Фонд 13/64, опись 1, дело 89 ЦГА ВМФ
50 лет во флоте
П.Н.Рыбкин
(1894-1944)
Воспоминания о совместной работе с изобретателем радио А.С. Поповым.
«Язык техники должен быть языком молодежи»
В этой книге напрасно читатель будет искать описания больших морских сражений, страшных бурь или красот покойного моря, как бы ласкающего нас за все перенесенные бедствия. Ничего этого нет в настоящей книге. Но читатель узнает, что есть и другие бури, есть и другая жестокая борьба – борьба за завоевание новых тайн природы, борьба за науку, за будущее счастье человека. В этой борьбе есть свои неизгладимые жертвы, есть свои радости, есть свои герои. Об одном из таких героев науки – изобретателе радио Александре Степановиче Попове, его горестях и радостях идет здесь повествование.
Петр Рыбкин
г. Новосибирск.
ст. Иня
Введение
ПОЧЕМУ НАМ ДОРОГО РАДИО
Немного больше, чем через 50 лет, волна жизни перенесет нас через знаменательный рубеж: вспомнится 2000 со дня исчисления времени нашей эры. Нет сомнения, что эта историческая дата будет широко отмечена во всем мире.
Задолго до наступления этого дня человечество несомненно постарается подвести итоги всем своим достижениям не за 100 лет, как это обыкновенно делают, за целые десять столетий. Нет никакого сомнения, что в блестящем перечне успехов и достижений человеческого гения будет особенно выделяться изобретение радио, ставшего одним из удивительных средств связи.
Прошло уже 50 лет со дня этого изобретения, и мы с гордостью отмечаем, что в нашей стране радио далеко шагнуло вперед, но совершенно ясно, что пределы достижений в области радио еще и не видно. Будущее радио еще впереди. От детища скромного преподавателя Минной школы Александра Степановича мы ждем еще большего. Пройдут еще многие годы, и еще дороже станет нам прошлое радио.
Мы не перестанем тогда все еще удивляться изобретению радио, удивляться человеку, сумевшему в невероятно тяжелых условиях царского режима пробить себе дорогу к знанию, сумевшему без средств, без поддержки правительства, с одним только помощником, никем не понятый в своих смелых изысканиях, открыть целый мир новых явлений, первому овладеть на пользу всего человечества новою средою, названной английским физиком Максвеллом «эфиром».
Сколько крупнейших европейских ученых были близки к изобретению радио, и почему-то они прошли мимо него.
Все это привлекает наше внимание к прошлому радио. Особенно нам дороги воспоминания о первых днях радио. С каждым годом нам делаются все дороже и дороже те немногочисленные оставшиеся у нас документы, рисующие нам тяжелый путь изобретателя радио. Непосильный труд, лишения, заботы, неудачи тяжело отразились на Александре Степановиче. Он умер 31 декабря 1905 года по старому стилю на 47-ом году своей жизни от кровоизлияния в мозг.
Теперь, когда нам приходится отмечать 50-летнюю дату со дня изобретения радио, мне, как единственному помощнику А.С. Попова и единственному оставшемуся свидетелю первых дней радио, приходится поделиться с читателями своими воспоминаниями о незабываемых встречах и работе с великим русским ученым. По мере своих сил и средств постараюсь своими воспоминаниями отметить знаменательную дату так как это полагается нашей великой Родине, не забывающей своих героев.
Глава 1
История электрической искры
Изобретатель радио Александр Степанович Попов в том цикле сложных электрических явлений, которые мы называем радиосвязью, сказал последнее слово. Он построил удивительный прибор, улавливающий бесконечно ничтожные электрические импульсы, которые принимает наша антенна, когда мимо нее со скоростью 300 000 километров в секунду проносятся электромагнитные волны. Александр Степанович Попов дал нам первый радиоприемник.
Чтобы понять, почему стало возможным изобретение радио, нам следует заглянуть в прошлое и начать издалека.
Надо рассказать сначала все то, что было сделано до А.С. в той области, в которой он работал всю жизнь. Надо напомнить, кто шел с ним по пути к изобретению радио, как был открыт источник электрических колебаний, как была построена первая отправительная радиостанция.
