Рассказы об электричестве

Это он, Василий Петров, создал небывалый до того физический кабинет для исследований при Медико-хирургической академии. Он написал замечательное сочинение, посвященное доказательству несостоятельности учения о флогистоне, — «Собрание физико-химических новых опытов и наблюдений». И, не имея систематического образования, к сорока годам прошел путь от провинциального учителя до столичного профессора. Его имя, по выражению «Северного вестника» — петербургского журнала, было известно просвещенной публике, «ибо… он беспрестанно возвышает физику своими открытиями…».

Да, батарея была Петрову необходима! Он даже знал, кому можно было заказать ее изготовление. Существовало в столице механическое заведение некоего Медхера, выдававшего себя за англичанина и поставлявшего физические приборы любителям и научным учреждениям Санкт-Петербурга. Оставалось добиться согласия начальства…

Вряд ли стоит фантазировать, представляя себе хлопоты Петрова и его войну с администрацией. Все это, скорее всего, немногим отличалось от хлопот, требуемых и в наши дни для аналогичных целей. Важно, что в конце концов на длинном лабораторном столе физического кабинета водворился ящик с «вольтовым столбцом», составленным из шестидесяти элементов… Правда, с первых же экспериментов Петрова охватывает чувство разочарования. Он мог только повторять уже известные опыты Вольты и других экспериментаторов. К этому времени «итальянские снаряды» появились в домах и частных лабораториях множества любителей науки. И каждый день приносил сообщения о новых открытиях.

С помощью своей батареи Петров повторил опыты по разложению воды, осадил медь из медного купороса. Попробовал произвести электролиз винного спирта. Ну а дальше? Может быть, если бы удалось построить более мощную батарею, электрическая сила ее расщепила бы и другие вещества? И тогда он, Василий Петров, узнает, из чего они состоят…

Так возникла у него мысль о другой батарее, значительно более мощной, чем у Медхера. И Василий Владимирович начинает претворять мысль в дело. По делам организации физического кабинета Медико-хирургической академии ему пришлось поехать в Москву. Там, в Лефортове, на берегу Яузы, в усадьбе Бутурлина, находилась музейная коллекция редких физических приборов, собранных ее владельцем во время поездок по Европе. Хозяина усадьбы уже не было в живых. Наследники же запросили 28 тысяч рублей. Сумма огромная — не по средствам академии. Но как хотелось-то… Петров предпринимает титанические усилия и добивается санкции самого императора Александра I на покупку.

А в это время в Санкт-Петербурге по записке Петрова перестраивается здание для физического кабинета. В нем должны быть несгораемый пол и плавильная печь, темная комната для оптических экспериментов и приспособления на потолке для подвешивания предметов на шелковых нитях. Он требовал устройства вентилятора в особом «театре для физики» и ледника, балкона для проведения опытов на открытом воздухе и комнаты с эллиптическим водоемом… Короче говоря, это должен был быть кабинет, предназначенный не для хранения научной аппаратуры, а для исследовательской работы. Такого новшества еще не знала отечественная наука.

Поездка в Москву оказалась полезной и для работы над вольтовым столбом. Здесь цинковые кружки стоили более чем вдвое дешевле, чем на берегах Невы. А поскольку платить приходилось из собственных средств… медные кружки Петров заказал уже дома. Обилие забот помогало сдерживать нетерпение. Но вот все, кажется, готово. Плотники сколотили и принесли четыре десятифутовых ящика, общей длиной в 12 метров. Петров сам покрыл их внутренние стенки сургучным лаком. Сюда он один за другим уложил 4200 металлических кружков, проложив между каждой цинково-медной парой бумагу, пропитанную нашатырем. 2100 элементов! Такой батареи не было еще ни у кого из исследователей во всем мире!

Вид на московский Кремль.

