Текст книги "От добермана до хулигана. Из имен собственных в нарицательные"
Автор книги: Марк Блау
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 21 страниц) [доступный отрывок для чтения: 8 страниц]
Холодно – горячо
Чем успешнее научная деятельность ученого, тем меньше в его жизни всякого рода приключений. К примеру, Джеймс Прескотт Джоуль целыми днями возился с хитроумными приборами, пропадал в лаборатории, что-то там измерял. А по воскресеньям ходил в церковь. И в этом была вся его жизнь. Между тем без исследований Джоуля человечество вряд ли пришло бы к пониманию природы теплоты и к ее максимальному использованию в паровых машинах, а после и в двигателях внутреннего сгорания. Благодаря этой тихой революции самобеглые коляски появились на улицах городов, а обыватели обзаводились новыми приборами, которые считали очень необходимыми, – градусниками, или термометрами.
Первый термометр придумал в 1592 году Галилео Галилей. Он сделал из стекла небольшой шарик с присоединенной к нему стеклянной трубкой. Когда шарик нагревали, воздух в нем расширялся и выталкивал из трубки воду. При охлаждении же воздух сжимался и вода входила в трубку. Преемник Галилея по кафедре математики и физики во флорентийском университете Эванджелиста Торричелли (Evangelista Torricelli; 1608–1647) соорудил первый жидкостный термометр, усовершенствовав конструкцию Галилея. В термометре Галилея шарик, который нагревали или охлаждали, находился в верхнем конце трубки. Саму трубку надо было держать так, чтобы ее край находился в сосуде с водой. Торричелли перевернул прибор шариком вниз, а в трубку налил спирт. Большинство термометров до сих пор работают на основе того же принципа – свойства расширения жидкостей при нагревании. Имя Торричелли, кстати, было увековечено последующими поколениями физиков. Внесистемную единицу измерения атмосферного давления, которую мы привыкли называть миллиметром ртутного столба, переименовали в торр.
В 1714 году немецкий физик Даниэль Габриэль Фаренгейт (Daniel Gabriel Fahrenheit; 1686–1736) изготовил первый градуированный термометр, наполненный не водой, а ртутью. В фамилии Фаренгейта четко видится немецкое слово fahren («ехать»). Предки физика, действительно, немало изъездили южное побережье Балтийского моря. Здесь цепочкой расположились немецкие города, вдоль которых пролегал путь транзитной торговли между Россией, Скандинавией, Германией и Фландрией. Еще в XIII веке эти города объединились в союз, который стал называться Ганзой. В Ганзу входили не только немецкие города. Новгородские и псковские купцы успешно торговали с заморскими гостями, а новгородские же ушкуйники и землепроходцы охотно торили пути на северо-восток, вдоль неуютных берегов Северного Ледовитого океана, зная, что сбыт найденным в этих краях богатствам (главным образом, мехам и моржовой кости) будет обеспечен.
Прадед Фаренгейта жил в Ростоке, а затем в Кёнигсберге. Дед, Райнгольд Фридрих, переехал из Кёнигсберга в Данциг. Здесь фортуна ему улыбнулась, торговые дела пошли отлично, и он стал одним из самых богатых людей в Восточной Пруссии. Сын Даниэль сочетался браком с дочерью известного в Данциге купца Шумана. У пары было пятеро детей, Даниэль Габриэль был старшим.
Отец и мать умерли внезапно и одновременно. Даниэль Габриэль в 16 лет стал главой семьи. Он перебрался в Амстердам и начал там заниматься торговлей.
В постоянных переездах по городам Голландии, Северной Германии и Дании Фаренгейт свел знакомство со многими естествоиспытателями. Он понял, что университеты – не только цитадель науки, но и новый рынок сбыта. Ученые из Лейдена, Копенгагена, Лейпцига, Берлина охотно будут покупать изделия из стекла, те же барометры и термометры. В 1717 году Фаренгейт поселился в Гааге и первым в своей семье начал заниматься наукой и даже получать от этого прибыль.
Термометры Фаренгейта, снабженные шкалой, хорошо продавались. Наконец-то у ученых появилась возможность единообразно определять температуру! Фаренгейт ввел стандартную температурную шкалу де-факто. Так 250 лет спустя фирма IBM начала массовое производство персональных компьютеров и заставила всех последующих производителей принять созданную ими архитектуру в качестве стандарта.