Еще в 1600 году вышла из печати книга английского врача Джильбета: — О магнитах, магнитных телах и большом магните – Земле, сочинение, содержащее в себе все, что было известно о магнетизме до 1600 года. Джильберт излагает основы учения о земном магнетизме и дает впервые правильные объяснение наклонения.
Джильберту было известно, что кроме янтаря имеются еще другие тела, которые при натирании электризуются. Он первый вводит новое понятие «электрическая сила» и открывает новую главу в физике: «Учение об электричестве»
Выдающимся ученым понадобилось почти два столетия, чтобы изучить основные явления статического электричества. Всех поражала красота новых открытых явлений. Яркие световые явления, которые вызывает электрическая искра, ее физиологическое действие вызывали удивление всех, совершенно нам понятно почему в XVII- XVIII век истории физики справедливо называли веком расцвета экспериментальной физики, волшебным веком науки. Появление этой, только что открытой загадочной силы поражало всех. Прикоснитесь к шарику хорошо заряженной Лейденской банки, и вы долго не забудете этого знакомства с электрической силой.
Ученые того времени говорили, что электричество, проходя по проводнику, ничем само себя не обнаруживает, но если на своем пути оно встретит препятствие, например небольшой воздушный промежуток, то проявляет себя в виде блестящей электрической искры. Многие бросились знакомиться с электрической искрой. Многие стали строить примитивные электрические машины и стали повторять с ними опыты, которые никогда не перестанут поражать человека своей красотой и своей непреодолимой тайной. Можно уверенно сказать, что на протяжении двух столетий (XVII- XVIII вв.) в научном мире все только и говорили об электрической искре.
Но вот наступил XIX век, век открытия новой области физических явлений. Открытия Гальвани, Вольта, Ампера, Эрштеда, Араго, Фарадея открыли новые, не менее поразительные электрические явления. Все эти вновь открытые явления носили динамический характер. Только в начале XIX века мы познакомились с тем явлением, которое мы называем по примеру Ампера, «электрическим током».
История электрической искры отмечает нам, что основные явления электрического тока, имеющие для нас громадное значение, открыты в изумительно короткое время. Для их открытия не потребовались еще два века. Они были открыты в первые тридцать лет XIX столетия. Надо отметить также, что в этот период про электрическую искру стали понемногу забывать, и что первые электрические машины стали строить для получения электрической искры, необходимой в то время для запалов, для сигнализации, для лечения, и для многих других целей. Только потом электрические машины были реконструированы исключительно для получения сильного электрического тока.
Электрическая искра оставалась забытой почти на протяжении 70 лет, пока в области электричества не открылся новый мир изумительных явлений. Многие опыты стали убеждать ученых, что электрическая искра – явление очень сложное.
Электрическая искра имеет колебательный характер. Первый, кто разгадал эту тайну, был американский ученый Джоэ Генри (1797-1878). он в 1810 г., занимаясь вопросом о влиянии грозы на судовой компас, стал при помощи электрической искры намагничивать стальные спицы и к своему удивлению получил самые противоречивые результаты. Полюс намагничивания спицы все время менялся. Он был то южным то северным. Все это ясно показало, что на вид сплошная электрическая искра состоит из целого ряда отдельных искр, разряжающих обкладки Лейденской банки то в одном то в обратном направлении.
Через семь лет один из величайших ученых XIX века Герман Гельмгольц (1821-1894) теоретически доказал колебательный характер электрического разряда. Исследования Гельмгольца продолжил английский физик Уильям Томсон (1824-1908). В 1855 г. он установил условия возникновения колебательного разряда и дал свою знаменитую формулу для определения периода электрических колебаний. все эти выводы теоретического характера были подтверждены блестящими опытами немецкого физика Вильгельма Феддерсена. В 1857 г. он построил остроумный прибор, получивший название «часов Феддерсена». В этом приборе изображение электрической искры при помощи быстро вращающегося маленького зеркала отбрасывалось на фотографическую пластинку. Зеркало вращалось со скоростью 60 000 см в секунду. К удивлению ученого на фотографической пластинке изображение электрической искры не получалось в виде сплошной яркой полоски. Изображение электрической искры состояло из целого ряда светлых и темных промежутков. Дина короткого светлого промежутка была 1,5 сант.
