Незападная история науки: Открытия, о которых мы не знали - Джеймс Поскетт Страница 55

помощью корабли в море и синоптики на суше могли обнаруживать приближение грозы до ее начала. Как работало этот устройство? В основе действия грозоотметчика лежал известный принцип – разряд молнии создает электромагнитные волны. Попов изобрел способ регистрировать эти волны на расстоянии… и попутно сконструировал один из первых радиоприемников в мире. В царской России радио зародилось во время изучения гроз{380}.

При создании своей машины Попов опирался на работу французского физика Эдуарда Бранли. В 1890 г. Бранли сообщил о своем открытии: электромагнитные волны воздействуют на металлические опилки. Это привело к изобретению прибора, получившего название «когерер»: он лег в основу всех первых радиоприемников. Когерер состоял из небольшой стеклянной трубки, заполненной металлическими опилками. Сами по себе металлические опилки – плохой проводник электричества. Но при прохождении через трубку электромагнитной волны металлические опилки выравнивались – когерировали – и, сцепившись, внезапно превращались в проводник электричества. Таким образом пионеры радио смогли обнаруживать электромагнитные волны. Единственная проблема состояла в том, что каждый раз для восстановления детектирующих свойств трубки ее требовалось встряхивать, чтобы расцепить и перемешать опилки. Гениальное новшество Попова позволило решить эту проблему. Его грозоотметчик использовал ток, генерируемый электромагнитными волнами, для питания молотка, который ударял по стеклянной трубке и встряхивал металлические опилки. Благодаря этому прибор мог срабатывать при каждом разряде молнии – то есть регистрировать каждое отдельное излучение электромагнитной волны{381}.

Рис. 29. «Грозоотметчик» Александра Попова. Обратите внимание на небольшой стеклянный цилиндр с резиновой изоляционной трубкой над звонком. Это когерер, который обнаруживает радиоволны, а затем автоматически возвращается в исходное состояние

Тот факт, что российский изобретатель грозоотметчика работал в военно-морском училище, говорит о многом. Физика в XIX в. была наукой как теоретической – «чистой», так и практической – «промышленной». Попов родился в 1859 г. на Урале в рабочем поселении при Богословском металлургическом заводе, который выбрасывал в небо над поселком клубы ядовитого дыма. В детстве Попова завораживали машины в местных мастерских и на руднике. Однажды из старых ходиков и электрического звонка он сконструировал электрический будильник и с гордостью поставил его у себя в спальне, где он и отзванивал время. Его отец был бедным священником и настаивал, чтобы сын отправился учиться в духовную семинарию. Тем не менее Попов сумел поступить на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета, где учился с 1877 по 1882 г. Чтобы заработать себе на жизнь, одновременно с учебой он работал электромонтером в новой петербургской компании – товариществе «Электротехник». Он помогал проводить освещение в местном увеселительном саду, а в 1880 г. устроился гидом на проходившую в Санкт-Петербурге промышленную выставку, где компании со всего мира представляли свои новейшие электрические машины: телеграфные аппараты, электрогенераторы и даже устройство для электротерапии, которое, как гласила его реклама, излечивало самые разные недуги{382}.

По окончании учебы Попову предложили должность преподавателя в Санкт-Петербургском университете, но обещанное ему жалованье было скромным, а молодой физик собирался жениться и нуждался в надежном источнике дохода. Поэтому в 1883 г. он устроился ассистентом на кафедре электротехники в Минном офицерском классе и переехал в Кронштадт. Для начинающего ученого в России XIX в. работа на военно-морской флот предполагала не только более высокий доход, но и более благоприятные условия для научной деятельности. В Минном классе имелась физическая лаборатория, оснащенная самым современным оборудованием, а также обширная библиотека с новейшими зарубежными и российскими научными изданиями. В училище готовили специалистов, которым предстояло управлять торпедными катерами. Попов читал курсантам лекции по самым разным дисциплинам – от электромагнетизма до химии взрывчатых веществ. Именно в лаборатории Минного класса Попов впервые сгенерировал электромагнитные волны и продемонстрировал курсантам, как использовать его грозоотметчик для коммуникации на расстоянии. «Можно предположить, что применение этих явлений принесет существенную пользу на флоте в качестве маяков и для сигнализации между кораблями», – пояснил Попов. В то время вся коммуникация в море осуществлялась с помощью флагов и сигнальных огней – так же, как и на протяжении многих веков{383}.

