был ли Месмер шарлатаном, то есть человеком, сознательно напускающим туман, идущим на обман, пользуясь общественным незнанием? В популярных книгах существует и такая квалификация его деятельности. Я думаю, что она не совсем правильна. Мне представляется, что создание его «учения», и особенно начало практики являют собой пример типичного заблуждения самого Месмера. Ослепленный первыми невероятными успехами, он сам уверовал в свою избранность, в собственные способности, тем более что рассуждения о магнитных и электрических флюидах чрезвычайно занимали современное ему общество.
Когда назначенные комиссии привели впечатляющие доказательства, что никакого особого дара у Месмера нет и что его лечение не более чем внушенное на некоторое время психологическое состояние искусственной бодрости, которое не имеет никакого влияния на продолжающую развиваться болезнь, «великий магнетизер» и сам мог бы усомниться в своей исключительности. Но отказаться от руководящей идеи всей своей жизни нелегко. И он продолжал цепляться за рассыпающийся карточный домик своих взглядов,
Судьба Месмера не уникальна. В истории можно найти и другие примеры, когда создатель гипотезы, предположения намного переживал свое детище и продолжал держаться за давно опровергнутое.
Сегодня в буржуазном мире широкую популярность вновь приобрели мистика и оккультизм. Они рядятся в одежды науки, спекулируют на уважении людей к знанию. И конечно, как всегда, к искренне заблуждающимся тут же примазываются вездесущие шарлатаны. Рассчитывая урвать свой кусок, они превращают любой вид общественной любознательности в бизнес.
Недалеко от Милана, у городка Комо, лежит деревня Камнаго. Здесь находилось родовое имение семейства Вольтов, В феврале 1745 года на рассвете в городском доме увидел мир младенец, нареченный отцом капелланом именем Алессандро.
У аристократической четы Филиппо Вольты и Маддалены де Конти Инзаи было семь детей. Алессандро — самый неудачный. Он оказался слаб здоровьем и сильно отставал от своих сверстников в развитии. Кроме того, он был упрям. Отданный на воспитание почтенной женщине — супруге мастера по физическим приборам, мальчик до четырех лет не произнес ни слова. Окружающие уже начинали думать, что он немой, но маленький Алессандро вдруг заговорил…
По-видимому, в доме своей наставницы будущий физик познакомился впервые и с физической аппаратурой. И, как это часто бывает, впечатления детства определили направление всей жизни. Ему еще не было и 18 лет, когда, поставив ряд опытов по электрическому напряжению, он пришел к выводу, что многие из результатов можно объяснить законом Ньютона. Окрыленный этой идеей, он написал письмо аббату Нолле во Францию. Тот одобрил начинания молодого человека.
В 24 года Вольта пишет диссертацию, основанием которой послужили опыты с лейденской банкой. А через десять лет становится профессором физики в университете города Павии.
Вольта увлекается экспериментированием. Недюжинный талант позволяет ему совершенствовать свои и чужие изобретения, доводить их до такого изящества, которое вызывает восхищение бедного на приборы времени. Так, усовершенствуя смоляной прибор Эпинуса, предназначенный для изучения электрической индукции, Вольта изобрел электрофор, что означало в буквальном переводе «электроносец». Сегодня может показаться удивительным, насколько он прост. Смоляная лепешка и металлический диск со стеклянной ручкой. Да еще нужна была кошка или, на худой конец, ее шкура. Шкурой натиралась смоляная лепешка и заряжалась при этом отрицательно. В поднесенном медном диске на стороне, обращенной к смоле, возникало в результате индукции положительное электричество. На стороне противоположной — отрицательное. Этот излишек отрицательного электричества можно было легко отвести в землю. И диск полностью оказывался заряженным положительно. Теперь этот заряд можно было переносить и переводить на другие тела или отправлять в лейденские банки. А сам диск, приблизив снова к натертой смоле, вновь зарядить.
Нехитрый прибор вызвал восторг среди экспериментаторов. Многие пытались его усовершенствовать и дальше. И в конце концов, электрофор Вольты дал в руки исследователей электрофорную машину.
А Вольта тем временем изобретает очень чувствительный соломенный электроскоп и делает ряд изобретений в области химии. Все обширней становится его переписка. Вольта много путешествует, знакомится с "выдающимися учеными своего времени. Научные общества наперебой избирают его своим членом. Еще бы — богатый, знатный, хорошо образованный, еще в детстве без труда получивший все то, что выходцам из низов приходилось добывать себе в зрелом возрасте.
Современники утверждают, что Вольта был высок ростом и хорош собой. Правильное античное лицо его освещалось спокойным взглядом красивых глаз. Говорил он просто и ясно. При необходимости легко переходил к красноречию, но оставался всегда скромным. Его речь и манера говорить отличались искренностью и убеждали собеседников даже раньше, чем те вникали в содержание его слов.
В Ферне он беседовал с Вольтером, в Англии свиделся с Пристли, во Франции — с Лавуазье и Лапласом…
Трактат Гальвани поразил его. Первое время, проверяя все описанные соотечественником опыты, Вольта был вполне на стороне болонского профессора. Однако большой собственный опыт экспериментирования и необходимость двух разнородных металлов мешали ему полностью признать позиции Гальваыи. А тут еще он прочел книжку швейцарского врача Жан Жака Зульцера, который писал: «Если два куска металла, один оловянный, другой серебряный, соединить таким образом, чтобы оба края их были на одной плоскости, и если приложить их к языку, то в последнем будет ощущаться некоторый вкус, довольно похожий на вкус железного купороса, в то же время каждый кусок металла в отдельности не даст и следа этого вкуса…»
Но ведь такой же вкус производит и действие электричества. Это Вольта знал хорошо.
И вот он ставит решающий эксперимент: четырех своих помощников он водружает на смолу, чтобы изолировать от земли. Первому из стоящих он велит взять в мокрую правую руку цинковую пластинку, а левой коснуться языка своего соседа. Тот, в свою очередь, должен был мокрым пальцем коснуться глазного яблока следующего. Третий и четвертый держали в руках свежепрепарированную лягушку. И кроме того, у четвертого в свободной мокрой руке была зажата серебряная пластинка… Когда серебро касалось цинка, язык второго ощущал кислый вкус, в глазу у третьего вспыхивало световое пятно, лапки лягушки между третьим и четвертым начинали дергаться…
Прекрасный результат! Разве не доказывает он, что никакого «животного электричества» не существует? Все дело лишь в контакте разнородных металлов. Старая истина гласит, что если своего идейного противника нельзя убедить, то надо постараться его пережить. Вольта Так и сделал. После смерти Гальвани количество сторонников «животного электричества» резко пошло на убыль. Но главный удар по гальванизму был еще впереди.
В 1800 году в журнале Лондонского королевского общества появилось письмо Вольты к президенту общества с описанием удивительнейшего прибора, получившего тут же название «вольтов столб». Это была первая е мире электрическая батарея.
Предоставим слово современнику Вольты — известному французскому ученому Араго, написавшему биографию коллеги: «В начале 1800 года, вследствие теоретических соображений, знаменитый профессор придумал составить длинный столб из кружков медного, цинкового и мокрого суконного. Чего ожидать заранее от такого столба? Это сооружение, странное и, по-видимому, бездействующее, этот столб из разнородных металлов, разделенных небольшим количеством жидкости, составляет снаряд, чуднее которого никогда не изобретал человек, не исключая даже телескопа и паровой машины». И эти слова не были преувеличением. Вы уже знаете, какое впечатление произвело изобретение лейденских банок. «Но банка действует только один раз, — продолжает Араго, — после каждого удара ее надобно снова заряжать, столб же, напротив, действует беспрерывно. Итак, столб — есть лейденская банка, сама собою заряжающаяся… Я осмелился бы сказать, что вольтов столб есть чудеснейший снаряд из всех человеческих изобретений»[26]. И действительно, электрохимический источник тока — вольтов столб — обозначил границу новой эры.
Правда, в наш век почти вся электроэнергия добывается не с помощью электрохимических генераторов, а методом, предложенным Фарадеем спустя тридцать лет после Вольты, но именно изобретение Вольты породило современное учение, об электрическом токе.
В том же 1800 году Вольту пригласили в Париж — прочесть курс лекций перед виднейшими физиками Франции. Эта поездка превратилась в сплошной триумф. Каждый город, в котором он побывал, стремился выразить ему свое внимание. Всех ученых волновал тогда вопрос: можно ли считать эффекты, производимые вольтовым столбом, собственно электрическими? Или, может быть, следует предположить существование еще одного нового вида электричества — вольтова? В Женеве в Обществе естествоиспытателей приезжий прочитал доклад о «тождестве гальванизма с обыкновенным электричеством». Обыкновенным в ту пору называли электричество, получаемое в процессе трения. А ведь были еще опыты с турмалином. Было электричество морских скатов и американских угрей. И теперь еще этот странный вольтов столб…
В Парижской Академии наук создали специальную комиссию по изучению гальванизма. В нее вошли самые известные ученые. «Бессмертные», как называли французы своих академиков, соорудили по описаниям вольтов столб и один за другим повторили все опыты итальянского исследователя. Так, например, погрузив один из концов «электродвигательного прибора» в воду и присоединив к другому его концу металлическую проволоку, исследователь совал руку в чашку с водой и одновременно прикладывал второй электрод к языку, к веку, к кончику носа. В момент замыкания цепи следовал такой удар, что некоторые едва не лишались речи. При наложении проволоки на веко создавалось впечатление вспышки. А когда два электрода от противоположных полюсов батареи вводили в уши, в голове раздавался шум… «Это было нечто вроде треска или лопанья, как если бы кипело какое-то масло или вязкое вещество», — писал сам Вольта. Он предполагал, что в дальнейшем его прибор сможет послужить медикам для излечения болезней. Другого применения гальваническому электричеству он не видел.
Четыре недели понадобилось ему, чтобы добраться до Парижа. Встреча с местными знаменитостями превзошла все ожидания.
После заседания академической комиссии, вернее сказать, специальной комиссии Национального института[27], на которой Вольта опять-таки читал доклад о тождестве обыкновенного электричества и гальванизма, Бонапарт увидел в библиотеке института лавровый венок с надписью «Великому Вольтеру». Первый консул стер окончание так, что получилась надпись «Великому Вольте», и протянул венок ученому.
Не было, кажется, таких наград, которые бы не получил итальянский исследователь. Наполеон оказывал ему особенное внимание, что вызвало немалую ревность со стороны французских коллег. И Вольта, умный и дальновидный, заспешил домой, на родину, в свой Павийский университет. Он упорно отказывался от всех лестных предложений. В том числе и от предложения стать членом Санкт-Петербургской императорской Академии наук.
Последние десятилетия своей жизни он провел скромно. Ничего существенно нового для науки не сделал. В 1817 году вышел в отставку и удалился на покой в родной Комо. Там и протекли его последние десять лет жизни.
Вольта был не особенно силен в области теории. Тем не менее причины, вызывающие электрический ток в вольтовом столбе, он должен был объяснить. И он выдвинул так называемую «контактную теорию», которая утверждала, что электрический ток возбуждается в результате прикосновения металлов. Достаточно одного лишь соприкосновения разнородных металлов, утверждал Вольта, чтобы родилась «электродвигательная сила», которая разделяет соединенные положительные и отрицательные электричества и гонит их в виде токов в противоположные направления…
Многие ученые видели недостаток этой слабой гипотезы и пытались доказать, что электрический ток возбуждается в результате химических процессов в вольтовом столбе. Но понадобилось более тридцати лет и приход в науку Фарадея, чтобы в этот вопрос была внесена полная ясность. Однако к тому времени итальянский исследователь уже семь лет покоился в фамильном склепе того же города, где и увидел свет.
Открытия Гальвани и Вольты никого не оставили равнодушным. Ведь подумать только, без всяких движущихся механических частей, на одном таинственном химическом процессе можно создать источник электрической силы! Такой простой способ получения электричества привлек к исследованиям внимание огромной армии естествоиспытателей. Это был второй бум после лейденской банки. Теперь у экспериментаторов появились в арсенале разные «сорта» электричества: небесное, рождающее огненную молнию, и тихое, «земное». Причем это последнее разделялось на получаемое от трения и в результате химических процессов. А вот были ли они все одной и той же природы?
