Русские электротехники - Михаил Шателен

Особенно подозрительной, даже в глазах многих ученых, казалась физика: «физические науки, — говорит один из профессоров того времени, — также обращены на то, чтобы опровергнуть повествование о сотворении мира, о потопе и о других достоверных событиях, о которых священные книги сохранили для нас память». Чтобы этого не было, «Профессор теоретической и опытной физики обязан во все продолжение курса своего указывать на премудрость Божью и на ограниченность наших чувств и орудий для познания непрестанно окружающих нас чудес».

Действительно, истинным «чудом» из всех окружавших тогда русского ученого «чудес» было то, что наука все-таки не погибла и что, в частности, Петрову все же удалось создать две очень крупные по тому времени физические лаборатории и, работая в этих лабораториях, сделать ряд ценнейших вкладов в мировую науку.

Многочисленные сохранившиеся документы характеризуют те условия, в которых Петров устраивал свои лаборатории, и ту настойчивость, с которой из года в год, в течение десятилетий, он боролся за каждое их пополнение. «Представления», «рапорты», «донесения» Василия Владимировича по начальству, полные, иногда самыми элементарными, доказательствами пользы предлагаемого им мероприятия, иногда представляют собой прямо вопль отчаявшегося человека [5].

Основание физическому кабинету Медико-хирургической академии, в котором в дальнейшем Василий Владимирович открыл вольтову дугу, было положено передачей в Академию ряда приборов, отобранных В. В. Петровым из анатомического кабинета, состоявшего при Государственной медицинской коллегии. Затем Петрову удалось добиться ассигнований на постройку ряда приборов в России и даже на выписку их из-за границы. Одним из способов пополнения физического кабинета была покупка приборов у частных лиц и у владельцев частных коллекций физических и химических приборов. Так были приобретены в 1797 г. две электрические машины, «стекло которых имеет вид цилиндра», электрическая машина, «коей стеклянный круг имеет в диаметре 40 английских дюймов, а медный кондуктор 5 футов длины и 5 дюймов в диаметре» и т. д. Были и коллекции постоянных магнитов. Далеко не все получаемые приборы были в исправном состоянии, и Петрову приходилось ремонтировать их и даже переделывать, прибегая к помощи мастеров, бывших тогда в Петербурге. При этих ремонтах выказались полностью и научная подготовка Петрова и его конструкторские способности. Об этом можно заключить, например, из постановления конференции по докладу Петрова о приобретенной электрической машине с 40-дюймовым кругом. «Судя по величине стеклянного круга и кондуктора сей машины, — говорится в этом постановлении, — должно бы ожидать от нее сильных действий, каковых, однако, не производила она, как оный профессор (Петров) удостоверился о сем в бытность за приемом объявленных инструментов». Конференция признала необходимым исправить все недостатки машины, что привело к полному ее переконструированию, при котором были использованы только стеклянный, круг и кондуктор, все же остальные части были заменены новыми по указаниям Петрова. Переделка дала хорошие результаты и в донесении Петрова конференции он сообщает, что «машина переделана мастером Роспини сходно с моим о переправке ее представлением» и, что «испытывая действия сей (переделанной) машины при сухом и не весьма теплом воздухе, находил я оные столь сильными, что из кондуктора выскакивали, почти беспрерывно, большие искры в медный полированный шар, поставленный от него в расстоянии шести — восьми дюймов, а изредка выскакивали и большие в размере девяти с половиной и даже десяти дюймов; при самом же сухом и холодном воздухе можно ожидать еще сильнейших действий от сей машины, переправка коей, следовательно, произвела сильнейший успех». Проф. Петровым были переделаны и сконструированы и другие физические, в частности, электрические приборы, позволявшие ему вести широкие и разносторонние исследования в разных областях физики и химии. О работах этих он делал сообщения, писал отчеты и доклады. Им написаны и изданы три книги, в которых собраны сведения о его работах по химии и физике. Это «Собрание физико-химических новых опытов и наблюдений» (1801 г.), «Известие о гальвани-вольтовских опытах» (1803 г.) и, наконец, «Новые электрические опыты» (1804 г.). Кроме того, в издании Академии наук, главным образом, в «Умозрительных исследованиях Императорской Академии Наук» помещен ряд мемуаров и статей, касающихся произведенных им работ. Часть работ Петрова, однако, не была напечатана и многие из них, к сожалению, утеряны.

