2. "Громовая машина"

В 1760 г. Ломоносов, публикуя свой перевод "Вольфиянской экспериментальной физики", написал и приложил к ней оригинальное прибавление: "О електрической силе". В этом прибавлении он справедливо сказал:

"В те времена, когда господин Волф писал свою Физику, весьма мало было знания о електрической силе, которая начала в ученом свете возрастать славою и приобретать успехи около 1740 г.".

Русские читатели получили от Ломоносова точное и понятное сообщение об известных в то время электрических явлениях и о способе получать электричество.

"Стекляной тощей шар, обращающийся на станке, токарному подобном, от трения легко приложенной к нему руки приобретает себе следующие свойства и действия", - писал Ломоносов, просто и ясно излагая далее известные тогда электрические опыты и описывая приборы, вплоть до лейденской банки.

Ломоносов особо выделил возможность передавать при помощи изолированной проволоки "електрическую силу на великое расстояние до тысячи сажен и далее". Он показал своим читателям, что электричество можно получать искусственным путем. Кроме того, сказал "об електрической силе, не искусством человеческим, но действием самой натуры в облаках произведенной".

Великий русский новатор, вся жизнь которого была служением своему народу, знакомил с электричеством широкие русские круги, опираясь на весь известный тогда мировой опыт и на собственные труды. С сороковых годов XVIII в. он провел большую творческую работу по изучению электричества, которому постоянно уделял внимание вплоть до самого конца своих дней. В этих трудах он был не одиноким в России. Его другом и товарищем был физик Г. В. Рихман, родом из города Пернова, занимавшийся изучением электричества в русской Академии наук с начала сороковых годов XVIII в. Труды Ломоносова по электричеству, данные для отзывов, побудили писать об электричестве таких его современников, как рзеские астрономы А. Н. Гришов и Н. И. Попов, физик И. А. Браун.

М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман произвели множество опытов и наблюдений, завоевав право на почетное место в первой шеренге мировых исследователей электричества.

Для опытов использовали находившиеся в ведении Рихмана "физические покои", как тогда часто называли физический кабинет Академии наук, в котором находились в числе прочего: магниты разнообразной формы, лабораторные и морские компасы, магнитные стальные иглы, трубки для "доказательства електрических свойств стекла". Кроме того, в 1745 г., в связи с дворцовыми демонстрациями опытов Рихмана по влектричеству, была отведена "особливая камора" - первая русская электрическая лаборатория. Ее история все еще ждет своего исследователя.

Труды Ломоносова, видимо, все время самым тесным образом сочетались с трудами Рихмана.

В архиве Академии наук СССР бережно хранится документ, представляющий программу работ М. В. Ломоносова по электричеству: "Наивящего примечания достойные елекгрические опыты". Под № 8 здесь записано следующее; "Отвешенная нитка, которая показывает большую или меньшую електрическую силу, еще в сем случае не употреблена". Эти слова пока еще не учтены как исходные для последующего создания в первой русской электрической лаборатории первого в мире электроизмерительного прибора.

Первый в мире электроизмерительный прибор - "электрический указатель или электрический гномон" - был создан на основе, видимо, совместного труда Ломоносова и Рихмана. Рихман описал этот прибор в статье: "Об указателе електрическом и его употреблении при опытах електрических, как натурою, так и искусством произведенных".

Прикрепленная к вертикальной железной изолированной линейке шелковая нить отталкивалась от линейки при приведении последней в соприкосновение с наэлектризованным телом. Квадрант, укрепленный на столике с вертикально установленной железной линейкой, позволял по его шкале производить измерения получаемого между нитью и линейкой угла, пропорционального величине электрического заряда.

Уотсон и другие зарубежные и русские исследователи считают электрический указатель, созданный в России, родоначальником всех современных электроизмерительных приборов. Этот указатель был создан русскими учеными в связи с их участием в международном труде по изучению электричества.

В июне 1752 г. в "Санкт-Петербургских ведомостях" появилось известие о том, что Бенджамен Франклин произвел опыты "для изведания, не одинакова ль материя молнии и електрической силы".

