4. Зачинатель нового дела

Дело изучения электричества, начатое в нашей стране М. В. Ломоносовым и его современниками, блестяще продолжил Василий Владимирович Петров. Он заслужил право именоваться зачинателем мировой електротехнкки.

В. В. Петров родился в 1761 г. в городе Обояни, б. Курской губернии. Учился в Харьковском коллегиуме и в Петербургской учительской гимназии, еще до окончания которой он отправился в 1788 г. в город Барнаул. Здесь он занял должность преподавателя математики и физики в горной школе Колывано-Воскресенских заводов. На Алтае, где совершил свой творческий подвиг И. И. Ползунов, где творил К. Д. Фролов, где трудилось немало иных новаторов, В. В. Петров начал складываться как исследователь. С 1791 г. он работал в Петербурге до самой кончины в 1834 г. С 1795 г. он стал профессором Медико-Хирургической академии, а в дальнейшем его избрали действительным членом Петербургской Академии наук.

Зная хорошо латинский, английский, французский и немецкий языки, он постоянно был в курсе всех достижений мировой научной мысли, овладел самыми передовыми ее идеями и внес множество ценных вкладов в науку. Один из примеров таких вкладов представляют произведенные В. В. Петровым исследования природы свечения тел - люминесценции.

Холодное свечение тел, или люминесценция, привлекало внимание передовых ученых на протяжении многих столетий. Итальянец Марсильи, ирландец Бойль и другие в XVII в., Лейбниц, Мушенбрек, Паллас, Лавуазье и очень многие другие исследователи XVIII в. изучали холодное свечение, стремясь разгадать его природу. В. В. Петров подошел к исследованию этого явления с новых позиций, опираясь на новую антифлогистическую химию, созданную Ломоносовым, Лавуазье и их соратниками. Внимание русского исследователя привлекали и "фосфоры прозябаемого царства", и "фосфоры из царства ископаемого". Он изучал тела, имеющие "достопримечательное свойство соделываться фосфорическими или светящимися от одного действия на них солнечного света через несколько секунд или по крайней мере от 5 до 10 Минут". Изучая холодное свечение тел, он шел вперед по пути, ведущему к выяснению "непостижимой причины их езечения".

Проводя много опытов и исследований по люминесценции, В. В. Петров сделал свои труды общим достоянием всех ученых, опубликовав много статей и посвятив немало места этим вопросам в своих книгах. Мастер тончайших экспериментов, первый русский исследователь люминесценции сделал большое дело. Его основная заслуга, по заключению исследователя его трудов по люминесценции академика С. И. Вавилова, состоит в том, что "Петрову удалось разделить хемилгоминесценцию от фотолюминесценции".

В. В. Петров всегда и во всем выступал как представитель самых передовых течений в науке Именно так он действовал, защищая и развивая новое учение в химии. В 1801 г. в "Собрании физико-химических новых опытов и наблюдений" В. В. Петров писал:

"Когда я читал Физико-химические бессмертного Лавуазье сочинения, то часто представлялись мне очень важные причины размышлять о следствиях тех опытов, из которых Антифлогистики производят новые, весьма сходные с здравым и не занятым предубеждением рассудком, изъяснения многочисленных удивительных явлений, которые в Природе и при упражнениях наших в опытной физике почти беспрестанно открываются".

"С здравым и не занятым предубеждением рассудком" В. В. Петров уверенно шел вперед, открывая и изучая действительно "многочисленные удивительные явления". Он провел огромную работу, проверяя на практике учение Ломоносова, Лавуазье о кислороде и опровергая все случаи кажущихся отступлений от него. Для характеристики размаха его работ следует указать, что в различных условиях, в том числе и в безвоздушном пространстве, он тщательно изучил окисление разнообразнейших тел. Оа исследовал горение дерева, бумаги, холста, травы, графита, камфары, скипидара, эфира, растительных масел, бальзама, воска и многих других ггсществ. С целью обеспечить должную точность при опытах он производил такие определения, как вычисление объема воздуха, содержащегося в порах дерева.

Борец за новую химию, он сделал все, что было мыслимо в то время для того, чтобы распространить в своем отечестве самые передовые воззрения в этой области, широко используя устное и печатное слово. Продолжая дело, начатое М. В. Ломоносовым, В. В. Петров одновременно с такими передовыми деятелями, как В. М. Севергин, Я. Д. Захаров и их собратья по труду, выковывал в нашей стране ту основу, на которой в том же XIX в. расциело творчество Н. Н. Зикина, А. М. Бутлерова и бессмертного создателя периодической системы Д. И. Менделеева.