Сейчас трудно сказать, почему, градуируя свой термометр, Фаренгейт использовал измерение температуры в трех точках. Решение несколько странное – третья точка оказывается лишней; скорее всего, она была контрольной (вроде четвертой ножки у табурета, устойчивости не добавляющей, если ее длину как следует не подогнать к длине других ножек).
За начало отсчета Фаренгейт принял температуру, как он считал, близкую к температуре замерзания ртути. При этом ртутный шарик «съеживался» и стеклянная трубка, выходящая из нижнего баллончика, оставалась пустой. Вторая точка отсчета на шкале Фаренгейта соответствовала температуре замерзания воды. Фаренгейт определил ее в 32 градуса (градусы Фаренгейта по величине отличаются от привычных нам, и потому обозначаются °F). Наконец, за 100 °F была принята температура тела человека. Как оказалось, Фаренгейт просчитался дважды. Температуру замерзания ртути он завысил почти вдвое, а нормальной температурой человеческого тела почему-то посчитал температуру сильно больного человека. В результате двух этих ошибок получилась довольно странная шкала, где температура кипения воды составляла 212 °F, а температура при которой воспламеняется и горит бумага, – 451 °F. Благодаря замечательному роману американского писателя Р. Брэдбери эта цифра стала знаменитой на весь мир. А шкала Фаренгейта как бы обрела вторую молодость. Потому что к тому моменту, когда роман Р. Брэдбери был опубликован (в 1953 году), почти все страны мира, за исключением Великобритании и США, перестали пользоваться этой не очень удобной, хотя и первой по времени изобретения температурной шкалой. Более того, благодаря роману, в котором герой по долгу службы сжигает книги, слово «Фаренгейт» стало в некотором смысле синонимом пламени. Модные мужские духи от фирмы «Кристиан Диор», названные «Фаренгейт», заключены во флакончик огненно-красного цвета.
Другую шкалу измерения температуры предложил в 1730 году французский ученый Рене Антуан Реомюр (René Antoine de Réaumur; 1683–1757). Он делал опыты со спиртовым термометром, а за две точки отсчета предложил принять точку замерзания и точку кипения воды. Расстояние между этими точками Реомюр разделил на 80 градусов. Почему? Да потому, что при изменении температуры в этих пределах спиртовая смесь, использовавшаяся Реомюром в термометре, расширялась на 8 процентов. Революционное правительство Франции утвердило использование шкалы Реомюра в своей стране. Постепенно эта температурная шкала распространилась и в других странах Европы. В России для метеорологических измерений ее применяли вплоть до 1869 года, но в обыденной жизни термометры Реомюра сохранялись едва ли не до революции. По крайней мере, сказка писателя В. М. Гаршина, написанная в 1882 году, начинается так: «В один прекрасный июньский день, – а прекрасный он был потому, что было двадцать восемь градусов по Реомюру, – в один прекрасный июньский день было везде жарко». Действительно жарко, ведь 28 градусов по Реомюру – это 35 привычных нам градусов Цельсия. Скорее всего, и в известной жалостной дореволюционной песне «Раскинулось море широко» температура тоже указана по шкале Реомюра:
Нет ветра сегодня, нет мочи стоять.
Согрелась вода. Душно, жарко.
Термометр поднялся аж на сорок пять,
Без воздуха вся кочегарка!
Корабль в песне идет по Красному морю. Здесь сорокаградусная жара – не редкость. Так что в кочегарке у котлов было гораздо жарче: 45 градусов по Реомюру – это 56 градусов Цельсия!
Температурная шкала, которую мы считаем привычной, предложена в 1742 году шведским ученым Андерсом Цельсием (Anders Celsius; 1701–1744). Промежуток между точкой плавления льда и точкой кипения воды он разделил на 100 градусов. При этом сначала температура кипения воды была обозначена как 0 °C, а температура таяния льда как 100 °C. Но считать увеличение температуры в сторону охлаждения оказалось не совсем привычно, и довольно скоро ученые приняли решение поменять значения опорных температур местами.
