Чтение онлайн

Глубокое теоретическое и экспериментальное изучение тепловых действий тока было выполнено русским академиком Ленцем, а первое практическое их применение для электрического освещения было сделано Александром Николаевичем Лодыгиным, изобретателем первой лампы накаливания, получившей фактическое применение.

Первое практическое применение химического действия тока — гальванопластика было изобретено русским академиком Якоби, сделавшим очень много в других областях электротехники.

Электрические трансформаторы, без которых невозможны были бы современные методы распределения и передачи электрической энергии на дальние расстояния, изобретены также П. Н. Яблочковым.

Трехфазные токи, получившие теперь столь широкое распространение, впервые применил Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Электромагнитный телеграф изобретен русскими учеными Шиллингом и Якоби, радиотелеграф — Александром Степановичем Поповым. И много других примеров пионерской работы русских электротехников — изобретателей и ученых можно было бы привести здесь вплоть до изобретений самых последних лет — изобретений Гусева и Лазаренко, предложивших совершенно новые способы обработки металлов, изобретений наших радиотехников, открытий наших физиков, получающих с каждым днем все большие и большие применения.

Памяти русских пионеров электротехники второй половины XIX в. и посвящен настоящий труд. В нем я касаюсь лишь работ ученых и изобретателей второй половины XIX в. Исключение сделано только для одного исследователя конца XVIII и начала XIX в. — акад. Василия Владимировича Петрова. Это сделано потому, что своим открытием вольтовой дуги он положил начало ряду изобретений в области электрического освещения, в области обработки металлов и в других областях, принадлежащих русским ученым и изобретателям второй половины XIX в.

Мой труд не является собранием биографий наших ученых и изобретателей. Биографические сведения даются в нем в очень ограниченном объеме. Составление подробных биографий наших пионеров-электротехников есть задача специальных исследователей. Задача же настоящего труда — познакомить советских читателей с деятельностью наиболее выдающихся русских электриков той эпохи, выявить значение их работ для того прогресса электротехники, плоды которого пожинает теперь все человечество.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

СОСТОЯНИЕ УЧЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЯХ К СЕРЕДИНЕ XIX в.

К началу XIX в. из области электричества физикам были известны только явления, связанные с электрическим разрядом, вызывающим световые, звуковые и физиологические эффекты, да еще ряд явлений, связанных с механическими взаимодействиями (притяжение и отталкивание) между наэлектризованными телами. Существовали уже теории электрических явлений — унитарная и дуалистическая, конкурировавшие между собой. Каждая из них имела своих сторонников и своих противников. Уже были известны некоторые законы взаимодействия наэлектризованных тел (законы Кулона), были известны некоторые приборы для количественной характеристики электрического состояния тел (электроскопы). Для получения электричества кроме примитивных способов (трение, удары) были изобретены уже электрические машины разного рода, со стеклянными кругами и т. п. Для накопления электричества были уже изобретены лейденские банки. Уже было предложено разделение тел на проводники и непроводники электричества (изоляторы); уже было установлено тождество между электрическими разрядами и явлением молнии и т. д., но все имевшиеся сведения не удовлетворяли пытливые умы современников. Человеческий ум стремился познать сущность электричества. Во всех странах велись многочисленные работы по изучению электрических явлений. Они велись и у нас в России, главным образом, в Петербургской академии наук.

«Основанная Петром Великим, С.-Петербургская Академия Наук оказалась самым жизненным творением Петра, пережившим все остальные и сохранившимся до настоящего времени. По мысли Петра Академия Наук должна была быть той вершиной, откуда знание должно было исходить и распространяться, охватывая все более широкие круги» [ 1 ]. С XVIII в. Академия наук в Петербурге и стала действительно центром, вокруг которого сосредоточивалось большинство научных исследований, в том числе исследований в области электричества.

Во второй половине XVIII в. особенно замечательные работы в области изучения электрических явлений были выполнены академиками Ломоносовым (1711–1765 гг.), Рихманом (1711–1753 гг.) и Эпинусом (1724–1803 гг.).

Явлениями электричества много занимался знаменитый Михайло Васильевич Ломоносов. Он очень интересовался явлениями атмосферного разряда (молнии), и есть даже некоторые основания полагать, что Ломоносов раньше Франклина высказал мысль о тождестве молнии с обычным электрическим разрядом. В своем «Слове о явлениях воздушных от электрической силы происходящих», произнесенном на Акте Академии наук в Петербурге в 1753 г., Ломоносов говорил: «Франклину в моей теории о причине электрической силы в воздухе я ничего не должен» и далее «доказал я выкладкою, что верхний слой (воздуха) в нижний не только погрузиться может, но иногда и должен. Из сего основания истолкованы мною многие явления с громовой силой бывающие, которых у Франклина нет и следа». Но Ломоносова особенно интересовал вопрос о сущности и природе электрических явлений. Именно, по предложению Ломоносова Академия наук выдвинула в 1753 г., в качестве конкурсной темы на премию, вопрос о сущности электричества.