В. В. Петрову принадлежит также честь закладки одного из первых камней в великое здание электротехники.

Вплоть до 90-х годов XVIII в. знали только неподвижное распределение электрических зарядов на телах. В 1791 г. Луиджи Гальвани открыл электрический ток, то есть движение электрических зарядов по проводникам. Начинание Гальвани замечательно продолжил Александр Вольта, выполнивший массу исследований в области гальванического электричества. В 1800 г. Вольта создал небывалый снаряд, названный им "искусственный электрический орган" и известный теперь всем как вольтов столб.

Первый в истории человечества генератор электрического тока немедленно привлек внимание Василия Владимировича Петрова, создавшего грандиозный вольтов столб. Израсходовав около 200 рублей, Петров построил поистине "огромную наипаче баттерею", вряд ли имевшую в то время равную себе по мощности во всем мире. Вольтов столб Петрова состоял из 2100 гальванических пар: 4200 медных и цинковых кружков с прокладками из бумаги, пропитанной раствором электролита.

В апреле 1802 г. "гальвани-вольтовская баттерея" Петрова была готова. Соорудив генератор гальваническою электричества невиданных размеров, русский исследователь получил возможность произвести много важных открытий. Опыты были проведены еще в 1802 г., после чего и издана книга, на титульном листе которой написано:

"Известие о гальвани-вольтовсхих опытах, которые производил Профессор Физики Василий Петров, посредством огромной наипаче баттерей, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков". Новейшие исследования говорят в пользу того, что "4200 медных и цинковых кружков" В. В. Петров называл 4200 гальванических пар, т. е. 4200 медных и 4200 цинковых кружков, а всего - 8400 кружков.

Книга В. В. Петрова, закрепившая за ним первенство его открытий 1802 г., принадлежит мировой науке как одно из блестящих доказательств мощи русского творчества.

В "статьях", или главах, своей книги он дал сведения, понятные и доступные для самых широких кругов. Ясно и просто он описал оборудование, чтобы каждый мог сам изготовить батарею и производить с нею опыты. В связи с этим в первой же "статье" он рассмотрел во всех подробностях вопрос: "О составлении и употреблении гальвани-вольтовских баттерей". Этот раздел показывает, что Петров отлично знал, что делалось во всем мире. После детального описания, как соорудить вольтов столб, сопровождаемого практическими указаниями, он отметил неудобство установить большой столб вертикальным и указал, что для таких батарей "выдумано употребление параллельного их с горизонтом расположения".

Это место книги показывает, что русский исследователь еще в 1802 г. знал, что в 1801 г. Крюикшенк придал вольтову столбу форму "ящикового столба".

Опираясь на мировой опыт, Петров отлично решил задачу создания и малых батарей, и грандиозной, описанной им со всеми подробностями.

Следуя правилу открывать доступ к научным делам для всех желающих ими заниматься, В. В. Петров написал вторую главу книги: "О средствах чищения составных гальвани-вольтовской баттерей металлических частей, превращающихся в оксид на поверхности".

Не ограничиваясь печатью, он постоянно производил опыты "в присутствии весьма многих зрителей". Так действовал руский ученый-патриот, стремившийся сделать науку достоянием всего народа.

Главы, или "статьи", III-VIII рассматриваемой книги содержат описание опытов, произведенных В. В. Петровым для изучения "гальвани-вольтовской жидкости", то есть электрического тока, а также его действий. Особенно важна глава VII: "О расплавлении и сожигании металлов и многих других горючих тел, а также о превращении в металлы некоторых металлических оксидов посредством гальвани-вольтовской жидкости".

Содержание этой главы, написанной еще в 1802 г., показывает, что наша страна стала родиной важных открытий. Самое замечательное из них описано в первых же строках.

"Есть ли, - писал В. В. Петров, - на стеклянную плитку или на скамеечку со стеклянными ножками будут положены два или три древесных угля, способные для произведения светоносных явлений посредством Гальвани-Вольтовской жидкости, и естьли потом металлическими изолированными направлятелями (directores), сообщенными с обоими полюсами огромной баттерей, приближать оные (угли - В. Д.) один к другому на расстояние от одной до трех линей, то является между ними весьма яркий белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются и от которого темный покой довольно ясно освещен быть может".