Температурная шкала Цельсия была простой и удобной, благодаря чему быстро завоевала неанглоязычный мир; в англоязычных странах по-прежнему измеряли температуру градусами Фаренгейта. Правда, и в шкале Цельсия было определенное неудобство. Нулевую точку шведский ученый выбрал достаточно произвольно. При измерении низких температур приходилось к числу градусов добавлять минус. Или попросту говорить «столько-то градусов мороза». В некотором смысле, более прав был Фаренгейт, выбирая началом для своей шкалы температуру замерзания ртути: 39 градусов ниже точки замерзания воды. Такие температуры казались европейскому ученому просто нигде в мире не существующими. Абсолютным нулем!
Как оказалось, абсолютный нуль существует, но при более низких температурах. Это открытие принадлежит гениальному английскому физику Уильяму (Вильяму) Томсону, лорду Кельвину (William Thomson, lord Kelvin; 1824–1907). Его отец, Джеймс Томсон (1776–1849), был известным математиком. Сам же Уильям в 22 года занял кафедру теоретической физики в университете в Глазго. Он был талантливым математиком и разносторонним физиком, занимаясь самыми разными вопросами термодинамики и электричества, и даже геологии. Среди прочего, он участвовал в одном из крупных научно-технических проектов середины XIX века – прокладке трансатлантического кабеля. Дело в том, что по уже проложенному кабелю телеграфные сообщения проходили с сильными искажениями, причиной которых была большая длина провода. Томсон решил задачу передачи импульсов вдоль длинного проводника. В результате стала возможной трансатлантическая телеграфия.
К идее абсолютного нуля Уильям Томсон пришел на основе экспериментов Джеймса Джоуля. Обобщая их, он сформулировал второе начало термодинамики и показал, что температура тела определяется его внутренней энергией, суммарной энергией движения молекул. Чем меньше скорость движения молекул, тем ниже температура тела. Абсолютный нуль температуры – это когда все молекулы тела остановились. Расчеты показали, что это происходит при температуре –273, 15 °C. Ниже температуры просто быть уже не может. Собственно говоря, и абсолютный нуль температуры достижим только теоретически.
Температурная шкала, за начало которой принят абсолютный нуль, называется шкалой Кельвина, а один градус этой шкалы, равный по величине градусу Цельсия, – градусом Кельвина, или просто Кельвином. Эта единица температуры названа в честь Уильяма Томсона, которому за заслуги в развитии британской науки в 1892 году королева Виктория пожаловала звание лорда Кельвина. Кельвин – это не родовое поместье, а название реки, протекающей через территорию университета Глазго, ставшего родным для Уильяма Томсона.
С низкими температурами связано имя еще одного шотландского физика и химика, Джеймса Дьюара (James Dewar; 1842–1923). Сосудом Дьюара или попросту дьюаром называют емкости для хранения и транспортировки сжиженных газов. Устройство дьюара достаточно простое: в металлический корпус помещена стеклянная колба с двойными стенками. Воздух между стенками откачан, а поскольку вакуум – лучший теплоизолятор, находящаяся внутри холодная жидкость не нагревается, а горячая – не охлаждается. Эта конструкция напоминает что-то знакомое… Обычный домашний термос! Вот именно.
Джеймс Дьюар в 1890-х годах занимался экспериментами по сжижению газов. В 1891 году он научился получать жидкий кислород, в 1898 году – жидкий водород. Еще через год Дьюар получил водород твердый. В 1892 году он придумал специальный сосуд для хранения сжиженных газов. А в 1904 году немецкая компания «Термос» начала массовое производство таких емкостей, и не только для научных целей, но и для мирного домашнего использования: чтобы кофе во время лыжной прогулки не остыл.
Ученые головы
Мой сын долгое время воображал, что вольт – это злобный и кусачий гномик, сидящий в розетке. На одном из своих портретов итальянский физик и физиолог Алессандро Вольта (Alessandro Volta; 1745–1827) – точь-в-точь такой сердитый гном. Хотя, по отзывам современников, был он высок, красив лицом и любезен с собеседниками. Вообще образ гениального, но бедного, а потому озлобленного ученого – это не про него. Про него – пословица «Родился с золотой ложкой во рту». Ну или с золотой монетой. Ведь Алессандро был четвертым ребенком в знатной и богатой семье.