«Санкт-Петербургская Академия Наук всем натуры испытателям при обещании обыкновенного награждения ста червонных на 1755 год к первому числу июня месяца, для решения предлагает, чтобы сыскать подлинную електрической силы причину и составить точную ее теорию».

В первом пункте составленной им программы конкурсной работы Ломоносов говорит:

«Електрические явления много имеют общего со свойствами огня, много также и совсем противного. Пример первого есть, что огонь силою електрическою возбуждается; второго, что електрическая сила в произвождении своем огнем воспрещается; например, стекла, которые очень горячи, не могут произвести електрической силы. Притом, сквозь раскаленное железо, равно как и сквозь лед, сила сия распространяется. Того ради, по нашему мнению, должно осторожно смотреть и различать, что в причине произвождения електрической силы и огня есть общее и что особливое. Ежели сие точно и подробно будет разсмотрено и разобрано, то без сумнения большей ясности и света разсуждающим об електрической силе надеяться можно».

Неудовлетворенный введенным еще в конце XVI в. английским ученым, врачом королевы Елизаветы, Гильбертом делением тел на «електрические» и «неелектрические», Ломоносов в записанной им программе рекомендует будущим авторам обратить особое внимание на вопрос о различном отношении тел к электрическим явлениям.

«Понеже тела, — пишет он, — которые по другим свойствам натурою совсем разделены на разные роды через електрические явления во едино совокупляются, так что стекло, тело ломкое, твердое, постоянное, к принятию «пламени не способное и к минералам по большей части принадлежащее, с мягкою, вязкою, летучею и к сожжению способною шелковою материей, к животным только телам принадлежащею, через первоначальную електрическую силу во един вид соединяются. Так же животное одушевленное и металл, хотя совсем между собою суть различного рода, однако соединены через производную електрическую силу. Того ради для изобретения подлинной сея материи теории за полезное почитаем и сие, чтобы качества обоего рода тел с осторожностью разсмотреть и приметить, которые из них всем телам, имеющим первоначальную електрическую силу, и которые всем телам, имеющим производную силу, общие, ибо в противном случае надобно опасаться, чтобы мысль наша, пренебрегши свойствами чувствительных тел и гоняясь за нечувствительными материями, не стала больше снисходить своим воображением, нежели последовать строгости разсуждения».

Приведенные слова Ломоносова показывают, на каком уровне стояли в середине XVIII в. знания об электричестве, но в то же время они свидетельствуют о том высоком уровне научного мышления, на котором стоял наш русский академик. Об этом высоком уровне свидетельствуют и другие материалы, относящиеся к той же эпохе.

Рихман начал свои работы по электричеству уже в 1744 г. Стремясь получить возможность производить над электрическими явлениями количественные измерения, он придумал прибор, названный им «электрическим указателем» и являющийся первым, по времени появления, «электрометром».

«Электрическим указателем, — пишет Рихман, — я называю такой инструмент, с помощью которого можно определить при различной обстановке наэлектризованность любого тела, притом так, чтобы явствовало, где она больше». Этот прибор, основанный на явлении отталкивания двух наэлектризованных тел, Рихман применял при своих известных работах по изучению молнии. Изучению молнии он уделял много времени и внимания. Он и погиб, убитый молнией, во время наблюдения приближавшейся грозы.

Сведения по электричеству были тогда весьма ограничены, но еще более ограничены были сведения по магнетизму. Они сводились, пожалуй, к знанию механических действий естественных и стальных искусственных магнитов (притяжение и отталкивание) и к знанию свойств магнитной стрелки, применяемой для компасов. Но и эти механические свойства были известны только качественно. Лишь в конце XVIII в. (1785 г.) стал известен количественный закон взаимодействия между полюсами магнита. Еще не очень далеко было то время, когда ученый иезуит Кирхер (1634 г.) писал в своей книге [ 2 ], что магнит любит красный цвет и что, будучи завернут в красную материю, он становится сильнее и лучше сохраняет свою способность притягивать железо. Ученый иезуит объясняет это свойство магнита тем соображением, что магнит — «царь камней» и, следовательно, ему свойствен пурпур. Наоборот, по сведениям, сообщаемым Кирхером, магнит не выносит чеснока: будучи натерт чесноком, он теряет значительную часть своей притягательной силы.