Кто зажег «вольтову дугу»

Раскроем толстый томик «Собрания физико-химических новых опытов и наблюдений», изданный в Петербурге в 1801 году. Автор — Василий Петров[103], «профессор физики при Академиях Санкт-Петербургской медико-хирургической и свободных художеств». Через год Василий Владимирович Петров войдет в историю науки как первый исследователь электрического дугового разряда — дуги Петрова. Пройдет еще время, и дуга, горевшая на рабочем столе Петрова, засверкает «в свече Яблочкова» в 1878 году перед изумленными парижанами. В сорок лет Петров напишет о себе так: «Я природный россиянин, не имевший случая пользоваться изустным учением иностранных профессоров физики и доселе остающийся в совершенной неизвестности между современными нам любителями сей науки»^[104].

В. В. Петров родился в семье скромного приходского священника в Обояни, ныне Курская область. Закончил Харьковский коллегиум — известное в то время учебное заведение, где преподавались естественные и гуманитарные науки. Затем, в 1786 году, был принят «на казенный счет» в Санкт-Петербургскую учительскую гимназию, позднее преобразованную в Учительский институт. Через два года, желая приобрести практический опыт в области естественных наук, Петров добровольно отправился преподавать физику в Горном училище на далеких алтайских Колывано-Воскресенских горных заводах, вернувшись в Санкт-Петербург, утверждается в 1795 году в должности профессора физики и математики Медико-хирургической академии, где прослужит почти сорок лет. Работая по многу часов в сутки, он успешно сочетает преподавание в Академии с проведением разнообразных экспериментов в области электричества. Петров построил поистине «огромную наипаче батарею» («вольтов столб»), вряд ли имевшую в то время равную себе по мощности в мире. По современным оценкам батарея Петрова давала напряжение около 1500 В. Мощный источник тока позволил Петрову провести всевозможные исследования и сделать несколько открытий и наблюдений.

Открытия Гальвани и Вольты побудили русского ученого провести серию самостоятельных оригинальных опытов, описанных им подробно в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах посредством огромной батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской Медико-хирургической академии». Исследования Петрова были в некотором смысле данью времени. Увлечение «гальванизмом», охватившее всю Европу, вспыхнуло и в Петербурге. Когда в сентябре 1801 года на заседании академии известный естествоиспытатель граф А. А. Мусин-Пушкин[105] продемонстрировал первый в России «вольтов столб», состоявший из трехсот серебряных и цинковых пластинок, президент академии Л. А. Николаи распорядился, чтобы известие об этом было напечатано в «Санкт-Петербургских ведомостях».

Среди историков науки и техники многие считают, что именно Петрову принадлежит честь открытия «вольтовой дуги». Многие, но не все. Так, известный историк науки В. Л. Ченакал пишет: «Можно с уверенностью сказать, что первым, кто наблюдал явление электрической дуги, был Иосиф Меджер».

Иосиф Яковлевич Меджер, талантливый механик, англичанин по происхождению, переселился в Санкт-Петербург из Елгавы в 1797 году и провел там всю жизнь. С самого начала он руководил работами по созданию оборудования для изучения гальванизма. Им были построены батареи и для Мусина-Пушкина, и для Петрова. В сохранившейся до наших дней в Геттингене рукописи сокращенного варианта «Известий о гальвани-вольтовских опытах», датированной июлем 1802 года, Петров указывает, что использованная им батарея из 4200 кружков была сделана «по заказу на фабрике английского механика, коллежского асессора Иосифа Меджера, столь известного здесь наипаче по гальвани-вольтовским опытам»^[106]. Какие опыты ставил И. Меджер? 23 мая 1802 года в «Приложении к Санкт-Петербургским ведомостям» появилась заметка «О гальваниевых опытах», рассказывающая о демонстрациях Меджером действия батареи из восьми тысяч кружков: «…между двумя угольями, соединенными с обоими концами столбцов, является продолжительный огонь, толщиною в палец, которым можно зажечь свечу, бумагу и другие горючие вещества, производится такой свет, что всякие малые предметы весьма ясно видеть можно…»^[107]

Нужно ли сейчас задаваться вопросом, в чьих руках — Петрова или Меджера, — месяцем раньше или позже, впервые зажглась электрическая дуга? Как это ни покажется странным, но ни Меджер, ни присутствовавший на его опытах академик Л. Ю. Крафт[108], по всей видимости, не усмотрели в наблюдавшемся явлении физического феномена, достойного тщательного изучения, не оценили дугу как мощное орудие исследования. Иное дело Петров. Именно он ввел дуговой разряд, так сказать, в научный оборот, выполнив обширные исследования как условий его возникновения, так и характера воздействия на различные материалы.

К сожалению, забвение Петрова в течение многих десятилетий было настолько глубоким, что не сохранилось ни портрета ученого, ни сколько-нибудь достоверных и подробных сведений о его жизни. Упомянутый выше труд Петрова был случайно обнаружен студентом Петербургского университета А. Л. Гершуни, когда он во время летних каникул просиживал дни в публичной библиотеке города Вильно. По возвращении к занятиям Гершуни рассказал о поразившей его находке приват-доценту Н. Г. Егорову, который читал лекции по физике, и своим товарищам. Немедленно были организованы поиски других трудов загадочного профессора Петрова. Так благодаря случайному открытию Гершуни мировой науке стал известен первооткрыватель «вольтовой дуги» и пионер электрического освещения^[109].

