От иммигранта к изобретателю - Михаил Пупин

Одним из источников вдохновения для профессоров и студентов Берлинского университета было Физическое Общество, собиравшееся раз в месяц в Физическом инстиституте. Студенты, занимавшиеся исследовательской деятельностью в институте, допускались на эти собрания и можно себе представить, каким счастьем было для них видеть и слышать таких ученых как Кирхгоф, — великий математик и физик, Дюбуа Рэймонд, — знаменитый физиолог, Гофман, — выдающийся химик, и Гельмгольц, величайший из всех. Посещая эти собрания и слушая речи этих великанов науки, я часто воображал себя счастливым смертным, который, как бы по странной случайности, вдруг очутился среди великих героев в Валгалле. Гельмгольц, как правило, председательствовал на всех собраниях. Его внушительное лицо напоминало Вотана. Каждый раз, когда я слушаю валгаллскую мелодию Вагнера, мне вспоминаются те памятные картины Физического института в Берлине, картины победы бессмертного человеческого ума над смертной материей.

На одном из таких собраний, состоявшемся в конце 1887 года, присутствовали многие знаменитости университета, и Гельмгольц председательствовал. Была атмосфера какого-то ожидания, как будто должно было случиться что-то особенно важное. Гельмгольц поднялся со своего стула и посмотрел вокруг, и я заметил в его глазах триумфальный огонь. Он был похож на Вотана, окидывающего взором законченную форму небесной Валгаллы, и я инстинктивно почувствовал, что он собирался сделать необычное сообщение. Так оно и было. Упомянув доктора Генриха Герца, своего бывшего ученика и профессора физики в Высшей технической школе в Карлсруэ, Гельмгольц торжественно объявил, что он изложит некоторые замечательные экспериментальные результаты, добытые Герцем посредством очень быстрых электрических колебаний. Затем он стал излагаать со своей неподражаемой манерой предварительное сообщение, которое он получил от Герца, указывая на электромагнитную теорию Фарадея-Максвелла, как на основу герцевских экспериментов, и подтверждая, что эти опыты дали экспериментальное оправдание этой замечательной теории. Все присутствовавшие были в восторге, особенно после того, как Гельмгольц закончил сообщение похвалой своему любимому ученику Герцу и поздравлением немецкой науки с добавлением новых «лавров к ее прекрасному венку». О сообщении вскоре узнали физики всех физических лабораторий мира и на протяжении нескольких лет после этого памятного объявления большинство исследователей в физике неустанно повторяли замечательный эксперимент Герца.

Здесь не место вдаваться в подробное описание того, что сделал Герц. Основная идея, лежащая в основе его исследования, и ее отношение к электромагнитной теории Фарадея-Максвелла, может быть передана в простых словах. Замечательные достижения лишь в одном радиовещании, не говоря уже о других более важных достижениях, требуют пояснения этого эксперимента. Идея его, как маленькое, спрятанное в красивом цветке семя, лежала скрытой в фарадеевских предсказаниях и в замечательных максвелловских объяснениях к ним и была недоступной для понимания многих простых смертных. Герц, руководимый великим учителем Гельмгольцем, заметил то скрытое семя, и из него выросло физическое воплощение теории Фарадея-Максвелла, представленной простейшим аппаратом, основанном на простейшем действии. Аппарат и его действие являются теперь душою новой техники — техники радио, прекрасной дочерью прекрасной матери — электромагнитной науки Фарадея-Максвелла. Следующее ниже описание аппарата Герца и его действия было темой моих популярных лекций и многих бесед с друзьями, которые не были физиками по профессии. Оно весьма близко к той картине, которую я унес в своей памяти с того незабываемого собрания Берлинского Физического Общества тридцать шесть лет тому назад.

Осциллятор Герца.

Две равных по величине металлических сферы А и В, двенадцати дюймов в диаметре, снабженные медными стержнями С и D, располагаются как указано на данной здесь схеме.

Между стержнями оставляется промежуток Е, примерно три десятых дюйма (75 м/м[7]) длины, так называемый воздушный промежуток. Посредством двух проволок е и f, соединенных с электрической машиной, сферы заряжаются: одна получает положительный заряд электричества, обозначаемый (+) и другая отрицательный (-). Воздушный промежуток Е изолирует сферы друг от друга, предоставляя электрической машине возможность увеличивать заряды до тех пор, пока не достигнуто высокое электрическое напряжение. Когда электрическое напряжение между двумя зарядами, то-есть в точке Е, становится достаточно высоким, сила изоляции воздушного промежутка делается перенапряженной, она внезапно преодолевается и промежуток становится проводником, позволяя таким образом двум зарядам стремиться друг к другу. Как только воздушный промежуток делается проводником, действие заряжающей машины приостанавливается. Большой ток проходит между двумя сферами по стержням и через воздушный промежуток Е, который нагревается током до белого каления. Он, таким образом, становится очень хорошим проводником, и позволяет зарядам легко проходить через него. Нарушение воздушного промежутка сопровождается резким треском электрической искры, которая получается благодаря мгновенному нагреванию и движению воздуха в промежутке, что в свою очередь является следствием прохода электрического тока. Это молния в миниатюре. Два заряда снова соединяются, и сферы разряжаются, после чего воздушный промежуток Е быстро восстанавливается и опять делается изолятором. Этот процесс повторяется действием машины, удерживая таким образом течение искр, причем каждый треск искры отмечает соединение зарядов, которые были разъединены и оттеснены на поверхность сфер А и В действием электрического генератора.

Всё это было известно задолго до Герца. Первый опыт такого рода я видел школьником в Панчеве, когда мой словенский учитель Кос объяснял мне теорию молнии Бенджамина Франклина, теорию, которая противоречила мифу о пророке Илье в Идворе, за которую меня чуть не объявили еретиком. Но в электрических разрядах было еще что-то такое, что было неизвестно Бенджамину Франклину, и что впервые было угадано другим великим американским ученым, более знаменитым, чем был Франклин в свое время.

В 1842 году американский ученый Джозеф Генри провел эксперименты, подобные герцовским и сделал пророческое заключение, что разряд имел характер колебаний. Никто до него не высказывал еще этой мысли. Но эксперимент Генри позволял сделать такой вывод. Этот колебательный характер разрядов был доказан математически в 1853 году профессором Вильямом Томсоном в Глазго, и его вычисления были проверены и подтверждены многими экспериментами на протяжении более двадцати пяти лет. Таким образом электрический осциллятор, подобный тому, которым пользовался Герц, был хорошо известным аппаратом.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});