Следовательно, продолжительность каждой отдельной электрической вспышки была 25 миллионных долей секунды. Итак, опыты Феддерсена впервые открыли нам целый мир новых электрических явлений, продолжительность которых очень ничтожна, и страницы электротехники обогатились новой главой – главой о токах высокой частоты. Опыты Феддерсена открыли перед глазами ученых новые заманчивые перспективы, сулящие новые завоевания в области электрических явлений. Многие первоклассные ученые увлеклись этими перспективами, и вскоре наука обогатилась новыми изумительными открытиями. Тайна электрического разряда стала принимать еще более захватывающий интерес, когда за ее разгадку взялся английский математик Максвелл.
Глава вторая
Первый день радио
«7-го мая (25 апреля) 1895 г. на 151-м заседании физического отделения Русского физико-химического общества Александр Степанович Попов сделал сообщение «об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям» и показал построенный им прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний. Этот день принято считать днем изобретения радио».
Таким официальным языком начинается история одного из величайших достижений человеческого гения – истории изобретения радио.
Сейчас, когда радио развернулось перед нами таким широким фронтом и когда в будущем от него мы ждем еще большего, нам этих строк мало, нам нужно глубоко познакомиться с жизнью и работой великого изобретателя радио и прежде всего точно установить тот день, когда Александру Степановичу пришла счастливая мысль ввести в схему опытов Лоджа для обнаружения электрических колебаний реле и сделать при помощи его встряхивание металлических опилок автоматически, т.е. тот день, когда А.С. проснулся мало кому известным и лег спать уже будучи мировою знаменитостью. К сожалению мне, единственному помощнику изобретателя в те незабвенные первые дни радио, несмотря на тщательные поиски в своем архиве, вещей не удалось точно установить эту важную дату. Она затерялась на протяжении первых месяцев 1895 г. Но этот день я хорошо помню, его забыть никогда нельзя.
В тот день в обширных помещениях физического кабинета Минного класса в гор. Кронштадте мы с А.С. были одни. Офицеры, слушатели Минного класса, и командование были на кораблях. Они готовились к предстоящему плаванию. В одной из дальних комнат сидел сторож, старый матрос Устинов, готовый по первому зову выполнить поручение А.С.
В тот день, я хорошо помню, яркое солнце светило в большие окна физического кабинета. Оно звало нас на воздух в соседний сад, оно звало поделиться общей радостью наступившей новой весны. Но что-то более властное удерживало нас в душных кабинетах. Это более властное всем понятно – это непреодолимая жажда знаний, жажда раскрытия тех тайн природы, которых еще никто не знал, которые только впервые раскрывались перед пытливым взором ученого. Действительно, удачно построенные опыты А.С. дали ему возможность первому проникнуть в тайны загадочного «эфира», существование которого давно было предсказано Максвеллом. А.С. при помощи построенного им приемника слабых электрических колебаний первый познакомил нас с законами распространения электромагнитных колебаний.
Вот что рассказывает про свои замечательные опыты сам изобретатель радио. В журнале Русского Физико-Химического общества в Физическом отделе (январь 1895 г., с. 1-11), Александр Степанович напечатал статью, написанную им в декабре 1895 г. Эта статья под заглавием «Прибор для обнаружения и регистрации электрических колебаний впервые извещает научный мир о новом замечательным открытии. В начале текущего года – пишет А.С., я занялся воспроизведением некоторых опытов Лоджа над электрическими колебаниями с целью пользоваться ими на лекциях; но первые же попытки показали мне, что явление, лежащее в основе этих опытов, изменение сопротивления металлических опилок под влиянием электрических колебаний – довольно непостоянно. Чтобы овладеть явлением, пришлось перепробовать несколько комбинаций.
В результате я пришел к устройству прибора, служащего для объективных наблюдений электрических колебаний пригодного как для лекционных опытов, так и для регистрации электрических пертурбаций, происходящих в атмосфере.