19 июня 1761 года в городе Обояни (ныне Курская область) в семье приходского священника — отца Владимира Петрова родился сын, нареченный Василием. Обученный грамоте и счету дома, был он отдан в церковную школу, где скоро обнаружил удивительные способности и большую любознательность. По совету друзей родители определили мальчика учиться дальше — в духовную школу повышенного типа. То был так называемый Харьковский коллегиум. Однако, не закончив учебы, в 1785 году Василий переехал в Санкт-Петербург; где оказался среди казеннокоштных слушателей учительской семинарии. Ему уже шел двадцать пятый год, а он все учился. Правда, учился превосходно. Он был человеком, которому учеба доставляла удовольствие. Получать знания — может ли быть наслаждение выше этого? Пожалуй, такое свойство характера — одно из непременнейших условий для ученого. Но это в будущем, а пока…
В 1788 году комиссия по народному просвещению, отбирая среди не окончивших курс, но успевающих семинаристов кандидатов в учителя для горных училищ Урала и Алтая, предложила поехать в Барнаул и Василию Петрову. Он согласился и подписал договор на три года. Незаметно летело время в горной школе при Колыванско-Воскресенских заводах. Учитель Петров вел математику, русский и латинский языки, и наставником оказался превосходным. Аттестация его была настолько блестящей, что по окончании договорного срока, в 1791 году, В.В. Петров получает назначение в Санкт-Петербург преподавателем математики и русского языка в Инженерное училище Измайловского полка.
В Петербурге Петров не ударил лицом в грязь. Слава о нем, как о прекрасном лекторе, быстро распространяется в городе. А в 1793 году Санкт-Петербургская медицинская коллегия приглашает его преподавать физику и математику в Медико-хирургическом училище при военно-сухопутном госпитале. Петров соглашается, и тут его дарования педагога и исследователя проявляются в полную силу. Он задумывает создать физический кабинет, подобного которому не существовало в России. Доброе начинание пришлось ко времени.
В 1795 году училище преобразовывают в Медико-хирургическую академию. За заслуги в области преподавания, а также в качестве аванса за будущие успехи Василия Владимировича удостаивают звания экстраординарного профессора вновь созданной академии. Пока строится здание физического кабинета, Петров ездит в Москву, собирает по домам любителей физические приборы, вывезенные из-за границы. В промежутках между хлопотами ставит опыты, описывает их. В основном это пока опыты по химии. Энергия Петрова, его деловая хватка, радение об отечественной науке производили впечатление. Он становится заметной фигурой в научном мире столицы, представленном в ту пору в основном иностранцами. Однако до завоевания окончательного и прочного положения в науке еще далеко.
В 1801 году выходит в свет первый научный труд В.В. Петрова «Собрание физико-химических новых опытов и наблюдений». Василий Владимирович сразу и безоговорочно примкнул в химии к прогрессивной теории горения Лавуазье, выступив против флогистона. Особенное внимание в это время он уделяет явлению люминесценции. Холодное свечение тел и веществ представлялось непонятным. И тайна холодного света заинтересовала ученого.
Его книга привлекла внимание научной общественности. Он получил звание ординарного профессора и был избран членом-корреспондентом Медико-хирургической академии.
Экспериментальная физика и химия имеют ту особенность, что человек, увлекшийся опытами, уже не в состоянии их бросить. Петрову постоянно не хватало средств. Увы, эксперименты стоили дорого, а доходы профессора Медико-хирургической академии оставляли желать лучшего. И тем не менее он строит «огромную наипаче» электрическую батарею и с ее помощью получает дугу.
Петров срезает с пальцев кожу, чтобы они были более чувствительны к электрическому воздействию. И своими руками собирает экспериментальные установки для проводимых опытов.
Вот он тщательно отшлифовывает стеклянную планшайбу, пристраивает на ней электроды и, смазав жиром, ставит сверху прозрачный колпак. Затем «вытягивает» из-под колпака воздух и подводит к электродам электрическое напряжение…
Не может быть, чтобы любознательный читатель не помнил этих простых и таких впечатляющих школьных опытов, когда в затемненном физическом кабинете учитель показывал разные режимы работы газоразрядной трубки. Сама трубка — прибор наипростейший: два электрода в пробках, затыкающих концы, и разреженный газ между ними. Под влиянием приложенного напряжения электроны, вырываясь из катода, сталкиваются с частичками газа в трубке и заставляют их светиться. Помните, какой восторг охватывал, нас, когда у электродов начинало рождаться бледное сияние, охватывающее потом весь промежуток. А учитель, насладившись произведенным эффектом, объяснял, что перед нами маленькая модель полярного сияния…
В 1803 году из печати выходит книга В.В. Петрова «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», а в следующем году — другая: «Новые электрические опыты». Его избирают в Академию наук. Он создает уникальный физический кабинет.
22 июля 1834 года академик Петров скончался и был похоронен на Смоленском православном кладбище. На надгробном камне надпись: «Вся жизнь прекрасная его прошла в трудах неутомимо…»
Таким был путь выдающегося ученого Василия Владимировича Петрова, работы которого намного опередили свое время. Фактически без систематического образования он стал одним из самых выдающихся людей, своего времени, проделав путь от провинциального учителя до академика.
Его жизнь началась при Екатерине II. Он жил в период Великой Французской революции, в условиях нелегкого правления Павла I, вступления на престол Александра I и Отечественной войны 1812 года. В Академии шла реорганизация, сменялись президенты. В его жизни, наверное, было немало споров, с иностранцами, которых было слишком много в нашей Академии наук в ту пору, было немало несправедливостей. Но главным для него всегда оставалась работа, с ее озарениями и наслаждением от научных удач. По отзывам современников, Петров был не только великолепным лектором, но и талантливым учителем, профессором-руководителем. Он оставил после себя учеников, которые стали гордостью нашей науки. Сам же Василий Владимирович по праву считается первым русским электротехником.
Работы Василия Владимировича Петрова побудили многих русских исследователей обратиться к опытам с электричеством. Одна за другой в печати появляются интересные работы. Тут и диссертация Александра Воинова о молнии, о громе, и рассуждение Василия Телепнева «О способах возбуждения электричества в телах», и компиляционньш труд Афанасия Стойковича «О соломенных и разных других отводах молнии и града». Были работы и других авторов. Не все они оказались равноценными. Немало в них встречалось наивных утверждений и непрофессиональных выводов. Но уже само обилие работ говорит о том, что передовая русская научная мысль начала XIX века шла в ногу с изысканиями европейских ученых.
В 1803 году в Санкт-Петербурге выходит еще одна любопытная книга, озаглавленная «Краткий и на опыте основанныя замечания об електризме и о способности електрических махин к помоганию от различных болезней», принадлежащая перу первого русского агронома и писателя Андрея Тимофеевича Болотова.
Эту работу можно отнести к «догальваническому» и «довольтовскому» периоду, Болотову было в ту пору уже 65 лет. Познакомившись с действием лейденской банки, он увлекся идеей лечения различных болезней с помощью электрического «потрясения». Это был едва ли не последний отголосок всеобщего увлечения лечением электричеством, которое переживала Европа еще в середине XVIII столетия.
В своей работе Андрей Тимофеевич большое внимание уделяет построению «електрических махин вообще и устроению простейших особенно». Он дает конструкцию электрической машины, получающей электричество трением, подробно описывает ее, «чтобы в случае оказавшейся полезности можно было по примеру моему многим и другим у себя дома, без прибежища к махинистам, а при помощи простейших мастеровых, как, например, столяра и слесаря, их делать и без больших издержек снабжать себя оными».
В 1818 году основатель Харьковского университета Василий Назарович Каразин — человек беспокойного просветительского склада характера и выдающийся русский общественный деятель — написал мемуар «О возможности приложить электрическую силу верхних слоев атмосферы к потребностям человека». Он предлагал поднимать на аэростатах «электроатмосферные снаряды», которые будут собирать в облаках электричество н доставлять его на землю для практического использования.
В ту пору Каразин жил у себя в поместье Кручик Харьковской губернии и с энтузиазмом занимался научными опытами. Еще будучи на военной службе, Василий Назарович был частым гостем Горного корпуса в Санкт-Петербурге, где приобрел немало сведений в опытных науках. Одно время был очень близок с Александром Николаевичем Радищевым, возвратившемся по разрешению царя Александра I в Петербург.
Увлеченный идеями французской буржуазной революции конца XVII века, Каразин пишет в 1801 году анонимное письмо царю Александру I, в котором предлагает ограничить самовластие «непреложными законами», облегчить положение крестьян, ввести гласность суда, направить усилия на развитие просвещения, промышленности, торговли. Пакет с письмом он оставляет в кабинете царя. Проект Каразина пришелся ко времени. Образованный, но нерешительный и двуличный Александр I в целях предотвращения возможного революционного взрыва проводил в ту пору либеральную политику. Он приказал разыскать автора письма и всячески обласкал Каразина, разрешив обращаться к нему по общественным делам.
Василий Назарович становится страстным поборником прогресса. Он составляет и подает массу проектов и идей. Предлагает учредить особое Министерство народного просвещения, которого не было раньше в России; составляет проекты академических уставов и новых университетов. И наконец, развивает кипучую деятельность по основанию Харьковского университета. Собирает пожертвования, достает и отправляет в Харьков книги, типографское оборудование, мастеров… Однако доверие императора оказалось непрочным и непродолжительным. Уже в 1804 году Каразин вынужден уйти из Министерства народного просвещения, организованного по его же предложению. Его деятельность принесла ему множество врагов среди власть имущих.
В то же время его собственные взгляды были крайне противоречивы. Он подчеркивает свою приверженность к монархическому образу правления. Считает недопустимой отмену крепостного права, хотя для своих крестьян учреждает сельскую думу — некий призрак самоуправления крепостных. За оброк раздает крестьянам землю в наследственное владение, строит и содержит образцовую народную школу.
За критику многих отрицательных сторон существовавшего строя Каразин неоднократно подвергается полицейским репрессиям. В 1820 году заточен на полгода в Шлиссельбургскую крепость, а затем, лишенный права проживать в Петербурге и Москве, долгое время живет в имении под надзором полиции.
Пользуясь прекрасной библиотекой, собранной еще в прошлые годы, Василий Назарович пытается организовать в имении образцовое опытное хозяйство. Он ведет регулярные метеорологические наблюдения, работает в собственной химической лаборатории, разбивает и засеивает опытные поля различными сортами пшеницы, изобретает новые сельскохозяйственные орудия…
Понимая, какую роль играют удобрения для повышения урожайности почв, Каразин задумывается над способом извлечения из воздуха азотистых соединений электрическим путем. А поскольку сила существующих источников электрической энергии пока ничтожна, он решает поставить на службу человечеству молнию.
Свой проект применения «электроатмосферных снарядов» Василий Петрович подает на высочайшее рассмотрение. Бумаги попадают на отзыв в Академию наук. Проект Каразина рассматривается академиками Фусом, Шуманом, Шубертом и Петровым. И только Василий Владимирович Петров написал положительный отзыв. Однако этого было мало. Ни наука, ни техника того времени ие были готовы к восприятию подобных идей, и предложение Каразяна осталось без дальнейшего продвижения.
Великие открытия никогда не рождаются на пустом месте и не возникают вдруг. В 1804 году итальянский физик Джнованни Альдини в «Трактате о гальванизме» описал опыты своего коллеги из Генуи профессора химии Джузеппе Маджони; «Поместив горизонтально очень тонкие швейные иглы длиной в 2 дюйма каждая, он присоединил их обоими концами к батарее, состоящей из 100 сосудов. По истечении 20 дней он вынул иглы немного окислившимися, но в то же время намагниченными, с ярко выраженной полярностью». И дальше добавляет: «Это новое свойство гальванизма было впервые установлено Романьози, который открыл, что гальванизм отклоняет намагниченную стрелку».
В трактате самого Романьози описывается, что, построив вольтов столб, он прикрепил к нему серебряную проволоку, состоявшую из нескольких колен, связанных как звенья цепи. Последнее колено проходило через стеклянную трубку и имело на наружном конце серебряную пуговку. Затем он взял обыкновенную магнитную иглу, вроде корабельного компаса, заключенную в четырехугольном деревянном ящике, и, сняв прочь стеклянную крышку, поставил ящик на стеклянный изолятор… После этого, взяв в руки стеклянную трубку с последним коленом, он быстро прикасался пуговкой к магнитной игле, и последняя в течение нескольких секунд уклонялась на несколько градусов от своего положения. Когда серебряная цепь отнималась, игла оставалась в отклоненном состоянии… Прикладывая цепь вновь, он заставлял иглу уклоняться от магнитного меридиана все сильнее и сильнее: таким образом он достигал того, что стрелка оставалась в одном и том же положении, так что полярность оказывалась совершенно бессильной. Чтобы восстановить полярность, он прикасался несколько секунд большим и указательным пальцами обеих рук к изолированному ящику, стараясь не колебать его, и стрелка медленно возвращалась назад, приобретая снова полярность, но не сразу, а в несколько толчков.