Сперва окружающие считали, что мальчуган отстает в умственном развитии. Только в четырехлетнем возрасте Алессандро заговорил, сказал свое первое слово, и слово это было: «Нет». Потом он довольно быстро догнал и перегнал своих сверстников – в школе ордена иезуитов в родном городке Комо на севере Италии считался одним из первых. Иезуитские школы славились высоким уровнем образования не только в области гуманитарных дисциплин, но и в естественных науках. Вполне возможно, что именно здесь Алессандро Вольта увлекся естествознанием и модными тогда опытами с электричеством. Свой первый научный труд, в котором предлагалась конструкция усовершенствованной машины для производства электричества, Вольта опубликовал в 26 лет. Предложенная им электрофорная машина позволяла накапливать большие заряды электричества и демонстрировать затем роскошные искусственные молнии – искровые разряды. В те же годы он придумал еще один полезный прибор – электроскоп, позволявший не только определять наличие электрического заряда, но и степень заряженности предмета. Сейчас мы определяем это с помощью вольтметра, но в конце XVIII века вольтметра еще не было, зато был Вольта. С 1774 по 1779 год А. Вольта преподавал физику в гимназии города Комо. В это время он обнаружил, что так называемый «болотный газ» – это горючий газ метан, и даже сконструировал метановый пистолет, в котором вместо пороха взрывался и выталкивал пулю метан, воспламененный электрической искрой. В 1779 году Вольта стал профессором кафедры физики университета в Павии. В этом университете якобы учился еще Христофор Колумб.
Главное свое открытие Вольта сделал в 1800 году в ходе проверки опытов итальянского физиолога Луиджи Гальвани (Luigi Galvani; 1737–1798). Тот обнаружил, что лапка препарированной лягушки, подвешенная на медном крючке, сокращалась, когда ее касались стальным скальпелем. Гальвани посчитал, что он открыл особый вид электричества, вырабатываемый живыми организмами. Для этого электричества даже название было придумано: гальваническое. Из-за этого электричества, не существующего на самом деле, мы до сих пор называем гальванометром прибор, указывающий наличие тока в цепи, а гальванопластикой – электрохимический процесс осаждения металла на неметаллических поверхностях. В ходе своих экспериментов Вольта понял, что электричество вырабатывалось не в плоти бедной лягушки, а в результате соприкосновения во влажной среде двух разнородных металлов. Лапка дергалась, только отмечая прохождение через нее возникшего при этом тока.
Для проверки своей догадки о том, что два разнородных металла, будучи соединенными, являются источниками электричества, Вольте снова пришлось засунуть в рот золотую монету, с которой он, как говорили, родился. Монету он положил на середину языка, кончиком же языка коснулся оловянной пластинки, которую с монетой соединяла проволочка. На языке стало кисло. Такой же фокус почти все мы проделывали в детстве, касаясь языком полюсов заряженной электрической батарейки. Во рту становилось кисло от проходящего между полюсами электрического тока. После ряда таких «кисленьких» опытов Вольта установил, какие пары металлов дают большую электродвижущую силу, и придумал способ их соединения в батареи. Батареи состояли из металлических кружочков, медных и цинковых, переложенных кружочками из ткани, пропитанными раствором соли или же соляной кислотой. Чем больше кружочков, тем большее напряжение давала батарея. Батареи-рекордистки были изрядной высоты. Французы назвали их вольтовыми столбами. Батареи Вольты стали первым более или менее стабильным источником электрической энергии, основой для дальнейшего изучения свойств электричества.
Французы больше других вознаградили Вольту за его открытия. Дело в том, что Наполеон, к тому времени еще не император, а первый среди равных, то есть первый консул Республики, считал науки основой процветания родной Франции, а электричество – важнейшей из наук. Естественно, он не поскупился на награды великому ученому. Вольта оказался рыцарем Почетного легиона, получил звание сенатора, стал графом и академиком. Кроме почестей ученого осыпали и деньгами в огромном количестве. А через полстолетия после его смерти, в 1881 году на Международном конгрессе французские электрики предложили назвать в честь Алессандро Вольты единицу электрического напряжения, и теперь каждый школьник знает, что такое вольт.
В начале XIX века электричество продолжало оставаться по большей части собранием удивительных фактов и чудес, нежели стройной наукой с правилами и законами. Однако оно притягивало к себе светлые умы.