Попов по праву гордился своим изобретением. Поэтому он был поражен, узнав, что у него есть конкурент, разработавший очень похожее устройство. В 1897 г., просматривая свежий номер инженерного журнала, Попов наткнулся на новость, что итальянский инженер Гульельмо Маркони пытается запатентовать в Великобритании радиоприемник собственной конструкции. Сегодня Маркони широко известен как изобретатель радио, но в действительности несколько других ученых, включая Попова (который не уставал это подчеркивать), чуть ли не одновременно разработали почти идентичные устройства. «Приемник Маркони во всех своих деталях сходен с моим устройством от 1895 года», – сетовал Попов. Было очевидно, что исследование возможностей практического применения электромагнитных волн продвигается вперед быстрыми темпами, поэтому Попов поспешил превратить свой грозоотметчик в коммерческую систему радиосигнализации. Для этого он объединил усилия с французским инженером-предпринимателем Эженом Дюкрете, который начал производство радиодетектора Попова во Франции. В 1898 г. с помощью модифицированного варианта первоначальной конструкции Дюкрете удалось принять радиоволны, отправленные между Эйфелевой башней и Пантеоном, на расстоянии более 3,2 км. Впервые Эйфелева башня была использована в качестве радиоантенны – эту функцию она продолжает выполнять и по сей день{384}.

Как уже говорилось в предыдущей главе, во второй половине XIX в. в царской России возобновились инвестиции в науку. Это касалось прежде всего физических и биологических наук. После поражения России в Крымской войне 1853–1856 гг. царь Александр II был полон решимости модернизировать экономику и вооруженные силы. Это требовало создания новых научных лабораторий как при гражданских университетах, так и при военных учебных заведениях, а также переориентации науки на удовлетворение военных и промышленных нужд. Александр II был убежден, что выживание Российской империи в конечном счете будет зависеть от того, сумеет ли она воспользоваться новейшими достижениями науки и техники. Для торжеств по случаю своей коронации, состоявшейся в Москве в сентябре 1856 г., он даже приказал военным инженерам осветить весь Кремль грандиозной электрической иллюминацией. Один комплект гирлянд, согласно официальному отчету, был оформлен в виде «колоссальной короны… с огненными сапфирами, изумрудами и рубинами». Таково было новое индустриальное восприятие царской власти. Для Александра II будущее было за электричеством{385}.

Исследовательская лаборатория Минного офицерского класса в Кронштадте была лишь одним из великого множества новых научных учреждений, созданных в России во второй половине XIX в. В 1866 г. Александр II утвердил создание Русского технического общества с правлением в Санкт-Петербурге. Это общество занималось организацией отраслевых съездов в разных областях, включая железнодорожное дело, фотографию, электрическую телеграфию и многие другие. Кроме того, РТО издавало целый ряд научных журналов, в том числе журнал «Электричество», а также проводило крупные промышленные выставки (на одной из таких выставок Александр Попов и подрабатывал в бытность студентом){386}.

Университеты тоже стали уделять больше внимания физическим наукам, хотя, как правило, в этом они отставали от промышленных и военных училищ. В 1874 г. русский физик Александр Столетов посетил Кембриджский университет: там он познакомился с Джеймсом Максвеллом и присутствовал при открытии нового центра экспериментальной физики – Кавендишской лаборатории. Вдохновленный британским примером, по возвращении в Россию Столетов занялся расширением и модернизацией физической лаборатории Московского университета. К концу 1880-х гг. физический факультет располагал самым современным научным оборудованием, включая аппараты для генерации электромагнитных волн. Именно здесь Петр Лебедев проводил свои эксперименты с «давлением света», о которых шла речь в начале главы{387}.

Александр II придавал большое значение не только исследованиям в области электромагнетизма, но и развитию современной химии. В конце концов, практическая польза химии была предельно очевидна. Во второй половине XIX в. русские химики выполняли государственные поручения в самых разных областях, от изготовления пороха до производства водки. Поскольку в те времена общепризнанным лидером в промышленной химии была Германия, российское правительство отправляло сотни молодых ученых в немецкие университеты. Среди них был и Дмитрий Менделеев – пожалуй, самый знаменитый русский химик той эпохи. С 1859 по 1861 г. он учился в Гейдельбергском университете, а после возвращения в Россию начал преподавать в Санкт-Петербургском университете, где помог обновить курс химии (с целью придать ему более практическую