Лекции

НОВЫЙ ВОИН

Дайте этому отважному воину возможность продемонстрировать мужество, более достойное похвалы, чем то, когда он, опьяненный победой, мчится по полю битвы, сокрушая себе подобных. Пусть изнурит он себя трудом ежедневным и еженощным, не сулящим скорых свершений, и всё же останется непреклонным в своем стремлении. Пусть встретит он лицом к лицу опасности, что подстерегают его на пути исследования небесных высот и морских глубин. Пусть не убоится он немощи телесной, зноя пустыни и холода полярных льдов. Направьте свои усилия на то, чтобы расчистить свой путь от врагов и опасностей, окружающих вас, наполняющих воздух, которым вы дышите, воду, которую вы пьете, и пищу, которой насыщаетесь! Не странно ли, не достойно ли сожаления то, что мы, существа самые высокоразвитые на этой планете, существа, обладающие такой силой мысли и действия, мы, повелители Земли, находимся в абсолютной зависимости от наших незримых недругов настолько, что не можем знать наверное, принесут ли нам пища и влага радость жизни или боль и тлен! В этой современной и доступной нашим ощущениям войне, где главенствующую роль играют бактериологи, услуги, которые может нам оказать электричество, будут поистине неоценимы. Экономичное производство токов высокой частоты, что уже является свершившимся фактом, позволяет нам вырабатывать легко и в больших количествах озон для нужд дезинфекции воды и воздуха, а некоторые виды излучений, открытые недавно, дают надежду наконец-то овладеть лекарством от недугов, имеющих микробиологическую природу, и до настоящего времени сводивших на нет все усилия врачей. Но позвольте мне обратиться к теме более приятной. Я уже говорил о слиянии нескольких наук и областей исследования, а также о том, что имею некоторое понятие о глубинной связи между некоторыми, на первый взгляд, весьма отдаленными силами и явлениями. Нам уже известно, во многом благодаря усилиям дерзновенных пионеров-исследователей, что свет, тепловое излучение, электрические и магнитные поля очень тесно связаны, если не сказать идентичны. Химики со знанием дела утверждают, что процессы слияния и отторжения тел имеют электрическую природу, а врачи и физиологи скажут вам, что и сам жизненный процесс есть электричество. Таким образом, наука об электричестве приобрела всеобщий характер и с полным правом наш век может претендовать на имя «Века электричества».

Я многое хочу сказать вам сегодня, откровенно говоря, я сгораю от желания поведать вам о том, что такое электричество, но есть серьезные причины, и мои сподвижники их вполне оценят, чтобы следовать порядку, установленному древними великими философами, и я не стану заострять ваше внимание на чисто научном аспекте понятия «электричество».

БУРНОЕ РАЗВИТИЕ

Есть и другая причина для заявления, которое я только что сделал, и она даже более убедительна, чем предыдущая, а именно: то бурное развитие всех областей знания об электричестве, которое мы наблюдаем в последние годы и влияние его на все отрасли науки и промышленности. Для того чтобы проиллюстрировать это влияние, мне надо просто обратиться к паровому или газовому двигателю. На протяжении более полувека паровой двигатель удовлетворял различные и многочисленные потребности человека. Задачи, которые он выполнял, и условия его работы были настолько разнообразны, что в итоге мы имеем огромное количество видов этой машины. В большинстве случаев задачей инженера было не преобразовать наибольшее количество энергии пара в механическую энергию, как это должно было быть, он скорее старался получить механическую энергию в такой форме, которая была бы пригодна для общего употребления. Поскольку возвратно-поступательное движение поршня было неудобно для практического применения, за редким исключением, поршень соединялся с коленчатым валом, и таким образом достигалось вращательное движение, что было более приемлемо, несмотря на большие неудобства и огромные затраты. Но до недавнего времени в распоряжении инженеров не было средств для преобразования и передачи энергии движения поршня, кроме жестких механических сочленений. Последние несколько лет представили вниманию производителей моторов электродвигатель с его идеальными свойствами. Это был способ производства механического движения гораздо более простой, а также более экономичный. Если бы этот способ производства был усовершенствован раньше, то, без сомнения, такого количества видов двигателей просто бы не существовало, поскольку, как только его соединили с электрогенератором, появился универсальный тип двигателя. С этого момента отпала необходимость затрачивать усилия на совершенствование двигателей специальной конструкции, способных выполнять отдельные виды работ. Задача инженеров теперь — концентрация усилий на совершенствовании одного типа мотора, самого лучшего, универсального, мотора ближайшего будущего, мотора, способного производить электричество. Первые усилия в этом направлении дали мощный толчок развитию двигателей с высокоскоростным возвратно-поступательным движением поршня, а также турбин, последние же явились типом двигателя с очень ограниченным кругом практического применения, но были очень полезны в связи с развитием электрогенератора и мотора. И всё же, даже предыдущий тип двигателя, хотя и вполне усовершенствованный в деталях, радикально не изменился и даже до сей поры имеет те же нежелательные свойства и ограничения. Для того чтобы избавиться от них, насколько это возможно, совершенствуется новый тип двигателя, в котором предусмотрены более экономичные рабочие характеристики, который расширяет рабочую жидкость с большей скоростью и дает меньшую теплопотерю на стенках рабочих объемов, двигателя, освобожденного от обычного регулирующего механизма, уплотнителей, смазывающих и прочих приспособлений, двигателя, образующего часть электрогенератора, и именно в развитии этого типа двигателя я уверен.

