Рассказы об электричестве

Анатолий Николаевич Томилин

Рассказы об электричестве

От автора

Бесконечно разнообразен мир.

Бесконечно разнообразна окружающая нас природа.

Бесконечно сложны и различны люди — часть этой природы.

Многие физики, правда, глубоко убеждены, что в основе своей природа проста и большинство ее «загадок», все еще приводящих исследователей в недоумение, лишь свидетельствуют, что мы пока еще не способны понять язык, на котором мир рассказывает о себе.

Во все времена людей интересовало, как устроена Земля и Вселенная, в чем причина природных явлений. Люди давали свои толкования окружающему — всякий раз по-своему, в зависимости от уровня имевшихся знаний, от уровня развития человеческой мысли. Но одни уповали при этом на высшую силу, даже собственные достижения считали результатом откровения божьего… Другие же кропотливо собирали крупицы повседневного опыта, старались обобщить их, воспроизвести то, что наблюдали в природе.

Как нам оценить путь, который успело пройти человечество?

Раскроем «Беседу трех святителей», сочинение, созданное около IV века нашей эры. Авторитетнейшие византийские писатели рассуждают о мировых тайнах: «Иоаннъ рече: Отъ чего громъ и молния сотворено бысть? — Василий рече: Гласъ господень въ колеснице огненной утвержденъ и ангела громная приставлена…» На славянский язык это сочинение было переведено в XI веке, и написанное в нем принималось за истину еще многие столетия!

А сейчас, можно сказать, на наших глазах рождается единая физическая теория так называемого «великого объединения»: она охватывает все случаи электромагнитного взаимодействия, в том числе и атмосферные разряды-молнии, и сильные взаимодействия, ответственные за целостность атомных ядер, и слабые, делающие возможными радиоактивные превращения одних химических элементов в другие…

Вот каков скачок в знаниях людей о природе. Сделало его человечество за шестнадцать веков, причем главные, поистине семимильные шаги пройдены за последние двести лет.

Посвящена эта книга истории электричества, точнее — электромагнетизма, одной из областей человеческого знания о природе электричества. Правда, пришлось отказаться от желания пройти всю тропку, ведущую от мифов и легенд далекого прошлого к некоторым основополагающим событиям настоящего, которые позволили людям построить совершенно особый, не похожий на природный «электрический мир».

И все же почему я пишу именно об электричестве? Да потому, что, по моему глубокому убеждению, познание природы электрических явлений — величайшее достижение человеческого гения. Судите сами: что, казалось бы, менее связано друг с другом, чем электричество, свет и магнетизм? Ученые долго считали, что их субстанции — различные невесомые жидкости, которые и обеспечивают взаимодействие наэлектризованных или намагниченных тел (а природу электричества определяли вроде бы даже две жидкости — положительного и отрицательного электричества). Свет же, как думали, лишь волны мирового эфира.

Но оказалось, что все это не более чем различные проявления одних и тех же по своей природе явлений! Великий Максвелл предложил систему математических уравнений, которые лаконично и красиво описывали фундаментальные законы, лежащие в их основе, а заодно объясняли тепловое излучение и распространение радиоволн (открытых, кстати, значительно позже!).

Конечно, случилось это не вдруг, не спонтанно; не было это и откровением свыше. Общая теория электрических явлений позволила не только демонстрировать эффект притягивания Пущиной или получении искр — теперь наука и техника быстро изыскали способы передачи информации на расстояние (притом безошибочной передачи и на огромное расстояние), начали конструировать машины с искусственным интеллектом…

Примеров применения электричества необозримое множество. Но выбрал я большую энергетику. Почему? Да потому, что еще в 1912 году было сказано: «Электрификация всех фабрик и железных дорог сделает условия труда более гигиеничными, избавит миллионы рабочих от дыма, пыли и грязи, ускорит превращение грязных, отвратительных мастерских в чистые, светлые, достойные человека лаборатории». А позже, уже после Великой Октябрьской социалистической революции, более коротко и емко: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны». И говорил это Владимир Ильич Ленин, уже тогда провидевший связь между развитием энергетики и возможностью создания нового общества.

Строить его — вам, мои читатели. Вот мне и показалось, что вам важно узнать об энергетике побольше, тем более что сама история возникновения науки об электричестве и магнетизме невероятно интересна.

Мы живем в удивительное время. Достижения техники и науки так «уменьшили» размеры нашей планеты, а население ее так разрослось, что сегодня нельзя не понимать: составляя планы развития хозяйства в некотором регионе, надо думать о будущем всей Земли. Ведь сейчас даже оптимисты говорят, что примерно через полтора столетия на Земле иссякнут запасы основных видов топлива — нефти, газа, угля… Где же черпать энергию? Не погибнет ли наша — «энергетическая» — цивилизация?

Обратимся к истории. Оказывается, энергетические проблемы волновали людей уже много веков назад. В Древнем Египте, при фараоне Рамзесе II (XIV–XIII века до нашей эры), медеплавильные печи потребляли столько первосортного древесного угля, который древние углежоги получали из акаций и финиковых пальм, что вскоре… просто не осталось деревьев и производство меди пришлось свернуть. А в Англии углежоги в XVI веке так сильно извели леса, что королеве пришлось издать специальный указ, запрещающий порубку для нужд черной металлургии. Конечно, выпуск металла сразу упал. Трудно сказать, чем бы все кончилось, если бы один английский кузнец не придумал способ коксования каменного угля. Лишь тогда снова загудели домны, снова забили из леток тугие струи раскаленного металла.

Итак, проблема, которую не удалось решить в Древнем Египте, была решена в Англии XVI века. Но неужели и нашим потомкам понадобится тридцать веков, чтобы окончательно избавиться от энергетического голода? Конечно, нет! При теперешних темпах развития науки, при самом характере ее воздействия на общественные отношения многие проблемы, в том числе и энергетическая, будут разрешены достаточно скоро. Они не могут не быть разрешены — слишком велика в этом потребность.

Сегодня электричество стало самостоятельной отраслью естественнонаучных знаний. Оно еще уготовит людям немало неожиданностей. Некоторые «сюрпризы» науки мы уже можем предугадать. И контуры будущего, вырисовывающиеся сегодня, грандиозны. Потому мне и захотелось рассказать об электричестве от самого начала и до наших дней, а может быть, чуть-чуть еще и о будущем…

Часть первая. Время

Глава первая. Когда родилась наука?

Ответить на этот вопрос, наверное, так же трудно, как сказать, с чего начинается великая река. Тысячи ручейков должны слиться вместе, чтобы образовался могучий поток, несущий свои воды к морю.

Наука — важнейшая сфера деятельности человека. Результатом ее должны стать объективные знания об окружающей действительности. Объективные, то есть не зависящие от наших с вами чувств, от желаний и вкусов, от ситуации, от временно сложившейся обстановки в обществе. Научные знания заключают в себе такие человеческие представления, «которые не зависят от субъекта, не зависят ни от человека, ни от человечества»[1].

1

Ленин В. И. ПСС, т. 18, с. 123.