Имя Джана Доменико Романьози (1761-1835) почти неизвестно широкому читателю. Это и неудивительно. Он не являлся нн ученым, ни физиком. Адвокат по образованию и роду деятельности, Романьози отдавал дань курьезным опытам с электричеством, как и большинство образованных людей своего времени. Поисками доказательств связи электричества с магнетизмом занимались тогда очень многие — физико-химические приборы были распространены в зажиточных домах.
Обнаружив явление, вроде бы доказывающее желанную связь, физик-любитель на всякий случай записал условия и результаты опыта в домашний журнал, но не придал им особого значения. В ту пору его гораздо больше волновало — получит ли он кафедру публичного права в Падуанском университете… Он так и не собрался опубликовать результаты экспериментов, пока по всей Европе не прокатилась весть об открытии профессора физики Копенгагенского университета Ханса Кристиана Эрстеда. Многие вспомнили тогда, что наблюдали те же явления, но не осознали важности обнаруженного, не поняли, не сумели оценить. В 20-х годах в разных странах появились статьи, оспаривавшие приоритет датского.физика. В этом споре принял участие и адвокат Джан Доменико Романьози. Его трактат был напечатан неким Францем Зантедески, однако славы ни автору, ни издателю не принес,
Как же было совершено это открытие Эрстедом? В истории физики сохранились отдельные подробности события, и можно попробовать восстановить его с достаточной степенью достоверности.
В тот день в Копенгагенском университете должен был читать лекцию о связи электричества с теплотой профессор Ханс Кристиан Эрстед. Сорокатрехлетний ученый был известной фигурой в Дании. Родившись в семье аптекаря, он получил диплом фармацевта, а потом доктора философии, его научные интересы были широкими и разносторонними. За работы по получению хлористого и металлического алюминия Эрстед был принят в члены Датского королевского научного общества и стал его секретарем.
Эрстед был хорошим лектором, и умелым популяризатором науки. Немудрено, что на его лекции собиралось много народу. В те годы свободного посещения студенты попросту игнорировали лекции профессоров, которые читали плохо или недостаточно знали предмет. Рассказывая о нагревании проволоки под действием протекающей в ней электрической жидкости, профессор подошел к столу, чтобы показать опыт: подключил к полюсам вольтова столба платиновую проволочку, нагрел ее и дал желающим пощупать. Такой опыт в те времена вызывал настоящий восторг.
Случилось так, что на столе рядом с нагреваемой проволокой оказался компас. Он не имел никакого отношения к теме лекции. И его присутствие здесь было чистой случайностью. Но это была великолепная случайность!
Один из студентов, которого, по-видимому, не слишком интересовали электрические опыты, обратил внимание на компас. Он заметил, что при включении гальванической цени магнитная стрелка почему-то отклоняется. И надо же было этому студенту задать вопрос о причине обнаруженного явления! Он был любознательным молодым человеком. Как жаль, что мы никогда так и не узнаем его имени.
Эрстед даже растерялся от неожиданного вопроса.
— Я не понимаю, господин студент, о чем вы говорите?
— Но я говорю о том, что видел собственными глазами. В момент включения вами, господин профессор, цепи стрелка компаса отклонилась,
— Вы уверены, что это было именно так? — медленно переспросил Эрстед, оглядывая демонстрационный стол. Он заметил, что один из проводов, идущий от батареи, образовал петлю и лежал на компасе почти параллельно стрелке.
— Но я могу поклясться, что это было именно так! — воскликнул возмущенный недоверием студент и стал продвигаться к столу.
— Не двигайтесь! — закричал Эрстед. — Я сейчас повторю опыт, ничего не изменяя. Следите за стрелкой и скажите, что вы увидите.
Он снова замкнул цепь и едва не оглох от дружного вопля студентов: «Отклонилась!»
— Сколько времени Эрстед ждал этого момента! На какие ухищрения только не шел, чтобы обнаружить связь электричества с магнетизмом. А все оказалось просто…
— Отклонение магнитной стрелки, господа, может быть вызвано единственной причиной, — голос его дрожал от волнения и прерывался, электрическим конфликтом, то есть воздействием на магнитную стрелку перемещающейся в проводнике электрической жидкости.
Пять месяцев спустя из печати вышел небольшой труд Эрстеда, озаглавленный «Опыты, касающиеся действия электрического конфликта на магнитную стрелку». В нем было изложено правило, уже очень похожее на формулировку закона: «Гальваническое электричество, идущее с севера на юг над свободно подвешенной магнитной стрелкой, отклоняет ее северный конец к востоку, а проходя в том же направлении под стрелкой, отклоняет ее на запад».
Но вот почему все происходило именно так, а не иначе, Эрстед объяснить не мог. Для этого нужна была новая теория, и создал ее Ампер.
Доменик Франсуа Жан Араго был удивительный человек. На долю его выпало столько приключений, что их хватило бы на толстый роман, а между тем Араго был серьезным человеком, ученым.
Прежде всего его можно, пожалуй, назвать геодезистом и астрономом. Но еще он увлекался физикой, исследовал законы света вместе с Френелем и дружил с Ампером,
В 1820 году в Женеве Араго увидел на собрании натуралистов повторение опытов Эрстеда. И конечно, тут же решил познакомить с ними своих соотечественников. Вернувшись домой, он собрал нехитрую установку с вольтовым столбом и продумал программу экспериментов.
Чтобы стрелка компаса легче вращалась, понадобилось подпилить опорную иглу. Работа несложная. И вот — ток включен, магнитная стрелка отклоняется серебряным проводничком с током от своего законного направления. Но что это? Какая-то грязь? Араго протирает серебряный проводник и снимает с него налипшие железные огшлки. Однако стоит ему положить проводник на стол, как опилки вновь налипают на него…
Араго выключает ток, и опилки осыпаются с серебряной проволоки. Включает — и они облепляют ее, будто серебро стало магнитом. Серебро — магнитом! Необыкновенное явление, которое он заметил и тут же осознал его важность. Немагнитный в принципе серебряный проводник, когда по нему проходит электрический ток, становится магнитом! Интересно! Очень интересно!
Снаружи раздался стук. Араго выглянул в окно и увидел сверху обвисшие поля шляпы. Это Ампер, академик Андре Мари Ампер, самый гениальный и самый рассеянный из его друзей. Пыль на его башмаках — доказательство того, что он уже давно вышел из своего дома и бродил по Парижу или по его предместьям, не разбирая дороги, как всегда погруженный в свои мысли.
— Входите, входите, мой друг! — В голосе Араго звучала неподдельная нежность. Он искренне любил этого нескладного и такого несчастного человека, вечного отшельника и глубокого мудреца Ампера. — Входите и давайте вашу шляпу. Я ее положу отдельно от других, чтобы вы не спутали…
Араго напомнил тот случай, когда после бурных споров по вопросам метафизики в одном из парижских домов Ампер схватил по рассеянности треуголку священника и ушел в ней домой, оставив духовному отцу свою круглую шляпу.
Ампер улыбнулся:
— Вы жестоки. А я-то бежал к вам, чтобы рассказать, к каким замечательным выводам пришел, обдумывая опыты Эрстеда. Вы знаете, его открытие знаменует собой начало новой эпохи в электричестве — электричестве не статическом, неподвижном, а наоборот, движущемся, выливающемся из гальванических батарей ио-добно потокам…
Араго проводил друга наверх в лабораторию и усадил в кресло.
— Я вижу, что и вы не чужды гальваническим увлечениям? — восклицает Ампер, кивая на приборы и вольтов столб,
— Вы правы, Я воспроизвел опыт Эрстеда и, как мне кажется, наткнулся на новое явление. Может быть, оно заинтересует вас?
Араго снова замыкает цепь и приближает проводники к опилкам. Тотчас же они облепляют проводники, ощетинившись как иглы. Ампер протянул к цепи руку. Араго выключил ток, и опилки легким дождем осыпались в ладонь Амперу…
— Прекрасно! — Ампер вскочил с места. — Это только лишний раз доказывает, что я прав. Покоящиеся заряды не взаимодействуют с магнитной стрелкой. Но стоит им пряйтн в движение, и они превращают серебряный проводник в магнит. Провод-магнит! Превосходно. — Он на мгновение задумался. — А как вы думаете, станут взаимодействовать два провода с током, как магниты?
Он уже не ждал ответа. Мысль его заработала…
Ампер стремительно шагал по набережной Сены, находясь в том счастливом состоянии духа, когда то, о чем так много и упорно думалось, представляется вдруг если еще и не совсем ясным в деталях, то уже понятным в целом.
Мальчишки плыли по течению, весело перекликаясь друг с другом, и Амперу вдруг пришла в голову мысль о простом правиле, с помощью которого можно всегда определить направление отклонения магнитной стрелки протекающим током. Он решил его назвать «правилом пловца». Если пустить человека плыть по направлению тока, лицом вниз, то северный конец стрелки всегда отклонится под действием этого тока вправо. Браво, Андре! А теперь токи… Он оглянулся: как было бы хорошо начертить все это, поставить стрелки, определить направление. Вот и кусок мела нашелся в кармане. Какое счастье, что рядом с ним его черная доска!
Парижане — сдержанная публика, когда дело касается чьих-либо чудачеств. Но это уж… Сначала один, потом двое, наконец, пятеро прохожих оглянулись с возмущением на пожилого, дурно одетого господина, который в самозабвении расчерчивал мелом заднюю стенку чьей-то черной кареты.
18 сентября 1820 года на заседании Парижской Академии наук академик Андре Мари Ампер начал свою знаменитую серию докладов по электромагнетизму.
— При самом начале явления, открытые Эрстедом, месье, — говорил Ампер, стоя на возвышении, — по справедливости названы электромагнитными. Однако в явлениях, о которых хочу говорить я, магнит не участвует. И потому правильнее будет дать им общее название электродинамических.
…Первый опыт, на который меня подтолкнули блестящие эксперименты нашего общего друга академика Араго, я проделал с двумя прямыми проволоками, по которым протекает электричество от вольтова столба. И мое открытие заключается в том, что две параллельные соединительные проволоки взаимно притягиваются, когда электричество движется по ним в одном направлении, и отталкиваются, когда направления токов противоположны…
По комнате, где проходило заседание, пробежал шепот. Открытие Ампера было так просто и поистине гениально. Оно вызвало разные чувства у присутствовавших. Араго гордился своим другом. Физик Био слушал с неослабевающим интересом, изредка поглядывая на молодого Савара, с которым его связывала дружба. Семидесятилетний Лаплас дремал. Однако было здесь немало и тех, кого с первых же слов Ампера начала снедать зависть.
— Подумаешь, открытие! — говорили они. — Притяжение и отталкивание токов — это не более чем видоизмененное притяжение и отталкивание заряженных тел, известное еще со времен Дюфе…
Ампер живо реагировал на это возражение: — Одинаково наэлектризованные тела взаимно отталкиваются; два же одинаковых тока притягиваются… и, соприкоснувшись, остаются соединенными, как магниты.
— Но позвольте, — говорили завистники, — в чем же новизна открытия? Эрстед доказал действие тока на магнитную стрелку. Но если два тела способны действовать на третье, то они должны действовать и друг на друга… Не означает ли это, что взаимное притяжение и отталкивание проводов суть следствие, вытекающее из опытов того же Эрстеда?
И они садились на место, внутренне торжествуя. И тогда снова вскакивал Ампер. Он предлагал сомневающимся вывести самим из опытов Эрстеда направление взаимодействия токов. И когда его противникам это не удавалось, садился на место удовлетворенный. И так продолжалось не раз и не два…
Четыре понедельника подряд в октябре 1820 года выступал Ампер с трибуны Академии, докладывая о результатах своих исследований. Потом он выступал еще и еще… Он свернул провод в спираль и, пропустив по нему ток, обнаружил, что получившийся соленоид по своим свойствам ничем но отличается от обыкновенного магнита,
— Каждый магнит, месье, я в этом уверен, — с жаром говорил Ампер коллегам, — представляет из себя множество естественных соленоидов, по которым текут крошечные круговые токи. Именно гальванический ток, циркулирующий в каждой частице вещества, создает ее природный магнетизм. Только электрический ток определяет магнитные свойства тела.
Пока оси этих круговых токов разбросаны беспорядочно внутри тела, магнитные свойства не могут себя проявить, ибо они компенсируют друг Друга. Но стоит всем осям по какой-то причине стать параллельными, выстроившись по ранжиру, и тогда железо и сталь становятся магнитами…
В 1821 году, устав от опытов, которые он проводил в собственной квартирке на улице Фоссе де Сен-Виктор, за столиком, сделанным своими руками и с неуклюжими приборами, изготовленными бродячим слесарем, Ампер заявил, что переходит к составлению теории. В ней он хотел в ясной математической форме привести к единству результаты многочисленных электрических опытов.