БОЛЬШИЕ ДВИГАТЕЛИ

Газовый двигатель, или двигатель внутреннего сгорания, также претерпел сильные изменения вследствие начала коммерческого использования электрического освещения и производства электроэнергии, в особенности в течение последних нескольких лет. Инженеры всё больше усилий прилагают в этом направлении с целью достижения более высокой термодинамической отдачи. Строятся двигатели гораздо больших размеров, технологии совершенствуются, и абсолютно новый тип двигателя, наиболее пригодного для выработки электричества, рождается на свет.

Есть и другие отрасли производства, в которых влияние развития электричества еще более заметно. Например, изготовление огромного количества металлических изделий и продуктов химической отрасли. Сварка металлов с помощью электричества — процесс, протекающий с большими потерями, — тем не менее стала полноправным ремеслом, в то время как производство металлопроката, бесшовных труб и подобных изделий сулят большие перспективы. Медленно, но верно мы приближаемся к производству сплавов и сокращению потребления природной руды — даже железной руды — при помощи электричества, и по всем этим направлениям ожидаются важные прорывы. Повторюсь и скажу, что экономичное преобразование обычных токов в токи высокой частоты открывает новые возможности, например соединения атмосферного азота и его производных, выпуск селитры и азотной кислоты и ее солей при помощи совершенно новых технологий.

Высокочастотные токи ведут нас по пути внедрения более экономичной системы освещения при помощи люминесцентных ламп и трубок, и позволяют создавать осветительные приборы практически любой мощности. Что касается других открытий в области электричества, то все мы с радостью наблюдаем быстрое продвижение, особенно в последние годы, и они превосходят наши самые смелые ожидания. Перечисление этих открытий — это задача научных обозревателей, но я не могу обойти вниманием выдающиеся достижения Ленарда и Рентгена, в особенности последнего, чей труд вызвал настолько высокий интерес во всём научном мире, что на время заставил нас забыть о значительном открытии Линде в Германии, который разработал промышленный процесс сжижения воздуха путем постоянного охлаждения, об открытии аргона лордом Рэйли и профессором Рамсеем, а также о потрясающем труде первопроходца профессора Дьюара, который экспериментировал с низкими температурами. Тот факт, что Соединенные Штаты внесли весьма весомый вклад в этот процесс, должен вызывать у нас огромное удовлетворение. Отдавая дань уважения труженикам науки в других странах и всем тем, кто профессионально или по склонности характера посвятил себя научным изысканиям, мы с благодарностью назовем имена тех, кто своими достижениями способствовал развитию электрической отрасли в нашей стране.

ИЗОБРЕТАТЕЛИ

Белл, чье восхитительное изобретение позволяет нам передавать речь на огромные расстояния, оказал большое влияние на общественные и деловые отношения, включая и сам наш образ жизни; Эдисон — который, даже если бы он и ничего не сделал, кроме исследований в области ламп накаливания, — доказал, что является одним из величайших благодетелей нашего века; Вестингауз, основоположник коммерческой системы производства переменного тока; Браш, пионер освещения дуговыми лампами; Томсон, подаривший нам первый практически применяемый сварочный аппарат и серьезно поучаствовавший в развитии науки и производства; Уэстон, ведущий конструктор динамо-машин, а ныне ведущий конструктор электроприборов;

Спрейг, чья неутомимая энергия позволила теоретически и практически решить проблему электрификации железных дорог; Ачесон, Холл и другие, совершающие революционные прорывы здесь, на наших глазах, на Ниагаре. Труды этих одаренных людей не закончены и по сей день. Многого еще предстоит достичь, и, к счастью, большинство из них полны энтузиазма и энергии. Все эти люди и многие другие неустанны в труде, открывают новые горизонты, за которыми скрыты большие возможности. Каждую неделю, если не каждый день, из журналов мы узнаем о новых достижениях в новых областях знания, где каждый шаг призывно манит труженика науки и зовет к решению новых, всё более сложных задач.