Русские исследователи тогда поделились своим опытом в связи с известием о зарубежном изучении молнии как одного из электрических явлений. Ломоносов и Рихман, независимо от зарубежных исследователей, создали оригинальные "громовые машины" и произвели с ними опыты в том же 1752 г. Ломоносов в связи с этим писал впоследствии, что он "ничем не обязан Франклину".

В июле месяце того же года, когда появилось сообщение об опытах Франклина, в "Санкт-Петербургских ведомостях" напечатано описание опытов Г. В. Рихмана, произведенных для изучения электричества, действующего во время гроз. В "Ведомостях" сообщалось:

"Понеже в разных ведомостях объявлено важнейшее изобретение, а именно: что електрическая материя одинакая с материей грома, то здешний профессор физики экспериментальной г. Рихман удостоверил себя о том и некоторых смотрителей..."

Для проведения опытов Рихман применил следующую установку:

"Из середины дна бутылки выбил он иверень и сквозь бутылку продел железной прут, длиною от 5 до 6 футов, толщиною в один палец, тупым концом и закрыл горло ее коркою.

После велел он из верхушки кровли вынуть черепицу и пропустил туда прут, так что он от 4 до 5 футов высунулся, а дно бутылки лежало на кирпичах. К концу прута, который под кровлей из-под дна бутылочного высунулся, укрепил он железную проволоку и вел ее до среднего аппартамента все с такой осторожностью, чтобы проволока не коснулась никакого тела, производящего електрическую силу. Наконец, к крайнему концу проволоки приложил он железную линейку так, что она перпендикулярно вниз висела, и к верхнему концу линейки привязал шелковую нить, которая с линейкой параллельно, а с широчайшей стороной линейки в одной плоскости висела".

Соорудив установку, исследователь стал ожидать грозы: "...с великою нетерпеливостью ожидал грому, которой 18 июля в полдень и случился". Хотя "гром повидимому был не близко от строения", электрический указатель начал действовать. Электрические искры были получены и непосредственно во Бремя грома, и во время дождя, и после грома. Опыт продолжался полтора часа и привел к заключению;

"Итак совершенно доказано, что електрическая материя одинакова с громовой материей".

Через неделю в "Ведомостях" появилось сообщение: Рихман повторил 21 июля опыты, применяя лейденскую банку, и снова убедился, что "материя грома не разнится... от електрической материи..."

Одновременно с Рихманом опыты по изучению электричества производил Ломоносов. Однако описание его опытов не сохранилось. Имеется только краткая запись в его отчете за 1752 г.:

"Чинил електрические воздушные наблюдения с немалой опасностью".

Рис. 120. Громовая машина М. В. Ломоносова во время его опытов, произведенных в деревне в июне и июле 1753 года: а b - 'Електрический прут'; с d - 'тощие цилиндры'; ее - концы бревен; к выступающему вверху бревну подвешены: провод, идущий от 'Електрического прута' на дереве, и железный аршин с нитью, к нему привешенной (электрометр); f - электрометр на проводе от 'Електрического прута'; этот электрометр из многих нитей: 'на подобие кисти, которой, несмотря на колебание от ветра, коническою фигурою електрическую силу итог показывать'. - По рисунку, приложенному к труду М. В. Ломоносова: 'Слово о явлениях воздушных, от електрической силы происходящих', 26 ноября 1753 года

Одним из следствий этих опытов были широко известные посвященные электричеству строки Ломоносова в стихотворном письме И. И. Шувалову о пользе стекла. В декабре 1752 г. Ломоносов написал:

 "...Вертясь, Стеклянной шар дает удары с блеском, 
 С громовым сходственным сверканием и треском. 
 Дивился сходству ум, но, видя малость сил. 
 До лета прошлого сомнителен в том был... 
 Внезапно чудный слух по всем странам течет, 
 Что от громовых стрел опасности уж нет! 
 Что та же сила туч гремящих мрак наводит, 
 Котора от Стекла движением исходит, 
 Что, зная правилы изъисканы Стеклом, 
 Мы можем отвратить от храмин наших гром, 
 Единство оных сил доказано стократно..."

В 1753 г. Ломоносов и Рихман продолжали опыты по изучению атмосферного электричества, в результате которых они самостоятельно создали разнообразные "громовые машины", представлявшие собой родоначальников последующих громоотводов.