Глава третья
Александр Степанович Попов – непревзойденный экспериментатор
Как мы узнаем дальше, Александр Степанович был не только пионером радио, но он бы один из первых электротехников в России. В 80-ых годах прошлого столетия на заре электротехники молодые специалисты встречали на своем пути много неполадков. Прежде всего они на каждом шагу сталкивались с электрической искрою.
Ослепительная искра появлялась между контактами рубильника при размыкании перегруженной электрической цепи. От неправильного положения щеток коллектор динамомашины постоянно искрил. При размыкании цепи часто перегорали вольтметры, электрическая искра сплошь и рядом пробивала изоляцию проводки и она надолго выводилась из строя. На первых же порах своей практики А.С. должен был внимательно присматриваться к электрической искре и тщательно изучать это, одно из самых загадочных электрический явлений. Все это ему очень пригодилось в дальнейшей работе. Поэтому понятно, когда А.С. в своих лекциях подходил к любимой теме – электрическому разряду, то он развертывал перед слушателями всю глубину своих знаний и весь блеск своего непревзойденного экспериментаторского таланта.
Свою любимую лекцию об электрическом разряде А.С. начинал с перечисления его различных видов. Богатый запас Гейслеровских трубок давал А.С. возможность широко демонстрировать перед слушателями такой разряд, начиная с поразительного по своей красоте свечения Гейслеровских трубок и кончая мощным клетевым разрядом.
Мерцающие разноцветными вспышками огни искусно подобранные гирлянды Гейслеровских трубок струили на слушателей свой тихий, успокаивающий ласковый свет. Особенно поражали своей красотой две, специально заказанные, большие Гейслеровские трубки с надписями «Минный класс» и «Минная школа». В темноте под влиянием электрического разряда эти трубки ярко горели зелеными огнями. Далее А.С. подробно знакомил своих учеников с вольтовой дугой, как тоже с одним из видов электрического разряда, и затем уже переходил к основной теме – к электрическим колебаниям.
Здесь А.С. прежде всего начинал увлекательно рассказывать, как устроен мощный источник электрической искры спираль Румкорфа. В его богатом физическом кабинете был целый набор спиралей, начиная с самой малой и кончая большой спиралью работы самого Румкорфа, дававшую в это время небывалую искру длиною 75 сантиметров. Все эти приборы вместе с отдельно действующими разного типа прерывателями занимали громадный лекционный стол в той аудитории, где А.С. читал свои знаменитые лекции. Эти лекции поражали не только своей сказанной постановкой опытов, но и глубиной передаваемой мысли, рисующей заманчивые картины завоеваний в области электричества.
Многие морские офицеры, ученики А.С., уже достигнувшие больших чинов и положения по службе, любили вспоминать свою молодость, вспоминать с каким трудом давалось им изучение Минной специальности и как много давали им прослушанные лекции, особенно лекции А.А. по электричеству. Эти лекции, говорили они, записывать было не надо. Они оставались в памяти на всю жизнь.
А.С. очень подробно объяснял слушателям, почему главный эффект на зажимах спирали Румкорфа получается только при размыкании электрического тока, проходящего по первичной обмотке. Вот почему, говорил он, при работе спирали Румкорфа ее электроды всегда сохраняют один и тот же знак, и если Вы хотите получить от спирали наибольшую искру, то Вы должны принять все меры, чтобы сократить время размыкания первичного тока. Далее А.С. подробно описывал устройство отдельного действующего вращающегося ртутного прерывателя, который включают в первичную цепь для приведения в действие большой спирали Румкорфа. В этом прерывателе замыкание и размыкание тока производится при помощи ползуна, заставляющего быстро ходить вверх и вниз мощный стержень.
Если снизу к этому стержню подвести широкую железную чашку со ртутью, то легко осуществить все то, что нужно для приведения в действие спирали, т.е. замыкания и размыкания ее первичной цепи.
