Мир электричества
Анатолий Томилин
Мир Электричества
Предисловие
Эта книга – об истории электричества, о развитии науки о нем, о том, как люди умудрились поставить себе на службу эту могучую силу природы и в конце концов создали свой «электрический мир», вне которого, как кажется, и жить-то невозможно. Попробуйте представить себе на мгновение, что электричество вдруг исчезнет из нашей жизни… Жители городов лишатся не только света и тепла, но и воды из водопровода, газа, транспорта, а значит, и доставки продуктов. Встанет все производство. Жизнь сначала замрет, а потом прекратится.
Сегодня никакая другая энергия не способна обеспечить нормальную жизнь общества. Но ведь так было не всегда. «Электрическому миру» всего-то столетие с небольшим.
Кое-кто из читателей может возразить: «Но тогда при чем здесь история? Электричество – один из разделов физики. Физика – наука о строении материи и о закономерности природных явлений. Заметим – природных, то есть объективных, не зависящих ни от точки зрения, ни от условий, ни от воли случая! Не лучше ли оставить «историю» обществу, развитие которого все-таки зависит от воли случая и отдельных личностей? Так ли уж нужна нам история науки? Дважды два – всегда четыре. Мир состоит из атомов, а закон Ома требует, чтобы сила тока всегда была пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению! Разве недостаточно знать эти законы и уметь применять их на практике?»
Ответ не так прост, как может показаться. Возьмем, к примеру, литературу или географию, живопись или астрономию, возьмем науку наук – философию. Вряд ли человек может считать себя специалистом, не зная истории той отрасли, которой он занимается. Каждая наука, каждая отрасль искусства развивается, следует за своим временем, открывает для себя новое и отстраняет старое. «Отстраняет», смотрите, какое осторожное слово. Не отбрасывает, а именно отстраняет, потому что порой даже в самых, казалось бы, странных построениях старого таятся непроросшие зерна таких открытий, до которых еще и мыслью не добрался человек.
А много ли нам известно специалистов, инженеров-электриков, изобретателей, знающих, к примеру, ту же историю электротехники? В технических институтах, гордо именующих себя сегодня «университетами», редко встретишь даже факультативный курс истории дисциплины, основополагающей по профилю вуза. И часто, что греха таить, ее истории не знают и сами преподаватели.
Между тем, как и вся физика, наука об электричестве полна захватывающих приключений, это настоящая «драма идей». Не зная ее истории, можно, затратив массу усилий, «изобрести велосипед», то есть убить время на создание давно известного, на изобретение уже созданного.
Возьмите другой пример. За строгими формулировками законов скрыты имена их первооткрывателей. Для человека «не исторического» эти формулировки так и остаются на всю жизнь скучными формулами, выражающими закономерности технических явлений. Историческое же знание дает нам возможность через судьбы и личности творцов понять логику научной и инженерной мысли, увидеть пути преодоления неизбежных трудностей и препятствий, встающих на пути прогресса.
Есть и еще одно качество у истории науки. Она необыкновенно интересна. Я уж не говорю о физике, связанной непосредственно с практикой человеческой деятельности. Возьмите математику. Сколько в ее истории удивительных людей, сколько гениев. А какие «шекспировские» страсти разыгрывались в научных мемуарах и на страницах журналов… И казалось бы, ради чего?.. Или вспомните Пьера Ферма, одного из создателей аналитической геометрии и теории чисел, с его знаменитой теоремой, доказанной в общем виде только в 1995 году. Прочтите драматическую историю жизни Джероламо Кардано, итальянского математика, философа и врача, с чьим именем связана и формула решения неполного кубического уравнения, и изобретение карданного механизма, и… Прочтите о его яростных спорах с Никколо Тартальей, современником и соперником. Прочтите, и вам откроется такой удивительный мир страстей, побед и поражений, что «сухая и монотонная» математика заиграет всеми цветами радуги.
Книга разделена на три части. Первая относится к предыстории науки об электричестве, до работ Гальвани и Вольта, пробудивших широкий интерес к электрическим явлениям и давших в руки естествоиспытателей первый генератор электрической силы – «вольтов столб». Во второй части говорится о законах, которым подчиняется электричество, о великих целенаправленных экспериментах и о начале становления электротехники. Наконец, третья часть посвящена развитию электротехники.
Есть, конечно, и более полные книги. Большинство из них либо изданы уже довольно давно и труднодоступны, либо носят несколько академический характер. Книга же, которую вы держите в руках, состоит из рассказов и очерков о некоторых узловых вопросах, опытах и открытиях в науке и технике электричества. Насколько интересно удалось об этом рассказать – судить читателям. Нам же, автору и издателям, хотелось бы надеяться, что наша книга восполнит некоторые пробелы в познавательной литературе и будет полезна не только школьникам, но и их родителям и учителям.
ВРЕМЯ МИФОВ
Глава 1. От чуда к явлению
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 является система объективных знаний об окружающей действительности. Объективные – значит, не зависящие от наших с вами чувств, от желаний и вкусов, от сложившейся обстановки в обществе. Скорее всего, сначала в общую систему знаний входили индивидуальные навыки и умения. Одни люди лучше других отыскивали съедобные коренья и разводили огонь. Другие умели плести корзины, изготавливать копья, дротики, обжигать горшки.
Устройство для полива в Древнем Египте
Охота и заготовка пищи для племени, земледелие в наносных долинах рек побудили людей к объединению и совместному труду. А необходимость распределять пищу и воду между ними образовала основы социального порядка.
Для закрепления установленных правил и для придания им незыблемого авторитета служили мифы, то есть предания о богах и героях, о демонах и духах, наполнявших мир своей волей, своими желаниями и подвигами. Все зависело от них. Мифы рассказывали, как был добыт огонь, как произошли ремесла, как по воле богов возникли обычаи и обряды. Мифы отвечали на вечные вопросы о происхождении светил и Вселенной, о рождении человека и появлении на Земле животных, растений и рыб. Мифы породили, с одной стороны, основы религиозных воззрений, а с другой – первые научные теории. Нагляднее всего это представлено в достижениях античной цивилизации.
В Древнем Милете
Рассказывают, что однажды к древнегреческому философу Фалесу, жившему в городе Милете, пришла дочь и протянула ему веретено, сделанное из драгоценного камня – электрона. Мы называем его янтарем. В те далекие времена финикийские купцы изредка привозили изделия из этого желтого, прозрачного, как первый лесной мед, камня в греческие города. По-видимому, купил его и Фалес, прельстившись красотой. Купил и подарил дочери. В древности гречанок с юных лет приучали к прядению.
Дочь философа оказалась девушкой наблюдательной. Она рассказала отцу, что не раз, уронив веретено на пол, терла его, чтобы очистить от приставшего сора. Но при этом упрямое веретено только сильнее притягивало к себе пылинки и нити. Отчего так?..
