Электрическая Вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества

Боданис Дэвид

Первый трюк, к которому Эдисон прибег, чтобы помешать нитям накаливания перегорать, состоял в избавлении их от контакта с кислородом. А для этого требовалось окружить нити вакуумом. Эдисон купил насосы, чтобы откачивать воздух из стеклянных емкостей, усовершенствовал их, нанял превосходного стеклодува, и вскоре в его лаборатории, располагавшейся в сельской местности штата Нью-Джерси, команда Эдисона создала стеклянные емкости, смахивавшие по форме на бутон тюльпана, — привычные нам лампочки, — в которых воздух был разреженнее, чем на вершине Эвереста, в нескольких сотнях километров над поверхностью Земли. К концу 1879 года в распоряжении Эдисона имелись стеклянные сосудики, плотность воздуха

в которых была почти в миллион раз меньше плотности того воздуха, которым мы дышим.

Однако и это не помогло. Любая металлическая нить, которую Эдисон помещал в такую колбочку, разогревалась настолько, что либо выгорала, либо плавилась, либо лопалась, либо — несмотря на низкое давление воздуха в колбочке — с шипением испарялась. И Эдисон решил: необходимо попробовать не металл, а что-то другое.

Некоторое время он помещал между двумя электродами кусочки обуглившейся бумаги и наблюдал за их свечением, он испытал также пробку, а следом хлопковую нить. Последняя оказалась особенно многообещающей, и Эдисон довольно долго трубил о своем великом успехе. Однако со временем и этот успех обернулся неудачей, и отчаявшийся Эдисон принялся разглядывать тлеющие фрагменты бумаги под микроскопом, но обнаружил только одно: увеличения микроскопа не хватает для того, чтобы увидеть электрические искры, которые, по его представлениям, пронизывали эти фрагменты. Но он по-прежнему верил, что пролетающие по нитям накаливания электрические частицы бьют по ним изнутри с такой силой, что проволока или любая другая нить разогревается — точно так же, как трение потираемых одна о другую ладоней согревает каждую из них. И Эдисон решил отыскать нить, по которой ток будет протекать с большей легкостью.

«Я уверен, — почти впав в отчаяние, сказал он своим сотрудникам, — что где-то в мастерской Всевышнего имеется растение с нужными нам геометрически параллельными волокнами. Ищите его».

И они принялись за поиски. Денег у Эдисона было больше, чем у любого другого изобретателя, — нью-йоркские финансисты выдавали их, почти не считая, — и, что было еще важнее, у его сотрудников имелся наисильнейший из стимулов. Зная, что собственные его сила и напористость объясняются тем, что когда-то он был бедняком, Эдисон, как правило, брал на работу людей себе подобных. Среди них были бродячие механики, бог весть чем занимавшиеся во время Гражданской войны, был замечательно одаренный лондонский кокни Сэмюэл Инсулл и многие другие. Эта команда накопила немалый опыт по части нитей накаливания и воздушных насосов, теперь же она взялась за собирание научных трудов по растительным тканям. А когда рытье в книгах не дало нужного им ответа, они отправились в разъезды — кто на Кубу, кто в Бразилию, кто в Китай и другие страны Востока. И там, на юге Центральной Японии, они обнаружили бамбук «мадаке». Его волокна отвечали нуждам Эдисона намного лучше, чем платина, никель и даже обожженная хлопковая нить, которая давала наилучшие до сей поры результаты.

Когда сотрудники Эдисона подсоединили жилы из японского бамбука к проводам батареи и включили ее, в провода хлынул мощный поток электронов, и бамбук слегка засветился. Когда же они поместили бамбук в стеклянную колбу и откачали из нее воздух, он начал светиться все сильнее, сильнее и сильнее. В России платиновые лампочки смогли проработать самое большее двенадцать часов; в Англии усилия Джозефа Свана и других, предпринятые примерно тогда же, когда ставил свои опыты Эдисон, позволили продлить работу лампочек до нескольких десятков часов. Японский же бамбук, который светился в герметичной стеклянной колбе, содержавшей подобие космического вакуума, протянул более 1500 часов.

Чтобы это изобретение

стало по-настоящему практичным, Эдисону и его сотрудникам пришлось сделать еще и немало других. Первый их импульс состоял, как обычно, в том, чтобы украсть потребное у коллег-изобретателей. Однако они вторглись в область настолько девственную, что простое копирование чужой работы было в ней далеко не всегда возможным. Электрические лампочки, например, должны были легко входить в патроны, и команде Эдисона пришлось создать оригинальную модификацию ввертышей керосиновых канистр (отсюда и наши нынешние вворачиваемые в патрон лампочки). Пришлось также отыскать способ такого крепления стекла к этим ввертышам, при котором внутрь лампы не мог просачиваться воздух, заставлявший нить накаливания сгорать слишком быстро.

Однако потребовались и иные изобретения. Например, система автоматического измерения количества использованного электричества (чтобы выставлять за него счета); нужно было усовершенствовать способ питания лампочки, и вскоре Эдисон и его сотрудники углубились в новую территорию настолько, что, сами того не заметив, вообще перестали копировать чужие патенты. Телефон мог изобрести и одиночка. А вот Эдисонова лампочка потребовала десятков синхронизированных разработок, касавшихся выключателей, предохранителей, линий питания, изоляторов для подземных кабелей и тому подобного. Эдисон уже больше не жульничал. Он обратился в творца.

Поток изобретений конца 1870-х выплеснулся далеко за пределы тех разработок, которые половиной столетия раньше повлекло за собой создание телеграфа. Телеграф, как казалось, обладал бесконечной силой: череда производимых им безобидных щелчков преобразовала деловой мир, финансовые рынки, методы сбора и доставки новостей, политические организации всего земного шара. Ускоренная передача информации словно бы сжала этот шар, сделав его много меньшим, — точно так же, как электрическая лампочка сжимала границы ночной тьмы.

Но как бы далеко ни уходили телеграфные сигналы, единственным, что они «создавали** на другом конце провода, были простые щелчки. Инженеры викторианской эпохи сумели заставить двигаться гигантские объекты — локомотивы, поршни фабричных машин, однако основу всего этого составляла огромная, лязгающая паровая машина. Ныне, в последние десятилетия девятнадцатого столетия, они разрабатывали один за другим способы, позволявшие направлять заряженные электрические частицы в устройства совершенно новые, да и использовать эту энергию по-новому, с большей оригинальностью.

Наиболее мощным из этих новейших изобретений оказался электрический двигатель. Маленькие игрушечные моторчики существовали уже несколько десятилетий, однако, как и в случае телефона Белла, Эдисон и его команда — а наряду с ними и многие другие — смогли значительно усовершенствовать их.

Чтобы понять, что происходит внутри такого двигателя, представьте себе циферблат часов с одной только длинной минутной стрелкой, установленной на двенадцать. Стрелка эта стремится пребывать в покое, однако кто-то вмонтировал в циферблат — там, где находится цифра три, — маленький электромагнит.

Когда он включается, у металлической стрелки не остается иного выбора, как только начать поворачиваться, ибо электромагнит притягивает ее к себе. Если бы он так и оставался включенным, стрелка остановилась бы, подрагивая, в том месте, в которое он ее притянул.

Но вместо этого — и как раз перед тем, как стрелка достигает цифры три, — некий мучитель выключает этот электромагнит и включает другой, расположенный под цифрой девять. Накопленный стрелкой импульс проносит ее мимо цифры три, однако она не останавливается, замедлившись, но продолжает движение к девятичасовой позиции.