В наиболее ранней из изданных им книг, полное заглавие которой «Собрание физико-химических новых опытов и наблюдений Василия Петрова, профессора физики при Академии Санкт-Петербургской Медико-Хирургической и Свободных Художеств. Часть первая, в Санкт-Петербурге, в типографии Государственной Медицинской Коллегии, 1801 года», помещены работы Петрова, относящиеся к теории горения. Петров был верным последователем Лавуазье и горячим противником «флогистонистов». Все его работы в этой области проф. Меншуткин [6] характеризует, как содержащие разработку одной основной темы, которую можно коротко формулировать так: «Проверить на опыте все следствия кислородного учения Лавуазье и изучить все случаи кажущегося отступления от него». Как выполнить эту задачу, Петров размышлял долго и много и выполнил ее с замечательной полнотой, обнаружив глубокое знание литературы, способность ставить самые трудные эксперименты и делать из них нужные выводы.

Две другие книги В. В. Петрова касаются, главным образом, его опытов в области электричества, хотя и в них он много говорит и о горении и об окислении. Ставшая теперь наиболее известной книга Петрова озаглавлена так: «Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров, посредством огромной наипаче батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии. В Санкт-Петербурге, в типографии Государственной Медицинской Коллегии, 1803 год» (фиг. 1).

Для электриков она представляет наибольший интерес, так как в ней изложено основное открытие Петрова — открытие вольтовой дуги. Путь, которым Петров пришел к этому открытию, весьма интересен и поучителен. Он полностью характеризует и методы работы Петрова и способы его подхода к разрешению занимающих его вопросов. Деятельность Петрова в Медико-хирургической академии только что начиналась и работы его по организации физического кабинета были в самом разгаре, когда до него дошла весть об изобретении итальянским физиком Вольта нового электрического генератора, получившего название «вольтова столба», значительно отличавшегося по своим свойствам от всех ранее известных генераторов, т. е. от электрических машин со стеклянными кругами, электрофоров с мехом и т. п. Тогда как все известные до Вольта источники электричества позволяли наблюдать лишь кратковременные электрические явления, сопровождавшиеся световыми, звуковыми или тепловыми явлениями, или наблюдать механическое взаимодействие между наэлектризованными телами, причем все эти явления происходили в изолирующей среде, вольтов столб давал возможность наблюдать электрические явления и в проводниках и притом в течение более или менее длительного времени, т. е. наблюдать явление, которое впоследствии получило название «электрического тока».

Как известно, Вольта уже при первых своих экспериментах, являвшихся до некоторой степени повторением опытов Гальвани с разными видоизменениями их условий, пришел к заключению, что во всех случаях он имеет дело с течением электричества. Дальнейшие опыты привели Вольта к заключению, что причиной этого течения является не препарат лягушки, как думал Гальвани, но проводники, составляющие электрическую цепь, при условии, однако, чтобы проводники были не однородны. В дальнейшем Вольта установил свой «ряд» проводников и деление их на два класса. С точки зрения унитарной теории электричества, которой он придерживался, Вольта объяснял явление тем, что в месте соприкосновения один металл отнимает электричество от другого, что и вызывает электрический ток в цепи. Отнятое электричество по внешней цепи, содержащей проводник второго класса, возвращается к проводнику первого класса, опять отнимается и т. д. Получается в цепи непрерывное течение электричества, т. е. электрический ток. Над этим явлением и стали экспериментировать электрики с первого года XIX в. Все новые наблюденные факты стали пытаться объяснять с точки зрения, высказанной Гальвани (животное электричество), или с точки зрения, высказанной Вольта (контактное электричество). Появились термины «гальванический» и «вольтаический», применявшиеся сторонниками того или другого ученого, но впоследствии начавшие применяться безразлично в одном и том же смысле для обозначения одного и того же явления. Трудно найти основания для предпочтения одного термина другому.