Лодыгин

Прежде чем подавать заявку на «Способ и аппараты дешевого электрического освещения», он создал цельную, доказательную «Теорию дешевого электрического освещения». (Опубликована в журнале Донского отделения Русского технического общества в 1906 г. по представленной Р. С. Хросцицким — бывшим соратником Лодыгина — рукописи изобретателя, датированной 16 июня 1872 г.)

«Теория дешевого электрического освещения Лодыгина»начинается с категорического утверждения: «Электрический свет, получаемый от индуктивных токов, должен бы быть единственным искусственным светом, употребляющимся на земном шаре как по своей силе и ровности света, так и по безопасности и дешевизне».

Это писалось в годы триумфа газового света! Знакомясь с теорией глубже, видишь перед собой не просто гениального «изобретателя-самоучку», как принято думать о Лодыгине, а ученого-экспериментатора, ученого-теоретика.

Итак, почему же не бесшумный безопасный электрический свет, а чадный и гудящий газ освещает города? Лодыгин, вспоминая горький опыт пропагандистов дуговых ламп, отвечает: «До сих пор стремления были направлены на то, чтобы получить по возможности равномерное освещение всего освещаемого пространства, но не на то, чтобы увеличить светящую силу центра… Кроме того, при этом способе концы проводника в воздухе сгорают в безвоздушном пространстве или газе, не образующем с проводником соединения, и частицы проводника переносятся с одного полюса на другой, и в том и другом случае расстояние между проводниками увеличивается, а вследствие этого ток прекращается…»

Александр Николаевич далее объясняет, как пытаются спасти дуговые лампы изобретатели — то посредством регуляторов Штерера, при которых приходится сближать проводники… рукой, то регуляторов Фуко, которые «по нежности их механизма от перемен температуры и от влажности» сами легко портятся. Таким образом, «эти причины мешают введению электрического света в практику. Между тем при помощи электричества имеется полная возможность получить не слишком яркое, разделенное на многое число пунктов равномерное и дешевое освещение».

Какое же? А устроенное совсем на другом принципе: «Изобретенное мной дешевое электрическое освещение имеет своим основанием свойства тел нагреваться и накаливаться под влиянием сильного электрического тока».

Отвергнув известную и популярную у изобретателей дуговую лампу и ошарашив мыслью о принципиально новой — лампе накаливания, он рассуждает: «При этом являются следующие вопросы:

1) Точно ли тела имеют свойство раскаляться под влиянием электрического тока?

2) Раскаление тел может ли быть достаточно для освещения известного пространства?

3) Все ли тела, безразлично, могут быть употреблены для предназначенной цели?

4) Можно ли достигнуть этого, чтобы тело, не разрушаясь и не изменяясь, давало свет?

5) Есть ли возможность получить свет в известном количестве пунктов от действия одного и того же тока?

6) Не будут ли под влиянием высокой температуры, при этом развивающейся, портиться осветительные аппараты, так что после каждого или, по крайней мере, после небольшого числа опытов потребуются значительные исправления, а вследствие этого такое освещение не будет ли очень дорого?

7) Если на вышеозначенные вопросы получатся удовлетворительные ответы, то будет ли действительно предлагаемый способ освещения самый дешевый из всех существующих?»

Кажется, воедино собраны все вопросы, которые Александр Николаевич ожидал услышать от будущих оппонентов: в эпоху пара и газа электричество слыло столь таинственным и пугающим, что не мешало подготовиться не только к недоверию, но и к нападкам. Зная, как успокаивающе действуют на русскую публику признанные результаты, Лодыгин не довольствуется проведением результатов своих опытов, но и дает сноски на труды физиков с мировым именем.

«Опыты показывают, что всякий проводник, подвергнутый действию тока, может не только нагреваться, но более или менее накаливаться. Джоуль, занимающийся изучением этого явления, нашел следующий закон: «Развитие теплоты прямо пропорционально сопротивлению проволоки и прямо пропорционально квадрату силы тока». Закон этот подтвержден опытами Беккереля и Ленца; отсюда следует, что плохие проводники накаливаются лучше, чем хорошие».

«Цельнер опытами доказал, что температура накаливания проводника зависит от лучеиспускательной его способности, от его относительной проводимости и от куба его диаметра. Наконец, мы знаем, что электрическим током весьма легко расплавить железную и платиновую проволоки… При этом, очевидно, должна развиваться и значительная сила тока света, что в действительности и было получено при опытах на Волковом поле, ибо каждый световой пункт давал силу света, равную 169 свечам».

Лодыгин пишет о возможности «легко расплавить железную и платиновую проволоку» — «трудноплавкие металлы» — при помощи электрического тока, то есть уже тогда, в начале 1870 годов, его занимало использование электричества в металлургии, и, уверовав во власть электричества над тугоплавкими металлами, он словно завязал узелок — на память, чтобы вернуться к этому открытию через короткое время, а пока продолжает исследовать другую способность электричества — давать свет.

Опыты проходили уже в Адмиралтействе, где великий князь Константин, генерал-адмирал, «предоставил безвозмездно место и нужную для работ аппаратуру…».

В итоге опытов Лодыгину стало ясно, «какие тела могут быть употреблены для предложенной цели», а именно:

1) тело должно быть проводником;

2) представлять значительное сопротивление току;

3) иметь, по возможности, большую лучеиспускательную способность;

4) быть настолько твердым, небольших диаметров, чтобы из него можно было делать цилиндры;

5) чтобы оно не изменялось под влиянием высокой температуры.

Приводя далее таблицу степеней проводимости различных проводников «по опытам Маттисена», Лодыгин делает вывод: «Из всех этих тел для нас представляют интерес только четыре, т. е. железо, платина, графит и хорошо прокаленный каменный уголь, не изменяющиеся от нагревания; в то же время эти тела представляют большое сопротивление току и достаточно твердые для предполагаемой цели; что же касается до лучеиспускательной их способности, то мы находим по опытам Меллони, что графит и каменный уголь испускают тепловых лучей больше, чем металлы…»

Но как быть с изменениями, которые могут произойти с проводником в момент горения? Ведь он под действием тока будет «химически разлагаться» и превращаться из твердого в жидкое или газообразное состояние. Лодыгин отвечает: «Мы уже выше называли тела, которые могут не изменяться… графит, прокаленный каменный уголь и проч. Что же касается до химических соединений или разложений, которые могут явиться с веществами, окружающими проводник, то физика оказывает нам для этого способы: так, например, если ток пропустить через угли, помещенные в пустом пространстве или азоте(выделено Лодыгиным), то сгорания не происходит. Очевидно, азот можно заменить другими газами, не соединяющимися с элементами, входящими в состав проводника, и таким образом предохранить светящиеся центры от всевозможных изменений».

В маленькой рукописи дважды Лодыгин указывает на необходимость вакуума или нейтральных газов в колбе лампы. Как ни странно, когда разыграется битва за приоритет, найдутся такие, что идею вакуума припишут механику Дидрихсону — всего лишь исполнителю идей Лодыгина, построившему насос для откачки воздуха из лампы.

К какому же итогу приходит автор «Теории электроосвещения»? А вот к какому. «Количество световых центров, которое можно получить при моем способе электрического освещения, неограниченно», — заявляет он, что одновременно означает для посвященных: «проблема дробления света» — работа множества ламп от одной динамо-машины — им решена!