Но среди всех многочисленных областей исследования, всех отраслей индустрии, новых и старых, ныне быстро развивающихся, есть одна, превосходящая всех по важности, — одна, особо значимая для удобства и благосостояния, если не сказать выживания, человечества — это передача электрической энергии на расстояние. И именно в этой наиважнейшей из областей, господа, в далеком будущем, когда время расставит все события по местам, и всем ученым воздаст должное, то великое событие, которое мы отмечаем сегодня, возвысится, знаменуя славную эпоху в истории человечества, эпоху более великую, чем та, что ознаменовалась появлением паровой машины. У нас есть много памятников прошлого; у нас есть дворцы и пирамиды, греческие храмы и христианские соборы. В них проявились мощь человеческого разума, величие народов, любовь к искусству и религиозный порыв. Но тот памятник, что возводится на Ниагаре, неповторим в своем согласии с мыслями и устремлениями настоящего. Этот памятник, достойный нашего века науки, — истинный монумент просвещения и мира. Он означает, что силы природы стоят на службе человеку, что закончились времена варварства, что миллионы людей свободны от нужды и страданий.

ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ЭНЕРГИИ

Не важно, что мы намерены предпринять, не важно, на что мы обратим наши усилия, мы зависим от энергии. Наши экономисты могут предлагать более экономичные системы управления и использования ресурсов, наши законодатели могут создавать более мудрые законы и уставы, всё это не очень важно, всё это — временные меры. Если мы хотим бороться с бедностью и нищетой, если мы хотим дать достойному гражданину всё, что необходимо для безопасного существования человека, мы должны создавать больше машин и больше энергии. Электрическая энергия — это оплот нашего существования, первичный источник для производства других видов энергии. При условии достаточного количества электроэнергии мы можем удовлетворить большую часть наших потребностей и обеспечить безопасное и удобное существование всем, за исключением, возможно, тех, кто является самыми злостными преступниками, — добровольных лентяев. Развитие и благосостояние городов, успех народов, прогресс всей человеческой расы определяется наличием энергии.

Вспомните победоносное шествие Британской империи, какого не знала еще история человека. Помимо человеческих качеств этого народа, весьма возвышенных, они многим обязаны в своих завоеваниях каменному углю. Ибо именно с помощью угля они производят железо, уголь дает им свет и тепло, уголь раскручивает маховики их заводов и фабрик, уголь толкает вперед их победоносный флот. Но залежи угля постепенно иссякают, труд становится всё дороже, а потребление всё возрастает. Каждому должно быть ясно, что в скором времени потребуется освоить новый источник энергии или, по крайней мере, существующие источники надо будет существенно модернизировать. Большие надежды возлагаются на экономичное использование запасов энергии в угольных батареях, но, хотя достижение такого результата будет отмечено как большой прорыв, это всё же не явится значительным шагом на пути поиска окончательных и постоянных методик производства энергии, как полагают сегодня некоторые ученые. По многим причинам, в частности по причинам экономии и удобства, мы движемся по пути всеобщего использования системы централизованного энергоснабжения, и по тем же причинам нельзя переоценить достоинства механического способа производства электроэнергии. Преимущества этой общепринятой методики настолько очевидны, что вероятность замены динамо-машин на накопительные батареи, по моему мнению, достаточно отдалена, тем более что вполне вероятна скорая замена паровых и газовых турбин высокого давления на более экономичные агрегаты, использующие принцип термодинамического преобразования.

Даже если бы сегодня в нашем распоряжении была такая экономичная угольная батарея, она ни в коем случае не устанавливалась бы на центральных электростанциях, так как ее применение было бы связано с большими неудобствами. Скорее всего уголь в ней не может сжигаться естественным путем, как в котельной, а должен быть специально подготовлен, для того чтобы обеспечить единообразие процесса производства электроэнергии. Эта батарея состояла бы из множества элементов, чтобы получить потребную эдс. Процессы очистки, обработки отработавших газов и жидкостей, а также большие площади, требуемые для таких батарей, значительно осложнили бы процесс и сделали его слишком сложным и коммерчески невыгодным для размещения подобной станции в городе или густонаселенном районе.