Ломоносов сделал чрезвычайно важное открытие, вполне самостоятельное, но почти совпадавшее по времени с подобным открытием, совершенным во Франции Лемонье. 25-28 апреля 1753 г. Ломоносов установил, что его громовая машина может показывать наличие электричества в атмосфере в то время, когда никаких грозовых явлений нет:

"Електрическая в воздухе сила далее громового треску распространяется или без действительного грому быть может".

Он провел очень много опытов со своей громовой машиной, частично описанных в его трудах. Один из этих опытов описан им в изъяснении 8-м к "Слову о явлениях воздушных, от електрической силы происходящих".

Рис. 121. Громовая машина, у которой погиб Г. Рихман 26 июля 1753 года: h - место, на котором стоял Рихман, голова его была против g; m - место, на котором стоял гравер Соколов; с - дверь; a b - 'оборванная часть ободверины'. - Из 'Слова о явлениях воздушных, от електрической силы происходящих', 26 ноября 1753 года

"Сего 1753 года, в июле месяце, выставлен был мною Електрической прут а b на высоком дереве в деревне, которой сквозь стеклянные тощие цилиндры с d был просунут и прикреплен к шесту шелковыми снурками; от него протянута была по обычаю проволока в окно, и привешен железной аршин, от края другого не отделанного окна расстоянием на один фут". В качестве электрических "указателей" Ломоносов применил: шелковую нить, подвешенную к аршину, и кисть из нитей (f). Во время грозы, происшедшей 12 июля, он использовал оказавшийся под руками топор для извлечения искр и "конического шипящего огня". Во время опыта "из всех углов е е неравных бревен, бок окна составляющих, шипящие конические сияния выскочили и к самому аршину достигли, и почти вместе у него соединились. Продолжение их времени не было больше одной секунды: ибо великим блеском, с громом почти соединенным, все, как бы угаснув, кончилось".

Ломоносов и Рихман уверенно вели опыты. На очередном акте Академии наук они решили доложить о проведенной работе. Рихман должен был докладывать о самих опытах, а Ломоносов задумал дать теорию опытов, произведенных с "громовой машиной", и показать "пользу, от оной происходящую".

26 июля 1753 г., как писал Ломоносов, "в первом часу пополудни поднялась громовая туча от норда. Гром был нарочито силен, дождя ни капли".

Ломоносов производил опыты, извлекая искры рукой из "громовой машины" и изучая их цвет.

Гроза становилась все сильнее. Ломоносов продолжал вести опыты, невзирая на нарастающую силу громовых раскатов.

"Внезапно, - пишет Ломоносов, - гром чрезвычайно грянул в самое то время, как я руку держал у железа и искры трещали. Все от меня прочь побежали. И жена просила, чтоб я прочь шол. Любопытство удержало меня еще две или три минуты, пока мне сказали, что шти простынут, а при том и електрическая сила почти перестала".

Убедившись, что разряды в "громовой машине" уменьшились, Ломоносов отправился к стынущим щам. Он спокойно сидел и обедал, когда внезапно распахнулась дверь и вбежал слуга Рихмана с восклицанием: "Профессора громом зашибло".

Не стало соратника Ломоносова, пал во имя науки мужественный Рихман. Присутствовавший во время последнего опыта Рихмана гравер Соколов сообшил, что он видел:

"...г. профессор, отстоя на фут от железного прута, смотрел на указателя електрического... из прута, без всякого прикосновения, вышел бледно-синеватый огненный клуб, с кулак величиною, шел прямо ко лбу г. профессора, который в самое то время, не издав ни малого голосу, упал назад на стоявший позади его сундук... В самый же тот момент последовал такой удар, будто бы из малой пушки выпалено было..."

Удар был так силен, что и Соколов упал, но отделался испугом и тем, что "почувствовал на спине у себя некоторые удары, о которых после усмотрено, что оные произошли от изорванной проволоки, которая у него на кафтане с плеч до фалд оставила знатные горелые полосы".

Ломоносов, стремительно бросившийся в дом Рихмана, увидел, что его друг "лежит бездыханен". Никакие усилия вернуть жизнь пострадавшему не увенчались успехом.

Справедливо чтя заслуги и память своего товарища, Ломоносов сказал: "...умер господин Рихман прекрасною смертью... Память его никогда не умолкнет".