Четко и точно описаны здесь два замечательных открытия:

1. Электрическая дуга, ставшая затем известной под необоснованным названием вольтовой дуги.

2. "Весьма яркий белого цвета свет или пламя" электрической дуги как источник электрического освещения.

До В. В. Петрова были известны только электрические искры, проскакивающие между электродами при их сближении. Он открыл в 1802 г. принципиально инее: постоянное пламя, устанавливающееся между двумя углями, находящимися под током. Не ограничившись открытием этого явления, он указал на возможность использовать электрическую дугу для освещения. За рубежом электрическая дуга получила известность только после того, кек ее описал в "Элементах химической философии" в 1812 г. Гэмфри Дэви, назвавший ее вольтовой по имени Александра Вольта, создавшего вольтов столб. Дэви получил тогда электрическую дугу при помощи большого вольтова столба, состоявшего из 2000 гальванических пар. Этот вольтов столб был устроен только в 1810 г. и затем подарен Королевскому институту в Лондоне его почитателями.

За восемь лет до создания знаменитого лондонского вольтова столба русский новатор создал свой, более мощный столб, имевший много больше гальванических пар, чем предоставленный Дэви для его работ.

Электрическая дуга, открытая В. В. Петровым, стала в дальнейшем первым получившим практическое применение источником электрического освещения. Применив ее в своей электрической свече, П. Н. Яблочков дал человечеству новое освещение.

Электрическая дуга оказалась в руках П. Н. Яблочкова мощным средством для решения главнейших проблем мировой электротехники, Электрическая дуга вместе с тем была одним из первых средств, использованных для нужд радиотелефонии. Она до сего времени применяется при электросварке, имеет широкое распространение в электрометаллургии и является основой множества важнейших производств и отдельных электрических устройств.

Электрическая дуга оказалась столь важным техническим средством, что самый факт ее открытия дает право назвать Василия Владимировича Петрова зачинателем современной электротехники.

Это прианание опирается не только на открытие электрической дуги, но и еще на многое иное. В. В. Петров не просто открыл электрическую дугу и тем ограничился. Он показал, как следует ее использовать для практических целей, в частности указал на возможность освещения при помощи дуги. Он произвел значительное число опытов, заменяя один из угольных электродов металлическим и изучая, что происходит с металлами в пламени электрической дуги. Он установил, что между электродами "является больше или меньше яркое пламя, от которого сии металлы иногда мгновенно расплавляются..."

Так была впервые доказана возможность плавки металлов при помощи электрической дуги, что в дальнейшем имело выдающееся промышленное значение.

Вместе с тем он установил возможность превращения металлов в пламени электрической дуги в кх окислы: "...можно собрать большее или меньшее количество оксида, свойственного каждому металлу цвета".

В. В. Петров произвел открытия, легшие в дальнейшем в основу еще одной отрасли техники. Он впервые открыл возможность получать при помощи электричества металлы из руд. Изучая действия электрической дуги "при употреблении огромной баттереи", он установил следующее:

"...пытал я превращать красные свинцовый и ртутный, также и сероватый оловяный оксиды в металлический вид: следствия же сих опытов были такие, что упомянутые оксиды, смешанные с порошком древесных углей, салом и выжатыми маслами, при сгорании сих горючих тел иногда с пламянем, принимали настоящий металлический вид..."

Рис. 124. Титульный лист книги В. Петрова: 'Известие а гальвани-вольтовских опытах', 1803 год

В книге, вышедшей из печати еще в 1803 г., русский новатор указал на возможность восстановления металлов из окислов, получая металлы, имевшие "настоящий металлический вид". Следовательно, В. В. Петрову принадлежит мировое первенство как зачинателю электрометаллургии, имеющей теперь огромное значение. В. В. Петрову принадлежит также честь первых опытов, последующее развитие которых привело к созданию электрической сварки, данной человечеству русскими новаторами Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым в 80-90-х годах XIX в.