Андре Мари Ампера (André Marie Ampère; 1775–1836) можно было назвать гением без всяких оговорок. Он с малых лет проявил исключительные способности. Его детство прошло в небольшом поместье Полемье (Poleymieux-au-Mont-d’Or), которое его отец, Жан-Жак Ампер, торговец шелками, приобрел в окрестностях родного Лиона. Юный Ампер в школу не ходил, но под руководством отца быстро выучился считать и читать, и не только по-французски. Мальчик знал латынь, греческий и итальянский. Довольно скоро все книги в немалой домашней библиотеке были прочитаны. Особенно увлекали Ампера естественные науки и математика. Настолько, что в 12 лет он самостоятельно разобрался в основах математического анализа, а в 14 лет написал первую научную работу по математике.
По словам Ампера, когда ему исполнилось 13 лет, в его жизни произошли три важных события: причастие, прочтение книги о жизни Декарта и взятие Бастилии. В тот год он еще не догадывался о том, какое это проклятие – жить в эпоху грандиозных перемен. Но уже через несколько лет Великая французская революция тяжелой телегой переехала его жизнь. В 1793 году в Лионе вспыхнуло контрреволюционное восстание. Богатый коммерсант Ампер-старший, исполнявший еще обязанности городского мирового судьи, занимал эту должность и при мятежниках. Поэтому после подавления восстания его казнили – как сообщника аристократов. Имущество семьи было конфисковано.
Но отец дал сыну прекрасное образование. После казни отца юный Ампер зарабатывал на жизнь частными уроками. Революция закончилась, словно кошмарный сон. Жизнь постепенно возвращалась в обычную колею. В 1799 году Ампер женился на Катрин Каррон, а через год у него родился сын, которого назвали в честь деда – Жан-Жаком. К слову сказать, на Жан-Жаке природа не отдохнула. Впоследствии он стал известным филологом и литератором, членом Французской академии.
В 27 лет, в 1802 году, Ампер стал преподавателем физики и химии; в 1805 году – преподавателем математики в знаменитой парижской Политехнической школе; с 1814 года он – член Парижской академии наук. Членство в академии было пожизненным и хорошо оплачивалось. Так что Ампер мог всерьез заняться наукой. Специальностью Ампера в академии была математика. Он занимался теорией вероятностей и математической физикой. Впрочем, его интересы распространялись и на естественные науки. Ученый сделал первую попытку классифицировать химические элементы в соответствии с их свойствами.
Но прославили Ампера исследования в области электромагнетизма. На это натолкнули его в 1820 году опыты датского ученого Ханса Кристиана Эрстеда (Hans Christian Ørsted; 1777–1851). Эрстед обнаружил, что проволока, по которой протекает ток, притягивает к себе стрелку компаса. Ампер поставил ряд экспериментов и пришел к выводу, что магнитные явления вызываются движущимися электрическими зарядами, то есть электрическим током. Два провода, по которым протекает ток, притягиваются или отталкиваются в зависимости от направления движения зарядов. Если провод свернуть в виде катушки, такая катушка будет себя вести, как полосовой магнит. На основе своих экспериментов Ампер выдвинул предположение о том, что любой магнит содержит внутри множество круговых электрических токов. Притяжение или отталкивание магнитов объясняется взаимодействием этих токов.
Классическая работа Ампера «Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта», написанная в 1826 году, навела порядок в разнообразном экспериментальном материале, накопленном к тому времени. Ампер выразил закон взаимодействия токов в виде строгой математической формулы и, в конечном счете, создал новую науку о движении электрических зарядов, электродинамику. По праву его считают «Ньютоном электричества».
Заслуги Ампера как основателя электродинамики получили всеобщее признание. Его имя было увековечено на Международном конгрессе электриков в 1881 году в названии единицы измерения силы тока – ампер. А единица сопротивления получила короткое название ом – по фамилии Георга Симона Ома (Georg Simon Ohm; 1787–1854). Сын небогатого баварского слесаря, он в конце жизни стал профессором физики.
Ом открыл закон, который выглядит так просто, что его может выучить даже двоечник. Победить экспериментальные трудности, возникшие при этом, смог бы только потомственный немецкий ремесленник, упрямый, с умной головой и с умными руками. Именно Ом изобрел тот прибор, который мы называем именами других ученых: гальванометр или амперметр. Прибор измеряет силу тока, протекающего по проводу, посредством измерения угла поворота магнитной стрелки; угол, как обнаружил Ом, оказался пропорционален току, по проводнику протекающему. Благодаря гальванометру была решена одна из экспериментальных трудностей: как определять силу тока?