Пожалуй, после этого французы стали называть близорукого и рассеянного чудака — наш Великий Ампер.
С самого момента открытия Эрстедом влияния электрического тока на магнитную стрелку исследователей стала преследовать мысль: «А нельзя ли решить и обратную задачу: превратить магнетизм в электричество?» Во Франции над этой задачей ломали голову Ампер и Араго, в Швейцарии — профессор механики Женевской Академии Жан Даниель Колладон, в Америке — молодой физик Джозеф Генри, известный как создатель одного из самых сильных электромагнитов в мире. В Англии над этой же проблемой бился Фарадей.
Ампер первым предположил, а потом и доказал, что вокруг проводника с током образуется магнитное поле. Так он объяснил причину эффекта, обнаруженного Эрстедом. Исследователи сразу подумали: если постоянный ток в проводнике наводит постоянное магнитное поле, то почему бы постоянному магнитному полю обыкновенного подковообразного магнита не навести в рядом лежащем проводнике постоянный ток? Надо только найти правильное расположение того и другого и подобрать достаточно сильный магнит…
Сегодня, пожалуй, каждый знает, что, будь это именно так, мы получили бы вечный двигатель, работающий без потребления энергии. А это абсурдно. Из ничего ничего и не бывает. Но это знаем мы с вами сто пятьдесят лет спустя. А тогда закон сохранения энергии казался не столь уж безоговорочным.
Установить в наши дни, кто первым заметил эффект наведения тока в проводнике магнитным полем, довольно трудно. Рассказывают, что Колладон, намотав две обмотки на один каркас и включив во вторую гальванометр, заметил, что стрелка прибора странно дергается при включении в первичную обмотку электрической батареи. «Может быть, что-то трясет прибор?» — подумал Колладон. Он не зря считался искушенным экспериментатором. Швейцарский профессор отнес гальванометр в другую комнату. Теперь, замкнув рубильник, он вынужден был ходить из одного помещения в другое. И когда добирался до прибора, стрелка того всегда стояла на нуле.
Некоторые историки уверяют, что первым, кто заметил, как при движении магнита возле проводника в проволоке появляется электрический ток, был Джозеф Генри. Он даже собирался написать об этом явлении статью. Да все откладывал. Дело в том, что как раз в это время Генри вел переговоры с Принстонским колледжем, где собирался занять место профессора физики, и упустил время. В Америку пришел журнал со статьей Фарадея.
Майкл Фарадей был не только веселым и жизнерадостным человеком. Он поражал окружающих своей аккуратностью. Результаты каждого опыта он подробно записывал в дневник. Еще в 1822 году в его дневнике появилась фраза: «Превратить магнетизм в электричество». С тех пор Фарадей не раз возвращался к этой "мысли. Очевидно, он знал, что проблемой интересуются и другие экспериментаторы, и потому с 1831 года работал как одержимый. Каждое утро в одно и то же время он являлся в лабораторию. Его ассистент Андерсон спрашивал: «Будем ли мы сегодня работать, мистер Фарадей?» — и, получив неизменно утвердительный ответ, отправлялся готовить инструменты и приборы.
Он был занятным человеком, этот отставной сержант артиллерии Андерсон. Не раз, ухмыляясь, заявлял вовсеуслышание, что во время Фарадеевых лекций всю работу делает он, Андерсон, Фарадей же калякает… И тем не менее профессор Фарадей относился к своему помощнику с неизменным уважением: «Он помогал мне во всех опытах, которые я делал, и я ему много обязан и благодарен за его заботливость, невозмутимость, пунктуальность и добросовестность, с которыми он выполнял все возложенные на него поручения». Почти сорок лет Андерсон был помощником ученого, его товарищем, коллегой, а временами — заботливой «нянькой» и строгой «матушкой-наставницей».
Очень вспыльчивый по натуре, Фарадей умел быстро овладевать собой и легко укрощал свой характер. Известный физик Джон Тиндаль, многие годы друживший с Фарадеем, писал о качествах характера ученого: «Самым выдающимся из них была любовь к порядку. Самые запутанные и сложные вещи в его руках располагались гармонически. Кроме того, в прилежании к труду он выказывал немецкое упрямство. Это была порывистая натура, но каждый импульс давал силу, не позволявшую ни шагу отступить назад. Если в минуты увлечения он решался на что-нибудь, то этому решению оставался верен и в минуты спокойствия». Наверное потому, поставив перед собой задачу о «превращении магнетизма в электричество», он девять лет спустя все-таки решил ее.
В то утро 29 августа 1831 года Фарадей, как и раньше, включил батарею в приготовленную Андерсоном катушку и зафиксировал толчок, который испытала стрелка гальванометра, включенного во вторичную обмотку. Толчок — и снова стрелка на нуле. При выключении то же самое. Только теперь стрелка отклоняется при толчке в другую сторону. В чем тут дело? Вместе с Андерсоном он тщательно проверил установку. Но никаких причин для странного поведения стрелки не обнаружил. Тогда он решил изменить условия опыта. Заменил батарею заряженной лейденской банкой. А обмотки Андерсон намотал на кольцо из мягкого железа. Фарадей убеждается в том, что при наличии железного сердечника толчки стрелки гораздо сильнее. Он снова и снова изменяет условия экспериментов и постепенно приходит к определенному выводу.
17 октября 1831 года он записывает в дневнике: «Я взял цилиндрический магнитный брусок (3/4 дюйма в диаметре и 8 и 1/4 дюйма длиной) и ввел один его конец внутрь спирали из медной проволоки (220 футов длиной), соединенной с гальванометром. Потом я быстрым движением втолкнул магнит внутрь спирали на всю его длину, и стрелка гальванометра испытала толчок. Затем я так же быстро вытащил магнит из спирали, и стрелка опять качнулась, но в противоположную сторону. Эти качания стрелки повторялись всякий раз, как магнит вталкивался или выталкивался».
Теперь Фарадей начинал понимать механизм обнаруженного явления. Понятными становились и многолетние неудачи в попытках получения тока от неподвижного магнита. Причина наведения индукции тока во вторичной обмотке заключается в движении магнита. Именно в движении! Он бросается к дневнику: «Электрическая волна возникает только при движении магнита, а не в силу свойств, присущих ему в покое».
Это решение! Полное решение задачи, поставленной десять лет тому назад. Андерсон с неодобрением смотрит, как его сорокалетний шеф — вы подумайте, такой солидный человек! — пляшет в лаборатории нечто, напоминающее зажигательную ирландскую джигу.
Железное кольцо с двумя обмотками явилось прообразом будущих трансформаторов, без которых электрификация в нашу эпоху вряд ли была бы возможна. Давайте забежим немного вперед к поясним значение этого изобретения.
Обычно на мощных электростанциях переменный ток вырабатывается при напряжении не более 22 тысяч вольт. Но для передачи на большие расстояния такое напряжение недостаточно, потому что, чем оно выше, тем меньше потери в проводах линии электропередач. Значит, напряжение нужно повысить. Это и осуществляется с помощью трансформаторов.
Однако потребители электрической энергии могут пользоваться ею только при пониженном напряжении. Это связано и с трудностями изоляции, и с безопасностью людей. После ЛЭП нужны снова трансформаторы, только теперь не повышающие, как на выходе с электростанции, а наоборот, понижающие. С их помощью напряжение электрического тока преобразуется в обычное для нас 127, 220 и 380 вольт.
Напав на верный след, Фарадей форсирует работу. Его эксперименты становятся одни удачнее другого. Теперь мысль ученого работает уже в ином направлении: «Если движение магнита возле проводника может рождать электричество, то и движение проводника возле магнита должно делать то же. А коли так, то нельзя ли из обыкновенного магнита и мотка проволоки соорудить новый источник электричества?» Теперь он вместе с Андерсоном устанавливает между полюсами большого магнита Королевского общества вращающийся медный диск. Два скользящих контакта соединены с гальванометром. Отставной сержант крутит ручку, и гальванометр показывает наличие электрического тока. Фарадей счастлив.
28 октября он записывает в дневнике: «…заставил медный диск вращаться между полюсами большого подковообразного магнита Королевского общества. Ось и точка на краю диска были соединены с гальванометром. Стрелка гальванометра движется при вращении диска…»
Так была создана первая в мире динамо-машина.
Затем наступило, как говорится, «время собирать камни». Все результаты следовало обдумать и сделать надлежащие выводы. Это было очень нелегко. Не существовало в науке ни ясной физической картины явления, ни терминологии. Никто из современников Фарадея и представления не имел о сущности электромагнитных явлений. Все это нужно было создавать впервые. Ученый пытается понять, что же происходит между полюсами магнита. Почему свойства пространства при наличии в нем магнитных полюсов так резко изменяются по сравнению со свойствами того же пространства при отсутствии в нем магнита? Он снова и снова насыпает железные опилки на лист бумаги, помещает лист над полюсами магнита и смотрит на линии, по которым сгущаются опилки в межполюсном пространстве. Именно по этим направлениям действуют магнитные силы. Не являются ли обозначенные опилками линии реальными силовыми линиями, протянувшимися от одного полюса до другого? Он никогда не верил в то, что силы могут действовать через пустоту, на расстоянии, не передаваясь от одной точки к другой.
И Фарадей формулирует закон — Великий Закон электромагнитной индукции. «Явление возникновения в замкнутом проводнике электрического тока при пересечении этим проводником силовых линий магнитного поля называют электромагнитной индукцией» — так звучит этот закон сегодня. Конечно, Фарадей еще не знал такого понятия, как «поле сил». Для создания концепции электромагнитного поля науке понадобится гений Максвелла. Да и после него ученый мир не сразу признает концепцию Максвелла и закон Фарадея. Сколько было истрачено сил понапрасну в стремлении обойти фарадеевский закон, сколько не состоялось изобретений… Например, еще в начале нашего века возникло предложение измерять скорость морских судов по величине электродвижущей силы, которая должна наводиться на натянутом от борта к борту проводнике во время хода корабля. Однако, сколько ни бились изобретатели, ничего у них не получалось. А почему? Не зря в современной формулировке закона Фарадея стоят слова: «в замкнутом проводнике».
Такие же трудности встретились и при определении электродвижущей силы в обмотке, заложенной в паз якоря электрической машины. По идее ЭДС в пазу должна быть совсем незначительной, поскольку магнитная индукция там ничтожно мала. А на опыте получалась величина значительно большая предполагаемой…
Со временем идеи Фарадея стали надежным основанием науки. Вся современная электротехника зиждется на законе электромагнитной индукции Фарадея. Он лежит в основе действия трансформаторов и электрических машин, всевозможных преобразователей, электромагнитных автоматов и многих измерительных приборов. Как часть электродинамики Максвелла этот же закон явился фундаментом для техники электро — и радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиолокации, многочисленных применений радиоэлектроники, радиоастрономии, всевозможных видов измерений и управления на расстоянии. Я уже не говорю, что именно закону об электромагнитной индукции мы обязаны светом, теплом и комфортом современных жилищ.
Сто пятьдесят пять лет тому назад было совершено это великое открытие. Совершено Майклом Фарадеем — сыном кузнеца и учеником переплетчика, великим Ученым XIX века.
В середине XIX столетия почти во всех областях естествознания отмечался бурный прогресс. Конкретные достижения обогащали технику и промышленность. Успехи практики требовали объяснений, объяснения — теорий.
Гальваническое электричество и вольтов столб породили промышленность химических источников электрического тока. Опыты Эрстеда и Ампера доказали единство таких явлений, как электричество и магнетизм. Кроме того, Ампер свел магнитные явления к роли вторичных факторов. Он считал их побочными при прохождении электрического тока.
Затем в 1831 году Фарадей открыл электромагнитную индукцию, после чего тут же были изобретены и построены электродвигатель и электрогенератор. Появился еще один вид машинного электричества. Начала развиваться электротехника.
Фарадей не получил университетского образования, не знал высшей математики, зато не был обременен и школьными предрассудками, накопившимися в стенах университетов. Пытаясь формулировать общее правило, определяющее направление индуцированных токов, он сталкивался с трудностями. Этот вопрос был разрешен в 1834 году молодым профессором Петербургского университета Эмилием Христиановичем Ленцем.
«Тотчас же по просматривании мемуара Фарадея, — писал он в своем знаменитом докладе Петербургской Академии наук 29 ноября 1833 года, мне показалось, что все без исключения опыты электродинамического распространения (индукционных токов. — А.Т.) могут быть очень простым способом сведены обратно к законам электродинамических движений, так что ежели эти законы известны, то и все явления электродинамических распределений (индукционных токов. — А.Т.) могут быть выведены из них».