Сопоставим общеизвестную теперь всем картину электрической сварк" И текст, опубликованный в 1803 г. В. В. Петровым, применившим при получении электрической дуги проволоку в качестве одного из электродов:

"Когда тонкая железная, согнутая в спиральную фигуру и притом изолированная проволока... и сообщенная с одним полюсом огромной баттереи, будет употреблена для опыта... и поднесена к углю, сообщенному с другим полюсом баттереи, то между ними является также больше или меньше яркое пламя... конец проволоки, почти во мгновение ока, краснеет, скоро расплавляется и начинает гореть с пламенем и разбрасыванием весьма многих искр по различным направлениям".

Кроме приведенных открытий, В. В. Петров сделал немало иных, изучая свечение газов в разреженном пространстве и другие "светоносные явления", вызываемые электрическим током. "Огнем, сопровождающим течение гальвани-вольтовской жидкости", т. е. огнем, получаемым при помощи электрического тока, он мог "весьма удобно" зажигать водород, вызывал выстрелы "електрического пистолета" и "медной електрнческой пушечки". При помощи того же огня он зажигал винный спирт, серный и селитренный эфиры, мятное и гвоздичное масла. Он изучал при различных условиях зажигание электричеством этих веществ, а также хлопчатой, писчей бумаги, графита и иных материалов.

В. В. Петров сделал много важных открытий, легших в дальнейшем в основу учения об электроматериалах. В 1804 г. вышла из печати книга: "Новые електрические опыты профессора Василия Петрова".

Вплоть до начала XIX в. общепринятым было мнение, что существуют "тела електрические" (изоляторы), могущие электризоваться, и "тела неелектрические" (проводники), неспособные электризоваться при трении. Именно в этом были убеждены ученые всех стран, современники В. В. Петрова. В названной работе он указал, что известные парижские физики Либе в 1801 г. и Сю старший в 1802 г. в своих печатных сочинениях единогласно утверждали, что металлы "не могут через трение соделаться чувствительно електрическими".

Подобное заблуждение, тормозившее развитие науки, необходимо было опровергнуть. Одним из борцов против этого вредного заблуждения выступил В. В. Петров. Он показал в своих "Новых електрических опытах": "...все металлы могут соделываться електрическими, без сообщения их с другими наелектризованньши телами, ...если над ними будет произведено стеганке".

Опыты русского новатора, производившего "стегание", то есть получение электричества при помощи трения, показали, что электризоваться за счет трения могут и металлы, и все иные тела, вплоть до тела человеческого.

"Новые електрические опыты" богаты и многими другими открытиями, вплоть до открытия образования окиси азота воздуха при электрических разрядах. Это явление, открытое В. В. Петровым, было в дальнейшем использовано для развития в конце XIX в. новой отрасли промышленности, занятой производством связанного азота и его соединений, важнейшего сырья для производства взрывчатых веществ, удобрений и многого иного.

В 1801 г. в "Собрании физико-химических новых опытов и наблюдений" В. В. Петров скромно писал:

"Я природный россиянин, не имевший случая пользоваться изустным учением иностранных профессоров физики и доселе остающийся в совершенной неизвестности между современными нам любителями сей науки".

Для "природного россиянина" оказалось не страшным то, что сн не пользовался в годы учебы "изустным учением" зарубежных профессоров. Его работы показывают, что он сумел овладеть всем опытом, накопленным во всем мире, и совершить на строго научной основе множество важных открытий в области электротехники, физики, химии.

Зачинатель современной электротехники, В. В. Петров опубликовал свои труды, сделав их всеобщим достоянием; он закрепил за своей родиной первенство во многих делах, легших в последующем в основу практического применения электричества.

Электрическая дуга и ее разнообразнейшие применения, электрическое освещение, электрометаллургия, электросварка, электрохимия и многие иные отрасли применения электричества, как нами показано, имеют в начале сЕоей истерии труды замечательного новатора; В 1803 г. В. В. Петров, отлично понимая условия, окружавшие его в царской России, завершил свое "Известие о гальвани-вольтовских опытах" словами:

"Я надеюсь, что просвещенные и беспристрастные Физики по крайней мере некогда согласятся отдать трудам моим ту справедливость, которую важность сих последних опытов заслуживает".

Творчество В. В. Петрова только теперь получило всеобщее признание. Весь советский народ чтит память "первого русского электротехника, акад. В. В. Петрова, открывшего в 1802 г., за несколько лет до Дэви, явление вольтовой дуги и предсказавшего применение этого явления в технике (сварка металлов, электрометаллургия)". (Из постановления Президиума ЦИК СССР, № 9, 8 июня 1935 г.).