В «Известиях о гальвани-вольтовских опытах» была впервые в мире, на несколько лет раньше Дэви, описана электрическая дуга, появляющаяся при сближении двух угольков, соединенных с источником тока. Петров прямо указывает: «Если на стеклянную плитку будут положены два древесных угля и если потом металлическими изолированными направителями, сообщенными с полюсами огромной батареи, приближать оные один к другому на расстояние от одной до трех линий (линия — старая русская мера длины, равная приблизительно 2,5 миллиметра. — В. К.), то является между ними весьма яркий белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медленнее загораются, и от которого темный покой довольно ясно освещен быть может». Таким образом, он недвусмысленно выдвигает идею электрического освещения.

Тем не менее научная литература приписывает честь открытия «вольтовой дуги» сэру Гемфри Дэви — поскольку известность в Европе она получила только после того, как он ее описал в «Элементах химической философии» в 1812 году. Гемфри Дэви назвал дугу вольтовой по имени Алессандро Вольты. Он получил ее при помощи большого «вольтова столба», устроенного в 1810 году и состоявшего из 2000 гальванических пар. Этот «вольтов столб» был затем подарен Королевскому институту в Лондоне. В 1812 году Дэви написал: «Эта батарея… дает целый ряд блестящих и поразительных явлений. Когда два куска древесного угля в 1 дюйм длины и 1/6 дюйма в поперечнике были сближены между собою на расстояние 1/30 или 1/40 дюйма (будучи включены в цепь), то получилась яркая искра и угли, больше чем до половины, накалились добела. Когда же затем концы углей начали раздвигать, то между ними происходил постоянный разряд через накаленный воздух на расстоянии, по крайней мере, 4 дюймов в виде необыкновенно блестящей широкой световой дуги конической формы, обращенной выпуклостью кверху. Любое вещество, введенное в дугу, тотчас же накалялось; платина расплавилась в этом пламени так же легко, как воск в пламени обыкновенной свечи; кварц, сапфир, магнезия, известь превратились в жидкость; алмазный порошок, кусочки угля и графита исчезли мгновенно, как бы улетучиваясь в дуге… Когда полюсы батарей были соединены в разреженном воздухе, то расстояние, при котором получались разряды, могло быть увеличено соразмерно степени разрежения; когда последнее достигало только 1/4 дюйма ртутного давления, искры перескакивали на расстояния до 1/2 дюйма, а при удалении полюсов на 6–7 дюймов разряды происходили в виде необычайно красивой пурпуровой струи света».

Когда Дэви сблизил два полюса батареи, была ночь. Ослепительный свет на несколько секунд лишил его зрения. В вводной лекции цикла на тему «Электрохимическая наука» Дэви сопоставляет прошлое и настоящее химии: «Здесь мы увидим, что „вольтов столб“ дал нам ключ к наиболее таинственным и неизведанным закоулкам природы. До этого открытия наши средства были очень ограничены: поле пневматических изысканий было истощено, и для экспериментатора оставалось немногое — только мелочные и кропотливые процессы. Теперь же перед нами безграничное пространство нового в науке, неисследованная страна благородного и плодородного вида, обетованная для науки земля»^[110].

В итоге создалась интересная ситуация: название физического явления, на открытие которого претендуют три исследователя, носит имя четвертого, не имеющего к открытию непосредственного отношения. В России истинным открывателем «вольтовой дуги» считают Петрова, труды которого, однако, были забыты вплоть до начала XX века. В учебниках физики электрическая дуга именовалась «вольтовой дугой», что давало повод думать о ее открытии Вольтой. В вышедшей еще при жизни Петрова «Опытной, наблюдательной и умозрительной физике», написанной его коллегой, профессором физиологии и анатомии Медико-хирургической академии Д. Велланским[111], электрическая дуга и «огромная наипаче» батарея Петрова не упоминается, хотя Велланский рассказывает о батарее Шиллерна, о сухих батареях Делюка, Зингера и Замбони, об электрических «светоносных» явлениях, об электризации проводников «стеганием», то есть о многих вещах, о которых писал Петров^[112].

Выходит, об открытии Петрова забыли еще при его жизни. В то же время можно с большой долей вероятности утверждать, что иностранные ученые были достаточно хорошо осведомлены об изучении русскими коллегами явлений, связанных с электрической дугой. Этому способствовала, например, и публикация в 1804 году Академией наук извещения о конкурсе на лучшее исследование проблем природы света, в котором говорилось, что «такие исследования могли бы не без пользы быть распространены на гальванический огонь, ослепительный блеск коего в случае больших „вольтовых столбов“ и обугленных веществ до известной степени подобен солнечному свету», и подробный ответ Академии за подписью В. Л. Крафта в 1803 году на запрос итальянского физика Дж. Альдини о работах в России по гальванизму. Тут, кстати, надо сказать, Дэви никогда не приписывал себе открытия дуги, а всего лишь сообщал о своих наблюдениях…

Четкий ответ на вопрос, почему так случилось, что открытие «вольтовой дуги» приписывается Г. Дэви, дал академик П. Л. Капица: «Мне думается, что объяснение надо искать в тех условиях, в которых наука развивается в стране. Недостаточно ученому сделать открытие, чтобы оно оказало влияние на развитие мировой культуры, — нужно, чтобы в стране существовали определенные условия и существовала нужная связь с научной общественностью за границей… Трагедия изоляции от мировой науки работ Ломоносова, Петрова и других наших ученых-одиночек и состояла в том, что они не могли включиться в коллективную работу ученых за границей…»^[113]

Василий Петров сам, вероятно, представлял, что же он на самом деле открыл и каково значение его опытов, но возможности донести свое открытие до научного сообщества у него не было. И вот это самое трагичное во всей истории.