После блестяще поставленных экспериментов Ленц дал обобщенный закон индукции, о котором речь уже шла. То есть, размышляя о физической сущности исследованного явления, он пришел к выводу: «Ежели мы хорошо уясним себе приведенный выше закон, то мы сможем вывести заключение, что каждому явлению движения под действием электромагнитных сил должен соответствовать определенный случай электромагнитной индукции». Это положение можно сформулировать так: каждому электромагнитному явлению соответствует определенное магнитоэлектрическое явление.
Вместе с Якоби Ленц установил, что любая магнитоэлектрическая машина, которая служит для производства электрического тока, может быть использована в качестве электродвигателя, если через ее якорь или арматуру, как тогда говорили, пропускать ток от постороннего источника.
Ленц родился в старинном прибалтийском городе Дерпте (ныне город Тарту в Эстонской ССР). Шестнадцати лет поступил в Дерптский университет, где очень скоро обратил на себя внимание.
В 1823 году наш знаменитый мореплаватель Отто Евстафьевич Коцебу пригласил молодого человека принять участие в кругосветном путешествии на шлюпе «Предприятие» в качестве физика и натуралиста экспедиции. Ленц согласился и блестяще справлялся со своими обязанностями в течение всего плавания. Свидетельством его успехов является то, что сразу, по возвращении Ленц был принят адъюнктом Петербургской Академии наук и четыре года спустя, едва достигнув 26 лет, стал ординарным академиком.
Деятельность свою в Академии наук Ленц начал с реорганизации лаборатории физики и постановки серии опытов по электричеству и магнетизму. Независимо от Джоуля он вывел закон, утверждающий, что количество тепла, выделяющееся в проводнике при прохождении тока, прямо пропорционально сопротивлению проводника и квадрату силы тока. Затем он повторил опыты Деви, обнаружившего, что при нагревании электрическое сопротивление провода растет, и открыл закон, по которому должна меняться электропроводность металлов с изменением температуры.
В то же время он преподавал в Морском кадетском корпусе, возглавлял кафедру физики и физической географии в Петербургском университете. Позже был избран деканом физико-математического факультета, а потом и ректором.
Ленц преподавал также в Михайловском артиллерийском училище и в Главном педагогическом институте, имел много помощников и учеников, которые в дальнейшем стали замечательными учеными. Многие достижения Ленца опередили свое время. О них забыли. И через полвека, когда сама жизнь и развитие техники потребовали объяснения электромагнитных явлений, вошедших в обиход, положения Ленца открывали вновь, называя их краеугольным камнем нарождающейся электротехники.
Летом 1839 года праздношатающийся люд северной столицы Русского государства облепил берега Невы. Публика несостоятельнее толпилась на набережных, а кто попроще спускались прямо на зеленый берег. Часов около десяти утра отвалила от Петропавловской крепости шлюпка с единственным пассажиром на борту. Невысокий плотный господин в цивильном костюме сидел на корме. Тонкие губы его были плотно сжаты, брови насуплены. Несколько дружных гребков, и лодка на середине реки. По команде матросы подняли весла. Пассажир нагнулся и стал копаться в тяжелом ящике, уставленном стеклянными банками с какой-то жидкостью. Из банок торчали железки. Толстые провода вели к рамам неуклюжей машины, соединенным с большими колесами, наподобие мельничных, опущенными с бортов в воду.
Шлюпку уже изрядно снесло течением, когда под руками пассажира раздался легкий треск и колеса завертелись, ударяя плицами по невской волне. Повернувшись носом против течения, шлюпка пошла, разрезая тяжелую свинцовую воду. У крепости, где собралось многочисленное начальство, раздались дружные аплодисменты.
Так или примерно так состоялось первое в мире практическое испытание электрического двигателя, сконструированного и построенного в России Борисом Семеновичем Якоби.
Его двигатель питался от батареи гальванических элементов Грове — стеклянных банок, наполненных азотной кислотой, с цинковым н платиновым электродами.
Борис Семенович Якоби (Мориц Герман) родился в Потсдаме и окончил Геттингенский университет по специальности архитектура. Однако, переехав в Россию, он, не колеблясь, принял предложение Петербургской Академии наук участвовать в комиссии по «исследованию электромагнитных притяжений и законов намагничивания железа».
В отличие от многих иных иноземцев Якоби сразу и навсегда связал свою судьбу с Россией. Он женился на русской — Александре Григорьевне Кохановской, сменил имя и принял русское подданство. По его словам, он всю свою жизнь отдал служению России, которую считал «вторым отечеством, будучи связан с ним не только долгом подданства и тесными узами семьи, но и личными чувствами гражданина». Так отвечал он на неизбежные вопросы со стороны властей к натурализовавшемуся иностранцу.
В Петербурге Якоби встретился с Ленцем, Это был счастливый случай в жизни обоих. Связанные дружбой, ученые много лет совместно трудились в новой, развивающейся области науки об электричестве. Ленд, как сказали бы мы сегодня, был теоретиком. Якоби — практиком, очень изобретательным человеком и опытным экспериментатором.
Казалось, после такого блестящего начала, каким явилось испытание электродвигателя на Неве, от Якоби следовало бы ожидать дальнейшего усовершенствования своего детища. Тем более что слава о нем прокатилась по всей Европе. Однако, написав обстоятельную статью о конструкции, принципе действия своего двигателя, Якоби проанализировал его экономическую эффективность и пришел к выводу о нецелесообразности его применения в существовавших условиях. Паровые машины были пока впереди.
Позже, занимаясь поисками более надежных источников питания для электрической машины, Якоби обратил внимание на то, что слой меди, оседающий на одном из электродов, нарастает исключительно равномерно, в точности повторяя, как негатив" все неровности и царапины на поверхности электрода. При этом осажденный слой довольно легко отдирался от электрода тонким листиком.
В практическом уме изобретателя созрело решение: он снял медную табличку с двери — на ней стояло его имя — и сунул в банку вместо одного из электродов. Через некоторое время Якоби получил точный негатив. Тогда он взял тяжелый медный пятак — и снова получил его оттиск. Чудесное и очень своевременное открытие! В России готовилась реформа перехода на денежную систему ассигнаций взамен кредитных билетов. Но дело затягивалось в связи с изготовлением точных клише, которые бы не могли подделать фальшивомонетчики.
В том же году в Петербурге Якоби организовал первую мастерскую гальванопластики. В заказах недостатка не было: статуи для Зимнего дворца и Исаакиевского собора, барельефы для Большого театра в Москве, для Петропавловского собора и многих других зданий. Более сорока пудов благородного металла израсходовано на золочение медных листов для строящегося Исаакиевского собора.
Чтобы познакомить со своим изобретением европейских ученых, Якоби сделал гальванопластическую копию с металлической, пластины, на которой было выгравировано: «Фарадею от Якоби с приветом». И послал копию в Англию. Фарадей тут же ответил: «Меня так сильно заинтересовало Ваше письмо и те большие результаты, о которых Вы даете мне такой обстоятельный отчет, что я перевел его и передал почти целиком, издателям „Философикал мэгэзин“ в надежде, что они признают новости важными для своих читателей».
И Фарадей не ошибся. На Западе заинтересовались русским изобретением, и гальванопластические мастерские стали возникать во всех странах.
Якоби создал ряд приборов, в которых так нуждалась современная ему наука. Он изобрел и построил кабельные телеграфные линии в Петербурге (Зимний дворец — Главный штаб, Зимний дворец — Главное управление путей сообщения и публичных зданий, Петербург — Царское Село).
Во время Крымской войны ученый разработал способ электрического подрыва мин.
Борис Семенович был примерно трудолюбив. Вся его жизнь без остатка заполнялась работой во славу России.
В 1845 году немецкий физик Франц Нейман теоретически обобщил результаты опытных работ Фарадея и Ленца, а другой ученый — Густав Теодор Фехиер, физик, физиолог и философ, попытался распространить на явление электромагнитной индукции теорию Ампера. Третью попытку построить теорию электричества и электромагнетизма в том же 1845 году предпринял профессор Лейпцигского университета Вильгельм Эдуард Вебер. Все они старались создать математический фундамент теории электромагнитных взаимодействий. Однако удалось это лишь Джеймсу Клерку Максвеллу в начале второй половины века.
Первую статью, «О фарадеевских силовых линиях», Максвелл написал еще студентом Кембриджского университета. Автору шел всего двадцать четвертый год…
Вот его портрет: среднего роста, темноволос. Живые карие глаза. Очень подвижен и вместе с тем немногословен, но когда начинает говорить, то манера дружелюбная, хотя его юмор не всегда и не всем понятен. Чрезвычайно любознателен, даже в самых обычных явлениях умеет видеть интересные проблемы, при этом всегда четко ставит задачу. Чужд всякой позы и крайне прост во всем, что касается собственной внешности. Нестандартный набор качеств для британского джентльмена эпохи королевы Виктории.
Английские физики, как и большинство европейских ученых того времени, были уверены в том, что все физические явления можно и должно объяснять законами чистой механики. Между тем электромагнитные феномены механическим объяснениям не поддавались. Тогда ряд ученых обратился к позитивизму. Кирхгоф, например, призывал, «не заботясь о сущности вещей и сил, составлять уравнения, которые, будучи свободными от гипотез, по возможности точно соответствовали бы миру явлений». Максвелл в раннем периоде также избегал высказывать какие-либо гипотезы об истинном механизме рассматриваемых им внутренних процессов. Он строит, по его словам, подходящие иллюстративные математические модели. И считает, что удачно подобранная аналогия может дать толчок к созданию математических формулировок, достаточно хорошо описывающих интересующие исследователя физические явления[28]. Можно только удивляться тому, что Максвелл вывел свои уравнения с помощью логических рассуждений из сложной модели с вращающимися вихрями в качестве магнитных сил. Эти силы передавались у него частицами, игравшими роль шестеренок в зубчатой передаче. А сама зубчатая передача являлась аналогом электрического тока[29].
Подведя итоги рассуждениям, Максвелл отбросил большую часть этого придуманного механизма. В результате осталась чистая теория.
В 1873 году на прилавках книжных лавок появился «Трактат об электричестве и магнетизме» Максвелла. Однако читателей ожидало разочарование. Книга оказалась очень сложной. Автор тысячестраничного «Трактата» считал, что, иллюстрируя электромагнитные явления, обладающие малой наглядностью, с помощью понятных механических моделей, он сделает свои математические формулировки более доступными. На самом же деле механические модели лишь затрудняли понимание всей теории.
Одна из глав «Трактата», а именно 9-я глава IV части, называется «Основные уравнения электромагнитного поля». Однако уравнения Максвелла, по сути своей, являются скорее аксиомами электродинамики. Они сформулированы на основе всего доступного в те годы автору опытного материала, но ни в коем случае не «выведены» из опытных данных математическим путем. Ни одной минуты Максвелл не пытался строить гипотез о внутреннем микроскопическом механизме электрического поля. В соответствии с традицией европейской физики, заложенной Ньютоном, он принимал электромагнитное поле как данность и рассматривал механическую сторону электромагнитных процессов.
Позже Генрих Герц писал: «Теория Максвелла — это уравнения Максвелла». Трудно представить, что четыре уравнения, четыре аксиомы, введенные гением Максвелла в арсенал науки, за сто лет не были опровергнуты или хотя бы опротестованы ни одним фактом, ни единым проявлением электромагнитного поля, которые накопились с тех пор в бесконечном реестре физиков. Предложенные в середине прошедшего столетия, они в употреблении и сегодня.
Всю жизнь Максвелл, довольно замкнутый человек, не стремившийся распахивать свою душу перед посторонними, любил стихи. Он не только любил их читать, но писал и сам. В этом не было ничего удивительного — в XIX веке многие баловались рифмой. Стихи Максвелла довольно часто публиковались, правда в основном на страницах научных и научно-популярных журналов. Может быть потому, что их читатели могли не только понять смысл и оценить художественные достоинства, но и расшифровать авторскую подпись. Максвелл подписывался псевдонимом — dp/dt.
Расшифровывается это выражение довольно своеобразно. Дело заключалось в том, что в учебнике физики, написанном друзьями Максвелла — Вильямом Томсоном и Питером Тэтой, второе начало термодинамики, то самое, что не позволяет построить вечного двигателя «второго рода», записывалось в виде: dp/dt = JCM, Поскольку знак равенства делает обе части уравнения равноправными, James Clerc Maxwell — Джеймс Клерк Максвелл вполне имел право взять в качестве подписи левую часть, если в правой оказывались его инициалы.