Предполагаемый портрет В. В. Петрова (1761–1834)

Сегодня может показаться: подумаешь изобретение — увеличить количество элементов гальванической батареи с шестидесяти до двух с лишним тысяч!.. Всего-то навсего увеличить количество… Не торопитесь с выводами. Вспомните, что Василий Петров был совсем один. У него не было помощников. Вспомните и о том, что по сегодняшним представлениям напряжение его батареи равнялось примерно 1700 вольтам. Она могла давать довольно большой ток и… быть опасной. Ведь в ту пору почти не было никаких измерительных приборов, кроме ненадежных электроскопов да собственных пальцев экспериментатора. Петров срезал с них кожу, чтобы усилить чувствительность. А тут — 1700 вольт!..

Знал ли он о грозной силе, дремлющей в длинных ящиках, поставленных на деревянный лабораторный стол? Может быть, и не знал. Но интуиция ученого-экспериментатора должна была подсказать ему о ней.

Все приходилось делать своими руками. Он «свивал серебряную книпель для получения снурка в одну лишь линию толщиной», подбирал проводники и покрывал их изобретенной тут же изоляцией из сургучного лака с воском.

Еще не было понятия о напряжении и токе, никто не говорил о сопротивлении. Ни Ом, ни Кирхгоф еще не вывели своих фундаментальных законов, а Петров опытным путем пришел к параллельному соединению сначала проводников, а потом и потребителей «электрической силы».

Он произвел электролиз серного и селитряного эфиров, мятного и гвоздичного масел и обнаружил в составе всех этих жидкостей кислород, потому что электроды батареи при проведении опытов окислялись. Под стеклянным колпаком воздушного насоса он наблюдал явление тлеющего разряда. А погрузив электроды в масло, следил за возникновением искр, которых никогда не бывало в воде. Не значит ли это, что масло хуже проводит электрическую жидкость?.. И Петров вводит термин «электрическое сопротивление».

Он задумывает целую серию опытов по исследованию проводимости различных веществ. Холодно в физическом кабинете. Зябнут пальцы, замерзает вода в стаканах. Прекрасно! Он исследует проводимость льда. И попутно обнаруживает, что в холодном помещении сила батареи иссякает быстрее. Но зато потом восстанавливается в тепле. Он испытывает угольные электроды.

Уголь — традиционный материал в физических исследованиях. Ничего удивительного. Но…

Весной 1802 года, поздним вечером, когда глаза уже устали от беспрерывного мерцания свечей и просятся на отдых, в темной лаборатории под руками ученого вспыхнуло солнце!

«Если на стеклянную плитку или скамеечку со стеклянными ножками будут положены два или три древесных угля, способные для произведения светоносных явлений посредством гальвани-вольтовской жидкости, и если потом металлическими изолированными направлениями, сообщенными с обоими полюсами огромной батареи, приближать оные один к другому на расстояние от одной до трех линий, то является между ними весьма яркий, белого цвета свет или пламя, от котораго оныя угли скорее или медлительнее загораются и от котораго темный покой довольно ясно освещен быть может».

Одна — три линии — это 2,5–7,5 миллиметров. Расстояние пустячное, а ослепительное пламя, вспыхнув, раздулось солнечным лучом, зашипело и ударило в темные окна, вызвав страх у случайного прохожего. Что за свет? Откуда свет? Почему «гальвани-вольтовская жидкость» из батареи превращается в огонь?.. Все эти вопросы, несомненно, обступили первооткрывателя электрической дуги, потребовали своего объяснения. А что мог ответить на них ученый? Нам сегодня может показаться: подумаешь — открытие! Батарея под руками, нужно только сдвинуть угли… Жестокое заблуждение! Во-первых, «огромная наипаче» батарея была хоть и велика, но очень ненадежна. Во-вторых, угли — обыкновенные древесные угли — далеко не лучшие электроды для дуги. И в-третьих, наконец, сама дуга была очень капризным явлением. Чтобы заставить ее гореть от первой проскочившей искры, нужно было обладать величайшим мастерством экспериментатора.