Как я изобретал мир - Вернер фон Сименс

Хотя обстоятельства были сильнее моей воли, врожденная склонность не забывать полученные научные знания, а применять их наиболее полезным образом снова и снова возвращала меня к технике. И так происходило всю мою жизнь. Моя любовь была отдана науке как таковой, но мои работы и достижения чаще всего лежали в области техники.

Данное техническое направление находило в Берлине особую поддержку у Политехнического общества, получая от него финансирование. Этому обществу я, будучи молодым офицером, полностью себя посвятил. Я принимал участие в его заседаниях и подготовке ответов на записки, вынимавшиеся из ящика с вопросами. Ответы на вопросы и последующая дискуссия вскоре стали моими постоянными занятиями и явились хорошей школой. Мои познания в естествознании были при этом весьма кстати, и я понял, что технический прогресс может быть достигнут только с помощью распространения естественнонаучных знаний среди техников.

В то время между наукой и техникой еще существовала непреодолимая пропасть. Правда, уважаемый господин Бойт[57], неоспоримо являющийся основателем инженерного дела в северной Германии, создал при Берлинском ремесленном институте заведение, предполагавшее в первую очередь распространение научных знаний среди молодых технических специалистов. Однако существование данного института, который затем сменила Ремесленная академия и, наконец, Высшая техническая школа в Шарлоттенбурге, оказалось слишком непродолжительным для повышения уровня образования тогдашних предпринимателей.

Пруссия в то время представляла собой чисто военно-чиновничье государство. Образованных людей можно было найти только в чиновничьем сословии, и преимущественно данному обстоятельству можно приписать то, что и поныне, пусть и мнимый, титул чиновника служит внешним признаком образованного и уважаемого человека и является желанным. Из ремесленных предприятий лишь аграрные производители, из которых набирались военные и бюрократия, также занимали уважаемое положение. Тогда в опустевшей и обедневшей за столетие бессчетных войн стране не осталось зажиточного бюргерского сословия, способного уравновесить образованием и состоянием сословие военных и чиновников. Частично причиной такого положения стало то, что находившиеся в Пруссии под господством дальновидных Гогенцоллернов высокочтимые представители науки считали несовместимым со своим достоинством выражать личную заинтересованность в техническом прогрессе. То же касалось и изобразительного искусства, представители которого, в свою очередь, находили и, как я полагаю, продолжают находить недостойным использование части своей творческой силы для развития художественной промышленности.

Деятельность в Политехническом обществе привела меня к убеждению, что естественнонаучные знания и научно-исследовательские методы призваны поднять технику на пока не обозримый уровень. Кроме того, она дала мне преимущество быть лично знакомым с берлинскими предпринимателями и самому иметь понятие о достижениях и слабостях промышленности того времени. Предприниматели часто спрашивали моего совета, а я тем самым получал представление об используемом ими оборудовании и методах работы. Мне стало ясно, что техника не может развиваться внезапными скачками, как это часто бывало в науке благодаря прогрессивным мыслям отдельных ученых мужей. Техническое же изобретение получает ценность и значение только тогда, когда техника сама по себе настолько продвинулась в своем развитии, что это новое решение становится реализуемо и желанно. Поэтому так часто мы наблюдаем, как важнейшие открытия десятилетиями пылятся на полке, пока внезапно не приходит их время, и тогда они начинают играть огромную роль.

Один из научно-технических вопросов, особенно занимавших меня в то время и одновременно стимулировавших к написанию первых литературных трудов, имел истоком сообщение моего брата Вильгельма в письме о виденной им в действии интересной тепловой машине[58] в шотландском городе Данди. Из его скудного описания следовало, что машина приводилась в действие не паром, а нагретым воздухом. Меня крайне заинтересовала данная идея; казалось, она может стать основой успешной перестройки всей машинной техники.

В сочинении под названием «О применении нагретого воздуха в качестве движущей силы», опубликованном мной в 1845 году в Dinglers polytechnisches Journal[59], я изложил теорию таких пневматических машин, сопроводив ее описанием конструкции одной показавшейся мне технически выполнимой машины. Моя теория уже целиком основывалась на законе сохранения энергии, описанном Майером и математически обоснованном Гельмгольцем в его знаменитой работе «О сохранении силы», доложенной им сначала в Физическом обществе. Позже мои братья Вильгельм и Фридрих много занимались данными машинами, создавая различные их виды. Но, к сожалению, полученный ими опыт показывал, что развитие техники еще не настолько продвинулось вперед, чтобы с пользой применить данное изобретение. На базе этого принципа удавалось создать только небольшие машины, хорошо показывающие себя в течение длительного времени; для крупных машин отсутствовал и продолжает отсутствовать нужный материал для конструкции камер нагрева воздуха.