«Применение электрической энергии в России за последние годы значительно развилось, электротехническая же промышленность в ней до последнего времени находится в младенческом возрасте». Это строчки из толстой книги профессора Артура Вильке «Промышленность и техника», том III (Спб., 1904).
Действительно, в начале XX века в Петербурге, а потом в Петрограде электротехнической промышленности почти не было. И вместе с тем в городе работало около 200 электрических станций! Не удивляйтесь. Я не напутал. Подчас такая электростанция обеспечивала энергией всего один дом. Хорошо, если это был завод. Но нередко электрические машины жужжали в подвалах частных особняков.
Но продолжим цитирование труда профессора Вильке. Человек он был знающий, книжку составил неплохую и, скорее всего, правдивую. Как же описывает он состояние российской электротехники?
"…Понятно, что при существовании стольких применений является громадный спрос на разного рода электромашины, электрические провода и вообще всякие электротехнические принадлежности. Этому спросу русские заводы удовлетворить не могут, и он удовлетворяется преимущественно иностранными заводами, имеющими в России своих представителей.
Однако некоторые производства достигли и в России довольно высокой степени развития. Таково, например, производство изолированных кабелей и проводников. В Петербурге и Москве, главным образом, имеется ряд кабельных заводов, изготовляющих всевозможные сорта кабелей и проводов, ничуть не уступающих иностранным. Из этих заводов самые крупные — фирма Сименс и фирма Рибен…
Однако русские заводы не в силах удовлетворить спросу на кабели и проводники, и значительная доля их получается из-за границы…
Много более или менее крупных заводов и мелких мастерских приготовляют разного рода мелкие приборы, требуемые при электрических установках, как-то: предохранители, выключатели, реостаты, патроны для ламп и т. д., а также арматуру для ламп. Однако они еще не удовлетворяют спросу на такие предметы, и огромное количество их ввозится из-за границы.
Точно так же не приготовляются в России электрические измерительные приборы и электрические счетчики…
Калильные лампы в России совсем не фабрикуются. Устраивавшиеся для этой цели русские заводы не выдерживали конкуренции иностранных и быстро закрывались…
Дуговые лампы строятся некоторыми заводами, главным образом фирмой Сименс и Гальске, но все же большинство их получается из-за границы…
Что касается электромашин, т.е. динамо-машин, электродвигателей и трансформаторов, то в России производства их почти не существует. Единственный завод Сименс и Гальске в Петербурге готовит их в сколько-нибудь значительном числе. Этот завод, являющийся самым большим электротехническим заводом России (до 150 служащих), выпускает ежегодно динамо-машин и двигателей общей мощностью до 6000 киловатт…"
Пожалуй, достаточно. Картина весьма впечатляющая для характеристики, особенно если учесть, что здесь ничего не выдумано. Это свидетельство современника о стране, где огромное количество изобретений русских инженеров и электротехников могло бы составить мировую славу.
Несмотря на отставание, столь красочно описанное профессором Вильке, именно в области электротехники русская инженерная мысль в конце XIX столетия добилась особенных успехов. В 50-х годах интерес общественности стали привлекать опыты с электрическим освещением дугой, открытой В.В. Петровым. Уже в 1849 году на петербургских улицах вспыхнули первые рукотворные звезды, демонстрируя жителям столицы свой нестерпимый блеск. Конечно, это были пока только кратковременные демонстрационные, опыты.
В первых лампах угли быстро сгорали, и дуга разрывалась. У каждого фонаря приходилось ставить человека, вручную сближавшего электроды по мере их сгорания. Поэтому был необходим автоматический регулятор. Над решением этой проблемы упорно работали изобретатели в разных странах. И вот в 1855 году в иностранных журналах появилось сообщение о создании негаснущей дуговой лампы — «электрического солнца» русским изобретателем Александром Шпаковским, преподавателем физики Павловского кадетского корпуса.
Летом следующего года десять «электрических солнц» Шпаковского устанавливаются на площади перед Лефортовским дворцом в Москве. Там должен был состояться торжественный прием по случаю коронации Александра II. После окончания торжеств подполковник Шпаковский показал невиданный дотоле осветительный прибор своим воспитанникам-кадетам, вызвав их откровенный восторг.
В лаборатории корпуса Александр Ильич плавил в нестерпимо жарком пламени дуги различные металлы, однажды даже сжег алмаз… Затаив дыхание, следили зрители за увлекательными экспериментами. Вот только кончились они печально. Увлеченный происходящим, Александр Ильич нечаянно взялся обеими руками за оголенные токонесущие проводники и получил сильнейший электрический удар. Ладони рук и пальцы обгорели едва не до костей. Экспериментатор долго болел. Да и поправившись, до конца своей жизни уже далеко не с той ловкостью мог работать руками. Однако изобретательство он не оставил, лишь перешел к другим отраслям техники. Поражаешься сегодня широте его интересов. Шпаковский занимался кроме изобретения электротехнических приборов конструированием сигнальных фонарей для флота, паровых котлов и пожарных локомобилей, а также всевозможных насосов. Он изобрел паровую форсунку и много сделал для внедрения в практику жидкого топлива для паровых котлов — нефти и мазута. Шпаковский был пионером научной фотографии в России и, выйдя в отставку, занимался в Кронштадтских минных мастерских ракетными составами и порохами.
Среди технической интеллигенции Петербурга он был уважаемым человеком. В 1880 году, когда в Русском техническом обществе открылся VI (электротехнический) отдел, он был избран в него наряду с самыми видными электриками России — Чиколевым, Лачиновым, Яблочковым и другими.
В том же году во время испытаний самодвижущейся мины произошел внезапный взрыв устройства. Изобретателя тяжело контузило. Он не мог стоять на ногах, поскольку был поврежден центр равновесия в организме. Правда, с помощью матросов он еще некоторое время пытался подходить к верстаку и рабочему столу, но здоровье оказалось окончательно подорванным. Через год Александр Ильич Шпаковский скончался в госпитале, не оставив после себя даже минимальных средств, необходимых для похорон.
27 мая 1872 года в Петербурге состоялось первое публичное заседание Русского физического общества. Вместе с профессорами университета — Дмитрием Ивановичем Менделеевым, Федором Фомичом Петрушевским, а позднее и Александром Степановичем Поповым — в организации этого общества, сыгравшего такую видную роль в становлении и развитии русской физики, принимал деятельное участие выдающийся физик и электротехник Дмитрий Александрович Лачинов. Прекрасный, душевный человек, очень отзывчивый, по свидетельствам современников, товарищ, остроумный собеседник недюжинного ума, он очень скоро стал настоящей душою небольшого, но дружного кружка петербургских физиков. Лачинов, по словам его многолетнего ассистента и близкого друга Г.А. Любославского, «вне своих научных занятий… всегда являлся живым, бодрым, впечатлительным человеком, любящим общество, музыку, спорт. Куда бы он ни появлялся, всегда и неизменно… вносил своим появлением оживление».
Поступив по окончании университета в Земледельческий институт (позже — Лесной), Лачинов прежде всего реорганизовал и переоборудовал физическую лабораторию. Темой своих опытов и самостоятельных работ выбрал исследование электрической дуги. В то время впервые осветительные приборы, изобретенные Лодыгиным и Яблочковым, были уже мировой сенсацией. В Англии организовали даже специальную парламентскую комиссию для сравнения достоинств газового и электрического освещения.
В Петербурге в этот период создавался первый русский электротехнический журнал «Электричество». И первый номер его, вышедший в 1880 году, открывался статьей Д. А. Лачинова «О результатах, добытых английской парламентской комиссией по электрическому освещению». Дмитрий Александрович подробно информировал русских читателей о признании английскими учеными бесспорного преимущества перед газовым освещением «русского света», который давали удивительные дуговые свечи изобретателя Павла Яблочкова.
Перед электриками всего мира в полный рост вставала проблема передачи энергии на расстояние. Здесь уместно напомнить, что с увеличением длины проводов растет их сопротивление, а следовательно, увеличиваются и потери мощности на нагревание самой линии передачи. И к потребителю в конце линии приходит значительно меньшая мощность. Единственный способ уменьшить потери инженеры видели в увеличении толщины проводов. Но это упиралось в экономическую нецелесообразность таких линий.
В 1874 году после серии опытов изобретатель, артиллерийский офицер Федор Аполлонович Пироцкий сформулировал новые условия для дальней передачи. Он писал: «При малом же внутреннем сопротивлении в машинах они могут действовать лишь при малом только внешнем сопротивлении, т.е. при недлинной проволоке». Получалось, что для обеспечения дальних передач нужно было уменьшить ток во внешней цепи. Но как? Пироцкий найти решения не сумел и стал заниматься опытами по передаче электроэнергии по рельсам железных дорог. Тогда за разработку этой важнейшей проблемы времени взялся Лачинов. В сравнительно небольшой статье, напечатанной в журнале «Электричество», он изложил свои выводы. Это была серьезная, основополагающая работа, выполненная на высоком научном уровне. Дмитрий Александрович рассмотрел практически все основные вопросы, касающиеся современной ему теории электрогенераторов, двигателей и линий передач. Согласно выводам Лачинова, при увеличении сопротивления проводов, то есть с ростом длины линий передачи, для сохранения коэффициента полезного действия следовало увеличивать скорость вращения машин как на передающем, так и на приемном концах линии. Увеличивать скорость пропорционально корню квадратному из сопротивления. Он писал: «Если, например, увеличим (сопротивление проводов — А.Т.) в 100 раз, то при передаче того же числа лошадиных сил скорость будет десятерная». И тут же в примечании добавлял: «…а сила тока одна десятая первоначальной». При увеличении скорости вращения якорей генераторов, понятно, росла их электродвижущая сила. Так был сформулирован основной принцип передачи электроэнергии на большие расстояния — линии должны быть высоковольтными. К сожалению, должной оценки его труды не получили. Идеи линий передачи электроэнергии на большие расстояния были злободневны. Эту задачу решали в разных странах, В Америке ею занимался Эдисон, в Германии — служащий фирмы «Сименс — Гальске» некто Оскар Фрелих, во Франции — Марсель Депре…
На Мюнхенской электротехнической выставке в 1882 году Депре построил и демонстрировал первую в Европе силовую электропередачу Мисбах — Мюнхен, передававшую энергию на расстояние 57 километров по обыкновенной телеграфной проволоке. Это достижение произвело впечатление. Теперь можно было сказать, что электричество шло не только на смену громоздкой и неэкономичной паровой машине, оно давало возможность в будущем использовать огромные запасы низкосортного топлива, до того понапрасну пропадавшего вдалеке от промышленных центров. Скрытая энергия могла по проводам доставляться куда нужно. Мало того, электрические машины-генераторы вкупе с линиями передачи позволяли приступить к использованию энергии горных рек и водопадов. Перспективы открывались головокружительные, если бы… Ах, это «если»! Как оно мешает всегда непрерывному движению прогресса в любой отрасли…
Дело заключалось в том, что высокое напряжение в линии было опасно для людей и неудобно для техники. Оно требовало улучшения изоляции и осторожности в обращении. Высокое напряжение, столь необходимое для экономичной передачи, у потребителя надо было снижать, этого требовала вся прикладная электротехника. Но как это делать, никто не знал.
Рассказывая о судьбе Дмитрия Александровича Лачинова — одного из первых русских теоретиков новой науки электротехники, я лишь упомянул об изобретении осветительных приборов. Однако их история заслуживает более подробного рассказа. Именно электрическое освещение на первых порах стимулировало совершенствование электрических машин. Та же причина заставила впервые заговорить о централизованном производстве электроэнергии, о создании «фабрик электричества».
Мечта использовать электричество для освещения родилась в тот самый момент, когда в «темном покое» Петербургской медико-хирургической академии под руками Василия Петрова вспыхнула первая дуга. А когда изобретатели познакомились с тепловым действием тока, создание электрического освещения превратилось для многих в навязчивую идею.
Темным осенним вечером 1873 года петербуржцы спешили на Пески (ныне район Советских улиц). Ожидание неизвестного, почти чуда, волновало людей. Вот уже несколько дней, как бригада рабочих под руководством высокого, статного господина в инженерной фуражке вела какие-то работы. Заменяли керосиновые лампы в двух фонарях на пузырьки, подводили к ним провода от громоздкой машины.
