Рассказы об электричестве
Шрифт:
Это был крутой поворот в жизни «немецкого специалиста». Потому что в отличие от многих других Якоби сразу и навсегда связал свою судьбу с Россией. Он сменил подданство, принял более привычное для русского слуха имя Бориса Семеновича и женился на русской — Александре Григорьевне Кохановской. Тридцать девять лет оставшейся жизни отдал Якоби служению России, считая ее «вторым отечеством, будучи связанным с нею не только долгом подданства и тесными узами семьи, но и личными чувствами гражданина». Так писал он, отвечая на неизбежные вопросы со стороны властей к натурализовавшемуся иностранцу.
В России Якоби встретился с Ленцем. Это был счастливый случай в жизни обоих. Связанные дружбой, оба ученых бок о бок трудились в новой, развивающейся области науки об электричестве.
Казалось бы, после такого блестящего начала, каким явилось испытание двигателя на Неве, от Якоби следовало ожидать дальнейшего совершенствования и усовершенствования своего двигателя. Тем более что слава о нем прокатилась по всей Европе. Однако, дав подробное описание конструкции и принципа работы двигателя, Якоби обстоятельно проанализировал его экономическую эффективность и… пришел к выводу о нецелесообразности его применения. Паровая машина пока что побеждала.
Нет, конечно, Борис Семенович был убежден, что гальваническая батарея со временем станет и более надежной, и более дешевой установкой. Он сам много сил приложил, исследуя разнообразные химические элементы. Но трудностей на пути к конкурентоспособному по сравнению с паровой машиной электрическому двигателю в своей статье не скрывал. Это обстоятельство изрядно поохладило пыл тех, кто питал необоснованные иллюзии о возможности беспредельного увеличения полезной работы электрического тока за счет совершенствования магнитоэлектрических машин. Но о том речь дальше…
Занимаясь поисками более надежных источников питания для своего двигателя, Якоби обратил внимание на то, что слой меди, оседающей на электроде, нарастает исключительно равномерно, повторяя в точности все неровности и все царапинки на поверхности электрода. При этом осажденный слой было довольно легко отодрать. Счастливая мысль поразила Бориса Семеновича. Он снял медную табличку с входной двери, на ней было выгравировано его имя, сунул на место медного электрода и скоро получил точное негативное изображение надписи. Он взял тяжелый медный пятак и получил оттиск с одной и другой стороны. Это было чудесное открытие. И очень своевременное. Дело в том, что в России готовилась реформа перехода на денежную систему ассигнаций взамен кредитных билетов. И дело затягивалось изготовлением точных клише, таких, какие не могли бы оказаться подделанными фальшивомонетчиками. Изобретение Якоби снимало проблему. Изобретатель получил возможность организовать мастерскую гальванотехники. В заказах недостатка не было. Статуи и барельефы для Исаакиевского собора, для Зимнего дворца, для Большого театра в Москве, для Петропавловского собора и других зданий. На электродах гальванопластических ванн оседала не только медь… Более 45 пудов золота пошло на золочение куполов соборов Санкт-Петербурга и храма Спасителя в Москве, все эти заказы выполнили мастерские гальванопластики. А Якоби, чтобы познакомить со своим изобретением европейских ученых, сделал гальванопластическую копию с металлической пластинки, на которой было выгравировано: «Фарадею от Якоби с приветствием». Копия поехала в Англию, в адрес «короля физиков», откуда скоро пришел ответ: «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 эти новости важными для своих читателей…»
Фарадей не ошибся. Мастерские гальванопластики стали возникать во всех странах. А отчет Якоби, представленный на Всемирной выставке 1867 года в «Записках Академии наук», оказался едва ли не самым популярным экспонатом.
Заслуги Бориса Семеновича Якоби в области электротехники весьма значительны. Он создал целый ряд приборов, в которых к тому времени нуждалась наука и развивающаяся промышленность. Среди них телеграфный аппарат и линия связи между Зимним дворцом, Царскосельским дворцом и Главным штабом; изобрел способ гальванопластики, первый электродвигатель. Наконец, во время Крымской войны он разработал новый метод подрыва мин с помощью магнитоэлектрической машины. Большая жизнь всегда знаменуется большой работой, и «второе отечество» сделало все, чтобы имя Якоби не оказалось забытым…
Великое открытие
С 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 себе голову Ампер и Араго. В Швейцарии — профессор механики Женевской академии Жан Даниэль Колладон. В Америке — молодой физик Джозеф Генри, известный как создатель одного из самых сильных электромагнитов в мире. В Англии над той же проблемой бился Фарадей.
Сегодня, когда мы читаем, что крупнейшие ученые бились над тем, что так легко получается в школе на уроках физики, в душу проникает сначала недоумение, а потом может родиться и пренебрежение к тем, кто за постановку простого школьного опыта был удостоен звания «Великий ученый». Здесь имеет смысл объяснить, что в те времена поставить дюжину опытов вовсе не означало двенадцать раз взять необходимые приборы, катушки с проводом и магниты, составить нужную электрическую цепь и записать значения отклонений стрелок на приборах. А потом на основании известных законов рассказать, что в этой цепи происходит.
Во времена Фарадея все обстояло не так. Мало того, что экспериментатор должен был придумать сам опыт. У него не было никаких приборов. Их тоже предстояло изобрести. В лабораториях мира не существовало даже изолированной проволоки. И никто ни малейшего представления не имел о тех законах, по которым должно развиваться электрическое воздействие и реакция электрической цепи. Все это предстояло еще открыть.
Первым Ампер 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 не навести в проводнике постоянного тока? 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 150 лет спустя. А тогда даже закон сохранения энергии еще вовсе не казался столь уж безоговорочным.
Установить в наши дни, кто первым заметил эффект наведения тока в проводнике магнитным полем, довольно трудно. Рассказывают, что швейцарский профессор Колладон, намотав две обмотки на один каркас и включив во вторую гальванометр, заметил, что стрелка прибора дергается при включении в первичную обмотку электрической батареи. «Может быть, что-то трясет прибор?» — подумал Колладон и… отнес гальванометр в другую комнату. Теперь, замкнув рубильник, он вынужден был ходить из одного помещения в другое. И когда доходил до прибора, стрелка всегда мертво стояла на нуле.