Другая экспериментальная трудность заключалась в том, что имевшиеся в распоряжении Ома источники электричества – вольтовы батареи – были очень нестабильными. Напряжение, даваемое такой батареей, быстро падало. Поддержать стабильное напряжение в ходе эксперимента было невозможно. Из-за «плывущего» напряжения первые работы Ома, посвященные изучению проводимости, оказались неверными, и доверие к его экспериментам в научной среде было подорвано. Это не заставило упрямого Ома отказаться от их продолжения.
Во второй серии экспериментов ученый воспользовался новым, только что открытым эффектом термоэлектричества. Термопара медь – висмут, один конец которой был опущен в горячую воду, давал напряжение небольшое, зато неизменное – куда более стабильное, чем напряжение, вырабатываемое капризным вольтовым столбом.
Закон Ома не сразу был признан ученым миром. Все помнили о прежней неудаче немецкого профессора и новым данным не поверили, пока не перепроверили. Повторные эксперименты были проведены во Франции в 1831–1837 годах. С тех пор закон Ома стал одним из краеугольных камней электротехники.
Предложенная на Международном конгрессе электриков в 1881 году идея называть единицы измерения именами знаменитых ученых понравилась мировому научному сообществу. И тут же вызвала разногласия. Так, американцы выразили принципиальное несогласие с тем, что единицу измерения проводимости (величина, обратная сопротивлению) назвали сименсом в честь немецкого инженера Вернера фон Сименса (Werner von Siemens; 1816–1892).
– Что это у вас, европейцев, единицы измерения называют только в честь европейских ученых? – возмутились они. – У наших ученых заслуг не меньше!
С ними согласились и ввели в научный обиход генри, теслу и белл.
Генри – это единица индуктивности, позволяющая выразить, насколько чутко электрическая цепь реагирует на изменение тока в ней; названа в честь американского физика Джозефа Генри (Joseph Henry; 1797–1878). Он проводил эксперименты по электромагнитной индукции параллельно с Майклом Фарадеем, но опубликовал свои результаты на полгода позже. Вообще, Дж. Генри не очень везло с приоритетами. На шесть лет раньше С. Морзе он изобрел телеграф, который работал на территории Принстонского колледжа и передавал сигналы на расстояние в одну милю. Явление, на основе которого работают современные трансформаторы, тоже открыл Дж. Генри. А последней своей работой в области электричества Генри опередил Генриха Герца на 40 лет. Еще в 1842 году он обнаружил, что железные стержни, находившиеся в подвале здания, намагничивались от электрической искры, полученной на втором этаже. Да и с названной в его честь единицей измерения ему повезло не очень. В повседневной жизни мы с магнитной индуктивностью встречаемся не слишком часто. Фамилию Генри на электрических приборах не пишут. И обывателю нет повода помянуть американского профессора добрым словом.
Обычному человеку, пожалуй, не очень ясно, чем магнитная индуктивность (которую измеряют в генри) отличается от магнитной индукции, для измерения которой была предложена единица тесла. Но если он не слышал про гениального изобретателя-электротехника Николу Теслу (Nikola Tesla; 1856–1943), остается только грустно развести руками. Ведь без изобретений Теслы наша жизнь была бы сейчас гораздо менее комфортной. Переменный ток доходит до нашей электрической розетки от дальних электростанций. Электромоторы послушно выполняют самые разнообразные работы. Трансформаторы, радиостанции, даже микроволновые печи на кухнях – все они появились благодаря прозорливости и титаническому трудолюбию гениального ученого.
Тесла родился в Хорватии, в городке Смилян. Получил образование он сначала в техническом училище в Граце, а потом в Пражском университете. По окончании учебы Тесла поработал немного инженером общества по телефонизации Будапешта, после чего уехал в Париж, где в 1882–1884 годах работал в европейском отделении компании Эдисона. В 1884 году он с рекомендательным письмом руководителя отделения уехал в США и там начал работать у самого Эдисона.
Однако Тесла рассорился с Эдисоном навсегда из-за того, что тот обманул его, не заплатив обещанные 50 тысяч долларов. Хотя причины разногласий между двумя великими изобретателями были не только личные, но носили и принципиальный технический характер.