Знатоки охотно растолковывали суть происходящего: «Керосиновое освещение сравнивать с электрическим станут»… В Петербурге рано смеркается осенью. Многие из собравшихся спотыкались о провода, которые лежали прямо на панели. Плотный господин в инженерной фуражке бранился в усы. Вот он полез по лестнице к одному из фонарей, что-то там прикрутил и махнул рукой. Застучала паровая машина. Движение от ее маховика передавалось ременной передачей на «световую машину». Где-то затрещали искры, и вдруг пузырьки на столбах вспыхнули ярким, ослепительным светом… Люди вынимали из карманов припасенные газеты, сравнивали, на каком расстоянии от старого и от нового фонаря можно разобрать буквы. Шум воцарился необыкновенный… Наконец вспомнили об изобретателе и кинулись поздравлять: «Господин Лодыгин, это восхитительно! Господин Лодыгин, это необыкновенно!» Через полчаса свет погасили, и устроители испытаний поехали пить шампанское.
В кругу друзей Лодыгин рассказывал, как однажды, спроектировав изображение «вольтовой дуги» на экран (именно так в ту пору называлась дуга Петрова), он обратил внимание на то, что свет исходит лишь от самых кончиков углей. «А что, ежели раскалить весь уголь?» — подумал он. Так ему в голову пришла мысль об использовании света раскаленного угля, а не дуги. Чтобы уголь не перегорал, Александр Николаевич заключил его в герметическую стеклянную колбу. «Как только весь кислород выгорит, — рассуждал он, — так уголь перестанет разрушаться». С этой идеи и начались его поиски, опыты и пробы.
В 1874 году Александр Николаевич Лодыгин получил привилегию на производство ламп своего изобретения и организовал товарищество. Правда, капитал составлял всего 10 тысяч рублей. С такими средствами выдержать конкуренцию иностранных фирм было невозможно. И через год с небольшим «Товарищество электрического освещения А.Н. Лодыгин и К°» потерпело крах. Председатель его вынужден был поступить на работу в Арсенал слесарем.
Другой выдающийся русский электротехник Петр Николаевич Яблочков поразил мир, представив на Лондонской выставке физических приборов в 1876 году удивительную электрическую «свечу» своего изобретения. Она стала подлинным гвоздем программы выставки. А год спустя предприимчивый француз Денейруз добился разрешения на учреждение акционерного общества, в котором предложил Яблочкову солидный пакет акций. Скоро матовые колпаки, в которых блистали нестерпимым блеском «свечи Яблочкова», украсили улицу и площадь Оперы. Из Парижа «русский свет» шагнул в другие города, пересек границу. «Из Парижа электрическое освещение распространилось по всему миру, — писал сам Яблочков, — дойдя до дворца шаха персидского и короля Камбоджи». Русский изобретатель стал европейской знаменитостью.
А начинал он трудно. Выходец из семьи обедневшего дворянина, Павел Яблочков с детства проявлял склонность к изобретательству и конструированию. Он учился в гимназии, потом в Инженерном училище, откуда в чине подпоручика был направлен на службу в саперный батальон. Однако пятнадцати месяцев службы в гарнизоне Киевской крепости вполне хватило, чтобы отбить у молодого человека всякую охоту к военной службе. И Яблочков «по болезни» выходит в отставку. Он мечтал заняться электротехническими опытами, но не хватало образования. И он сам понимал это. В то время в России было единственное электротехническое учебное заведение, основанное по инициативе академика Бориса Семеновича Якоби, — Техническая гальваническая школа, которая готовила специалистов по минной электротехнике. Но принадлежала она инженерному ведомству и вход в нее для гражданских лиц был закрыт. Тогда Яблочков снова возвращается на действительную службу и добивается направления в школу.
Год учебы, и снова саперный батальон, и чисто административные обязанности заведующего оружием. Павел Николаевич понимал, что именно в армии электричество имеет огромные перспективы. Но рутинная обстановка, консерватизм и застой гарнизонной жизни не давали никакой надежды на перемену обстановки. И, отслужив положенный год, Яблочков окончательно покидает службу.
Он получает должность начальника телеграфа Московско-Курской железной дороги, но все его помыслы и устремления направлены на реализацию всевозможных электротехнических изобретений, проекты которых теснятся у него в голове. Однако изобретательская деятельность требует средств. Яблочков влезает в долги. И когда они перерастают его финансовые возможности, решает уехать в Америку.
Впрочем, до берегов Нового Света он не добрался и осел в Париже. Его преследует мысль об упрощении существующей системы электрического освещения дуговыми лампами — освободить светильники от громоздких, сложных, а следовательно, и дорогих автоматических регуляторов…
Легенда рассказывает, что однажды в небольшом парижском кафе Павел Николаевич положил рядом два длинных карандаша. Положил просто так, без определенной цели. Он их сдвинул, подровнял так, чтобы очиненными концами они смотрели в одну сторону, и вдруг понял, что перед ним — модель дуговой свечи, для которой не нужен никакой регулятор. В марте 1876 года Павел Яблочков получил французский патент на новый источник света — электрическую свечу без регулятора. Успех этого простого до крайности прибора превзошел все ожидания. В апреле физик Ниоде рассказал о свече Яблочкова на заседании во Французском физическом обществе. Фирма Бреге, в которой Павел Николаевич работал с момента поселения в Париже, отправила его в Лондон на выставку учебных пособий, где он был представителем фирмы. И здесь, на выставке, широкая публика впервые увидела «электрическую свечу Яблочкова», которую тут же окрестили «русским светом». О новом изобретении заговорили, им заинтересовались. Во Франции возникла компания по эксплуатации «свечи», которая получала огромные прибыли. Яблочков стал богат.
Внедрение в практику электрического дугового освещения дало мощный толчок к развитию и другой, сопутствующей техники. Возникший спрос на «световые машины» быстро продвинул совершенствование электрогенераторов. Чтобы замедлить сгорание углей, Яблочков перевел питание свечи на переменный ток. Теперь они сгорали равномерно. А на машины переменного тока, которые до того никому не были нужны, неожиданно возник громадный спрос.
Нужно было найти способ «дробления света», и Яблочков разрабатывает системы распределения тока с помощью индукционных катушек и конденсаторов. Дела его шли поистине прекрасно. Лучшего не стоило и желать…
Но Павел Николаевич страстно желал возвратиться на родину. Он хотел взять реванш за постигшие его неудачи. Став богатым человеком, Яблочков решил выкупить свои привилегии у компаньонов и создать товарищество в России. В конце концов, это ему удалось. Он вернулся без денег, но зато единственным хозяином своего изобретения. Вот как описывает его возвращение Владимир Николаевич Чиколев: «Он поселился в роскошных апартаментах „Европейской гостиницы“, и кто только не бывал у него: светлости, сиятельства, высокопревосходительства, превосходительства без числа, городские головы… Яблочкова всюду приглашали на расхват, везде продавались его портреты, в газетах и журналах ему посвящались сочувственные, а иногда и восторженные статьи…»
Наконец круг пайщиков был определен, капитал собран и было учреждено товарищество «Яблочков-изобретатель и К°». Мастерские стали в большом количестве изготавливать и выпускать осветительные приборы его конструкции. К Яблочкову перешел на работу Лодыгин. В мастерских собралось немало по-настоящему талантливых инженеров и техников. Не было только финансистов среди них…
Скоро дела товарищества стали прихрамывать. После Парижской выставки 1881 года, где были выставлены первые лампы накаливания, Яблочков вдруг сам понял, что его путь неверен. И охладел к идее. А это обстоятельство немедленно привело компанию к гибели.
В 46 лет Яблочков тяжело заболел и переехал в свое запущенное имение в Саратовской губернии, но наладить там хозяйство не сумел. За два года до смерти он писал: «Проработав всю жизнь над промышленными изобретениями, на которых многие люди нажились, я не стремился к богатству, ко я рассчитывал, по крайней мере, иметь, на что устроить для себя лабораторию, в которой я бы мог работать не для промышленности, ко над чисто научными вопросами, которые меня интересуют. И я, возможно, принес бы пользу науке, как я это сделал для промышленности. Но мое необеспеченное состояние заставляет оставить эту мысль… Я в настоящее время имею на личном счету только нищету, грудную болезнь… Вот мой баланс за 17 лет работы…»
Не лучше сложилась судьба и у Лодыгина. Он уехал в Париж, где поступил на работу на ламповый завод. Позже перебрался в Америку. В 1906 году вернулся в Россию, но не прижился на должности заведующего трамвайной подстанцией и снова уехал. Умер он за границей в безвестности.
Проблему «разделения электрического тока», или «дробления электрического света», удалось решить талантливому конструктору и большому специалисту в области новой техники Владимиру Николаевичу Чиколеву. Он начинал свою работу в ту пору, когда так называемая электротехника сильных токов только начинала свое развитие. Чиколев еще в 1869 году сконструировал очень удачную дифференциальную систему регулирования дуговых ламп, при которой обеспечивалась автономная стабилизация режима для каждой лампы, независимо от того, сколько их включено в цепь.
Дело в том, что, поскольку для горения дуги требовалось напряжение 35-55 вольт, а генератор давал примерно 100-110 вольт, в одну цепь включались две-три дуги последовательно. Но в этом случае стоило погаснуть одной из них, как переставали работать и другие. Дифференциальный регулятор Чиколева позволял обойти эти трудности. Дуговые источники с регуляторами Чиколева нашли широкое применение в прожекторах. Эти работы Владимира Николаевича остались основополагающими в теории и широко применялись на практике.
Чиколев, как и другие русские ученые, много времени и сил отдавал общественной и популяризаторской деятельности. Он читал лекции, составлял справочники и инструкции по электротехнике и освещению, был первым редактором журнала «Электричество». Владимир Николаевич считал, что электричество облегчит участь рабочего человека, избавит его от изнурительного физического труда. В своей популярной книге «Не быль, но и не выдумка» он писал: «Не мы ли должны поощрять, указывать, настаивать на употреблении и развитии всех тех применений электричества, которые замещают рабов, которые уменьшают страдания рабочих».
В 1898 году во время поездки на дрезине он попал в аварию. Умер Чиколев в возрасте 53 лет.
Большие заслуги в области прикладной электротехники принадлежат Николаю Николаевичу Бенардосу и Николаю Гавриловичу Славянову. Более старший по возрасту, Бенардос обладал великолепным талантом изобретателя. Ему принадлежат более 100 изобретений в различных отраслях техники. Главным среди них и любимейшим являлась, несомненно, дуговая сварка.
Николай Николаевич работал над изобретением аккумуляторов для электрического освещения, когда ему в голову пришла идея «способа соединения и разъединения металлов непосредственно действием электрического тока», названного им «электрогефест». Небогато оборудованная мастерская Бенардоса, где он работал, помещалась в небольшом здании фабричного типа. Посетивший ее Д.А. Лачинов перечислял: паровая машина мощностью 20-23 лошадиные силы, которая приводила в действие электрический генератор; параллельно генератору изобретатель подключил батарею из 200 аккумуляторных банок собственной конструкции. Они работали в качестве буфера, принимая на себя резкие толчки при изменении тока. Три сварочных поста, снабженные всем необходимым оборудованием, были смонтированы в мастерской. «Самый опыт, — пишет Лачинов, — производит необычайное впечатление на неподготовленного зрителя. Допустим, что спаиваются два железных листа встык: сложив их краями, мастер берет паяльник в руку и прикасается им ко шву. В то же мгновение из угля со взрывом вырывается голубоватая вольтова дуга более сантиметра толщиною, окруженная широким желтым пламенем и по временам достигающая 5-6 сантиметров длины (2, 5 дюйма). Управляемая рукою мастера, дуга начинает лизать линию спайки; то место, к которому она прикоснулась, мгновенно плавится, испуская ослепительный свет и разбрасывая снопы искр, причем жидкое железо протекает в скважину между листами и соединяет их. Таким образом мастер проводит дугою вдоль всего шва, который предварительно посыпает мелким песком, служащим для растворения окалины… Вообще, что касается применений „электрогефеста“, то они так разнообразны, что трудно высказать о них даже догадки. На первый раз, по-видимому, напрашивается применение этого способа к изготовлению паровых котлов не клепаных, а паяных, к починке котлов и частей машин на месте, далее — к соединению между собою судовых частей, наконец, быть может, к устройству орудийных станков, если не самих орудий… В настоящее время идет речь о том, нельзя ли изготовить кавказский нефтепровод при помощи „электрогефеста“…» Прекрасное предвидение! Многое из того, о чем говорил Д. А. Лачинов, было осуществлено спустя полвека.
Имя Бенардоса получает широкую известность не только в России, но и за границей. В Петербург приезжают инженеры и ученые из разных стран, знакомятся с его изобретением. На предложенный им способ сварки он получает патенты кроме России еще во Франции, в Бельгии, Великобритании, Италии, Германии, Швеции, Норвегии, Дании, Испании, Швейцарии, Австро-Венгрии и Америке.