В том же году я разместил в журнале Динглера описание уже упомянутого мной дифференциального регулятора, которому я в соавторстве с Вильгельмом успел придать за это время разнообразнейшие формы.

Другим вопросом, занимавшим меня уже достаточно долгое время, было точное измерение скорости снаряда. Искусный механик, известный часовщик Леонард изготовил по заказу экзаменационной артиллерийской комиссии часы, с большой скоростью вращавшие стрелку, когда она соединялась по электромагнитному принципу с часовым механизмом. Сцепление и расцепление стрелки в летящем снаряде имело большие трудности, преодолеть которые, несмотря на все усилия, до конца не удавалось. Это навело меня на легко осуществимую идею использования электрической искры для измерения скорости. В одном из опубликованных в «Anallen»[60] Поггендорфа сочинений «Об использовании электрической искры для измерения скорости» я указал на возможность с помощью вращающегося полированного стального цилиндра, на котором падающие электрические искры оставляют видимую метку, измерять точную скорость снаряда на каждой стадии его траектории. Это сочинение содержало реализованный мной только спустя много лет план расчета скорости электричества даже в его проводниках по тому же самому методу.

Мой интерес к опытам с электричеством был сильнейшим образом оживлен участием в работах Леонарда, который одновременно был занят изысканиями по вопросу замены оптической телеграфии электрической[61], заказанными генеральным штабом армии. В доме надворного советника Зольтмана, отца одного из моих друзей из числа сослуживцев, я имел возможность увидеть стрелочный телеграф Уитстона[62] и принял участие в попытках наладить устойчивую связь между домом и отдельно стоявшим в большом саду предприятием по изготовлению искусственных минеральных вод[63]. Однако это ни разу по-настоящему не получилось, и вскоре я понял причину неудач. Она в значительной степени крылась в принципе конструкции аппарата, который требовал настолько равномерного вращения рукоятки вручную, чтобы произведенные им отдельные электрические импульсы имели постоянную мощность, достаточную для передвижения стрелочного механизма устройства приема[64]. Этого не всегда удавалось добиться, если аппараты работали в комнате, и это было абсолютно невозможно, когда значительная часть тока терялась, проходя по проводам с тогда еще несовершенной изоляцией.

Леонард пытался по заказу комиссии устранить этот недостаток, проводя электрические импульсы сквозь часовой механизм, то есть через абсолютно одинаковые временные интервалы, что хотя и являлось улучшением, но не было достаточным при непостоянной потере тока. И тут мне стало ясно, что задачу с уверенностью можно решить, сделав из стрелочных телеграфов самодействующие работающие машины, каждая из которых самостоятельно прерывает и устанавливает ток. Если две или несколько таких электрических машин объединить в одну электрическую цепь, то каждый новый импульс тока возможен лишь тогда, когда все включенные аппараты завершают свой цикл и тем самым вновь замыкают цепь. В результате мы открыли очень плодотворный принцип действия бесконечного количества электротехнических устройств. Все используемые сегодня автоматические будильники или звонки основываются на впервые описанном здесь принципе самостоятельного прерывания после завершенного цикла.

Производство такого стрелочного телеграфа с самостоятельным прерыванием я передал знакомому мне по Физическому обществу молодому механику по фамилии Гальске, занимавшемуся тогда маленькой механической мастерской, принадлежавшей фирме Bötticher & Halske. Так как поначалу Гальске испытывал большие сомнения, сможет ли мой аппарат работать, я соорудил из сигарных коробок, луженой жести, кусочков листового железа и изолированной медной проволоки несколько самодействующих телеграфов, абсолютно точно начинавших и перестававших действовать. Этот неожиданный результат работы созданной из подручных средств системы настолько вдохновил Гальске[65], что он с величайшим рвением отдался построению первых аппаратов и даже изъявил готовность покинуть свою фирму и вместе со мной полностью посвятить себя телеграфии.