У Эдисона была уже вполне процветающая компания, нацеленная на внедрение электрического освещения на основе постоянного тока. Были, конечно, у постоянного тока определенные недостатки. Например, его нельзя было передавать на большие расстояния. Если хозяин хотел осветить свой дом электричеством, к дому не подводили, как сегодня, электрические провода от внешней сети, а устанавливали в подвале генератор, который довольно шумно вырабатывал электричество для всего дома. Это было неплохо для невысокого здания, но о том, чтобы подать электроэнергию, скажем, на 50-й этаж, речи не было. Впрочем, 50-этажных небоскребов в Америке в то время еще не строили. Так что Эдисон не считал недостатки постоянного тока принципиальными и рассчитывал с ними справиться по ходу дела. Авторитет Томаса Эдисона ценился дорого. Его компанию финансировал знаменитый миллионер Дж. П. Морган.
Тесла же был полон идей об использовании переменного тока. И не только идей. В 1888 году он получил патенты на изобретение многофазных электрических машин (в том числе асинхронного электродвигателя) и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. Теперь практически все было готово для электрификации не одного дома, а всей страны. Схема была простой. Мощные электростанции – это своеобразные заводы электрической энергии. Их строят на могучих реках или вблизи месторождений топлива. Трансформаторы повышают напряжение, вырабатываемое генераторами станции, что позволяет передавать энергию на большие расстояния без существенных потерь. Непосредственно перед поступлением к потребителю напряжение с помощью того же трансформатора снижается до безопасного значения. Кстати, переменный ток оказался более безопасным для человека, чем постоянный, хотя Эдисон и его сотрудники пытались доказать обратное.
Финансировать осуществление проектов Теслы взялся известный американский промышленник Джордж Вестингауз (George Westinghouse; 1846–1914). В 1869 году он получил патент на изобретенный им пневматический тормоз для железнодорожных вагонов. Позже Вестингауз придумал также новую систему сигнализации на железных дорогах, буфера для смягчения ударов при столкновениях вагонов в начале движения состава и при его остановке. Внедрение изобретений Вестингауза сделало его миллионером, и он «перевел стрелку» на другой путь: занялся электричеством и стал внедрять в жизнь идеи Н. Теслы. Компания «Вестингауз электрик» (в наше время ее название – «Дженерал электрик») стала внедрять в повседневную жизнь переменный электрический ток. В 1893 году электросеть Вестингауза освещала Всемирную выставку в Чикаго, а в 1894 году 10 электрогенераторов его конструкции были установлены на новой гидроэлектростанции Ниагарского водопада.
Сам Тесла стремился к воплощению в жизнь новых идей. В 1889 году он начал исследовать токи высокой частоты (ВЧ) и высоких напряжений. В 1899 году он переехал в штат Колорадо, известный могучими грозами, и одновременно с попытками разгадки тайн молнии начал строительство радиостанции мощностью 200 кВт.
Эксперименты с токами высокой частоты выглядели очень эффектно. Излучатели рассеивали в разные стороны искровые разряды и длинные линейные молнии. Тесла совсем не таил от журналистов и посетителей эти красивые и грозные эффекты. Демонстрации способствовали распространению слухов о нем как о настоящем чародее. Ничего удивительного нет в том, что до сих пор жива версия: это из-за экспериментов Теслы над сибирской тайгой утром 30 июня 1908 года произошел взрыв мощностью в 10–40 мегатонн (что соответствует энергии средней водородной бомбы). Тесле же приписывают эксперименты по превращению большого военного корабля США со всей его командой в невидимый объект с последующим его переносом в другую точку пространства.
Из тех американских ученых, чьи фамилии превратились в единицы измерения, хорошо известен нам Александр Грэхем Белл (Alexander Graham Bell; 1847–1922). Его известность сродни известности Колумба: все знают, кто открыл Америку, и всем известно, кто изобрел телефон.
А громкость звука измеряют в децибелах – об этом тоже все слышали. В акустике бел фактически принят за единицу громкости звука. Бел определяет соотношения двух мощностей: измеряемого звука и звука, который человеческое ухо уже не воспринимает (порог слышимости). Сравнение происходит не по обычной, а по логарифмической шкале: изменение громкости на одну единицу означает изменение соотношения мощностей в 10 раз. Так, громкость шепота – 30 дБ, значит, мощность шепота в 1 000 (103) раз превышает порог слышимости; шум легкового автомобиля – 60 дБ, то есть его мощность превышает порог слышимости в 1 миллион (106) раз; громкость нормальной человеческой речи – 70 дБ.