А изобретатель тем временем работает сначала на заводе Русского электротехнического общества, созданного Яблочковым, потом на заводе товарищества «Электрогефест», членом которого был и он сам. Бенардос разработал и предложил множество способов сварки, в том числе и сварку металлическими электродами на переменном токе, несколько систем сварочных автоматических устройств. Многие его идеи опередили свое время и были реализованы значительно позже.
На IV Электрической выставке в 1892 году Николай Николаевич Бенардос был удостоен высшей награды Русского технического общества — золотой медали. А в 1899 году Петербургский электротехнический институт присвоил ему звание почетного инженера-электрика.
25 августа 1891 года в Петербурге была выдана привилегия № 87 на электрическую отливку металлов, В заявке говорилось: «…одним или обоими электродами служат при этом способе стержни из самого материала, предназначенного к отливке или для заливки раковин и проч…Материалом отливки по предлагаемому способу может служить всякий металл или сплав, который должен быть изготовлен в форме более или менее длинных стержней… разной толщины, в зависимости от силы употребляемого тока и от величины отливаемой вещи. Эти стержни представляют один из электродов автоматически регулируемой вольтовой дуги, действием которой они быстро расплавляются…»
Привилегия выдана на имя горного начальника орудийного завода в Мотовилихе Николая Гавриловича Славянова. Главное отличие предложенного им способа заключалось в том, что металлы, нагреваемые электрической дугой, не непосредственно соединяются в шов, а заливаются жидким металлом.
Служебное положение Славянова позволяло ему вести работы по своему способу сразу же в большом масштабе и для самых разнообразных целей. На подчиненном ему заводе была организована специальная электролитейная фабрика, вполне удовлетворительно оснащенная по возможностям своего времени.
Славянов также получил патенты па свой способ «электрической отливки» металлов кроме России еще и во Франции, в Англии, Германии, Австро-Венгрии, Бельгии. Он написал книгу «Электрическая отливка металлов.».
В свое время оба изобретателя были соперниками в прикладной электротехнике. И тот и другой работали над сходными проблемами. Труды Н.Г. Славянова также получили медаль и почетный диплом на той же IV Электрической выставке в 1892 году, что, конечно, не улучшило отношений между изобретателями.
Однако теперь, когда прошло уже много лет, оба имени — и Бенардоса, и Славянова — заняли подобающие им места в истории техники. Сварка по способу Славянова стала одним из основных технологических процессов современной промышленности. Советское правительство учредило в учебных заведениях, имеющих сварочную специальность, стипендию имени Н.Г. Славянова. И мы вправе гордиться обоими инженерами — пионерами электротехники, работавшими и творившими в нашей стране.
Мы уже говорили о нерешенной задаче понижения высокого напряжения у потребителя на конце линии. И здесь не последнюю роль сыграл русский физик…
В 1848 году известный французский механик Генрих Румкорф, занимавшийся в Париже изготовлением различных физических приборов, изобрел новый прибор. Он намотал на железный сердечник изолированной проволокой две обмотки. Одну — первичную — из толстой проволоки с небольшим количеством витков, другую — вторичную — из тонкой проволоки, но с очень большим количеством витков. К концам первичной обмотки он присоединил гальваническую батарею с прерывателем. А концы вторичной обмотки вывел к разряднику, состоящему из острия и диска. Как только по первичной обмотке из толстого провода начинал идти прерывистый ток, на концах вторичной обмотки возникало высокое напряжение, которое вызывало длинные голубые искры, с треском проскакивающие между острием и диском разрядника. Причем, чем больше витков имела вторичная обмотка, тем выше оказывалось на ней напряжение.
Индукционная катушка Румкорфа оказалась замечательным прибором для физиков. И ее автор получил денежную премию имени Вольты от Парижской Академии наук, хотя никакого особого изобретения тут не было, Ведь еще Фарадей, открывая закон электромагнитной индукции, использовал железное кольцо — сердечник с двумя обмотками. Замыкая и размыкая электрическую цепь в первой, он получал кратковременные всплески тока и во второй… Тем не менее индукционная катушка Румкорфа была признана самостоятельным, аппаратом и скоро стала непременным участником опытов с электричеством во всех странах.
В Московском университете на кафедре физики работал в конце века препаратором Иван Филиппович Усагин. Крестьянский сын, да еще и сирота, выученный из милости московским профессором физики Любимовым, он долгое время был лаборантом у профессора Столетова, усвоив от этого передового ученого много прогрессивных идей.
В 1882 году Усагин — уже заведующий физической мастерской университета. И вот тогда же, намотав на железный сердечник две обмотки и применив их для понижения и повышения напряжения, Иван Филиппович создал самый настоящий трансформатор. Он его успешно применил для устройства осветительной сети павильонов и территории Всероссийской промышленно-художественной выставки в Москве и в заключение получил диплом, подписанный от имени жюри выставки профессором К.А. Тимирязевым: «За успешные опыты электрического освещения через посредство отдельной индукции и в поощрение дальнейшей разработки этого метода».
Диплом даром не пропал. Иван Филиппович доработал свое изобретение, усовершенствовал конструкцию. К сожалению, получение заграничных патентов было связано с денежными затратами, а средств на это Усагин не имел. Да и не думал он о получении привилегий. Вместо свидетельства у него в руках скоро оказался второй диплом — «За открытие трансформации токов», подписанный К.А. Тимирязевым, Н.Е. Жуковским и другими русскими учеными.
Работая на кафедре физики, Иван Филиппович Усагин всей душой сочувствовал выходцам из народа, рвавшимся к науке. Вот почему после Великой Октябрьской социалистической революции он сразу же вступил в партию большевиков и до самой смерти, последовавшей, к сожалению, уже в 1919 году, немало потрудился над тем, чтобы путь в науку сделать доступным для простых людей.
Изобретение И.Ф. Усагина за границей не было известно. И в 1884 году французский инженер Голард вторично открыл принцип трансформации и построил аппараты, весьма схожие с приборами Усагина. У конструкторов линий электропередачипоявилась возможность осуществить передачу электрической энергии по проводам высоким напряжением и малым током. Это обстоятельство сразу выдвинуло переменный ток на передовые позиции. Но большинство фирм как в Европе, так и в Америке были заняты изготовлением приборов и аппаратов, работающих на постоянном токе. И вот среди капиталистических компаний разворачивается бешеная конкурентная борьба. Владельцы станций постоянного тока скупают за любые деньги патенты на трансформаторы и прячут их, стараясь похоронить это изобретение и не выпустить на арену переменные токи. Пропагандируются и гипертрофируются трудности создания двигателей на переменном токе. Принципиальные конструкции их существовали, но для широкого применения они не годились, поскольку не могли самостоятельно запускаться. Правда, венгерские инженеры М. Дери и О. Блатя предложили применять в сетях переменного тока коллекторные двигатели с последовательной обмоткой возбуждения, но они так искрили, что вызывали страх у эксплуатационников. Создалась ситуация, когда, казалось, все развитие электропривода зависит от создания переменного тока. Но когда жизнь ставит перед людьми задачу, она непременно решается. Так должно было быть и на этот раз.
В 1888 году почти одновременно на разных континентах состоялись два публичных выступления на одну и ту же тему — открытие вращающегося магнитного поля.
Еще Араго в свое время обратил внимание, что если вблизи от магнитной стрелки быстро вращать немагнитный медный диск, то стрелка тоже начинает вращаться. Объяснить это явление в то время никто не мог. И вот этот-то опыт и решил повторить профессор Галилео Феррарис из Турина, где он организовал первое в Италии электротехническое училище, в котором преподавал сам и вел научные изыскания. Изучив «эффект Араго», Феррарис пришел к заключению: в медном диске при вращении наводятся индукционные токи от намагниченной стрелки. Эти токи создают в свою очередь собственные магнитные поля, которые взаимодействуют с полем стрелки и увлекают ее за собой. Профессор Феррарис решает сделать все наоборот — крутить магнит, поставив рядом с ним медный диск. Сейчас нам кажется очевидным, что диск должен начать вращаться. Так и случилось.
Примерно тем же занимался и молодой сербский инженер Николай Тесла, работавший в лаборатории американской фирмы, заинтересованной в производстве аппаратуры переменных токов.
Следующие эксперименты развивались примерно по такому пути. Представим себе две катушки с одинаковым количеством витков. Оси их расположены перпендикулярно одна к другой. Если теперь пропустить по обеим катушкам переменный ток со сдвигом по фазе на четверть периода, то есть так, чтобы в то время, когда в одной катушке синусоида переменного тока достигала своего максимума, в другой она проходила бы через ноль, то оба тока создадут вращающееся магнитное поле. Магнитная стрелка, помещенная внутри катушек, будет быстро вращаться, доказывая его существование.
Доктор Феррарис построил двигатель, поместив внутрь катушек медный цилиндр. Получил двухфазный двигатель с хорошим пусковым моментом.
Тесла исследовал различные схемы многофазных систем и также признал наиболее рациональной из всех двухфазную. Вот об этих-то работах и докладывали оба исследователя в разных концах земли.
Открытием вращающегося магнитного поля заинтересовались электрики всего мира.
В то же время в Германии руководители бурно развивающейся берлинской фирмы «АЭГ» рыскали по всей стране в поисках молодых талантов. Их внимание привлек скромный ассистент Дармштадтского высшего технического училища Михаил Осипович Доливо-Добровольский, из русских, приехавший в Дармштадт еще в 1881 году и окончивший то же училище. Молодой русский зарекомендовал себя серьезным исследователем в области электрохимии, а затем и общей электротехники. Он хорошо читал лекции и руководил практическими занятиями студентов. Собрав о нем необходимые сведения, руководство «АЭГ» предложило Доливо-Добровольскому пост шеф-электрика фирмы. И Михаил Осипович соглашается. Голова его полна идей, интересных замыслов. В лаборатории развивающейся фирмы он сможет в лучшем виде добиться их осуществления.
Руководители «АЭГ» не просчитались. Уже в марте 1889 года Доливо-Добровольский делает патентную заявку на трехфазный асинхронный двигатель с коротко-замкнутым ротором, обмотка которого была выполнена в виде «беличьего колеса». Со свойственной ему глубиной Михаил Осипович рассмотрел результаты исследований Феррариса и пришел к выводу, что трехфазный ток будет работать лучше двухфазного. А затем нашел удивительно простое решение для конструкции двигателя. Причем конструктивное решение его оказалось настолько удачным, что все сразу же поняли — такой двигатель вполне может быть основой промышленного электропривода.
Некоторое время упорствовали американцы, не желая признавать изобретения Доливо-Добровольского. Фирма, в которой работал Тесла, построила по его системе Ниагарскую гидроэлектростанцию. Но и та вскоре была переоборудована на трехфазный ток. Интересно отметить, что в принципе современные асинхронные двигатели ничем не отличаются от конструкции, предложенной М.О. Доливо-Добровольским еще в конце прошлого века.
В течение следующих лет Михаил Осипович получает еще целый ряд патентов на машины и приборы трехфазного тока. В течение нескольких лет Доливо-Добровольский фактически разработал все основные элементы трехфазной системы переменного тока.
Он не являлся первооткрывателем новой системы, не претендовал и на первенство в области создания многофазных машин. Но никому больше не удалось предложить такие конструкции и схемы, которые явились бы оптимальным решением вопросов и породили бы столь долгоживущие машины. Михаил Осипович работал, учитывая требования эпохи, и его возможности были подкреплены самой развитой в то время германской электрической промышленностью. Так что можно сказать: он имел большие возможности для экспериментирования и реализации своих идей. Обладая глубокими знаниями, большим опытом, Доливо-Добровольский был невероятно работоспособен.
Его доклад «Современное развитие техники трехфазного тока», сделанный на Первом всероссийском электротехническом съезде в 1900 году, подвел итоги развития новой отрасли электротехники. Во время работы съезда ему официально предложили занять должность декана электромеханического отделения Петербургского политехнического института, готовившегося к открытию. И Доливо-Добровольский с радостью согласился, сообщив фирме о своем желании вернуться на родину. Но обострилась сердечная болезнь, и переезд все откладывался, пока не стало окончательно ясно, что он не состоится.
Последние годы жизни Михаил Осипович провел в Швейцарии. Он был поглощен идеями осуществления передачи электроэнергии на большие расстояния постоянным током высокого напряжения, поскольку на сверхдальних линиях возникающая между проводами емкость ограничивает применение для этой цели переменных токов.
В 1919 году М.О. Доливо-Добровольский скончался. Он был широко образованным человеком глубокого ума и твердого характера. Но при этом обладал еще и особой сердечностью, которая свойственна только действительно выдающимся людям. Именно таким был он — Михаил Осипович Доливо-Добровольский, инженер, крупный деятель мировой электротехнической науки.