Объяснив устройство прерывателя, А.С. переходил к подробному описанию самой спирали Румкорфа. Он рассказывал, что четыре слоя толстой первичной обмотки намотаны на длинном железном сердечнике, представляющем из себя пучок тонких железных проволок. Чтобы тщательно изолировать первичную обмотку от вторичной, железный сердечник вместе с первичной обмоткой помещается внутрь длинного эбонитового цилиндра, сверх которого и наматывалась очень хорошо изолированная тонкая медная проволока, представляющая из себя вторичную обмотку спирали. Чем больше было оборотов проволоки во вторичной обмотке, тем большую искру давала спираль между своими зажимами. А.С. любил удивлять своих слушателей, говоря, что длина тонкой проволоки в его спирали составляла несколько километров.
Далее А.С. объяснял, что стакан со ртутью у прерывателя снабжен кремальерой, так что его легко можно было поднимать и опускать, что давало возможность легко регулировать время замыкания и размыкания первичной цепи. Искра, появляющаяся между поверхности ртути и концом подвижного стержня во время размыкания первичной цепи, слишком удлиняла время этого размыкания. Надо было всеми мерами тушить эту искру. Для этого, рассказывал А.С., надо было в железный стакан прерывателя на поверхность ртути наливать парафиновое масло. В этом масле длина искры при одном и том же пробивном напряжении электрического тока получалась раз в 12 меньше. Но самым надежным способом тушения искры при размыкании первичной цепи, продолжал А.С., это было введение в эту цепь конденсатора большой емкости. Обе обкладки этого конденсатора надо было присоединять по ту и другую сторону точки перерыва цепи. При этом вся энергия экстратока размыкания идет на зарядку этого конденсатора и напряжение на его обкладках сильно снижается.
Все свои объяснения А.С. подтверждал многочисленными опытами.
Разрядник у большой спирали Румкорфа был прикреплен к ее основанию. Он состоял из двух длинных стеклянных стоек, сверху которых в специальных шарнирах легко могли передвигаться два мощных стержня. На тех концах этих стержней, между которыми появлялась электрическая искра, были впаяны толстые платиновые проволоки. Длина их была около 3 сантиметров, а диаметра 3 миллиметра. Когда А.С. развивал у своей спирали полную мощность и показывал оглушительную искру длиною в 75 сантиметров, то этот эффектный опыт всегда поражал слушателей не только своей красотой, своей мощностью, но и своей непреодолимой тайной.
А.С. подробно объяснял слушателями, что непрерывный треск искры получается от мгновенного разрыва длинного слоя воздуха, а яркий и блестящий след электрической искры оставляли за собою раскаленные пылинки воздуха, захваченные бурным потоком электрического разряда. Поразив слушателя красотою электрической искры, А.С. приступал к своим дальнейшим объяснениям. Он к платиновым наконечникам разрядника присоединял тонкие платиновые проволоки (около 0,25 миллиметров диаметра) и раздвигал их концы на расстояние около двух сантиметров. Теперь, когда начинает работать спираль, то на концах тонких платиновых проволок можно наблюдать очень интересные явления.
Получаемая искра слабо светит, почти не звучит и тот электрод спирали, который мы называем положительным, раскаляется до бела. Платиновая проволочка на этом электроде спирали плавится и на ее конце образуется королек. Платиновая же проволока на отрицательном электроде спирали едва ли раскаляется до красна. Это определенная полярность электродов спирали показывает, что индукционная катушка дает полный разряд только при размыкании первичной цепи.
После этого опыта А.С. переходил наконец к главной своей теме – к объяснению электрического колебательного разряда. Он говорит: «если параллельно искровому промежутку ввести конденсатор, например Лейденскую банку, то характер электрического разряда резко изменится. Разряд превращается в небольшую, ярко светящуюся трещащую искру, оба электрода которой одинаково слабо нагреты. Тонкую искру дает колебательный разряд конденсатора, заряжаемого с каждым размыканием первичного тока катушки и разряжающегося через искровой промежуток».
Явление, которое мы называем электрическими колебаниями заключается в том, что конденсатор будет попеременно заражаться зарядами обратных знаков, а по проводнику замыкающему обе обкладки конденсатора, будут итти попеременно токи противоположного направления. Промежуток времени, протекающий между двумя зарядами одного и того же знака, называется периодом колебания. Цепь, в которой происходят электрические колебания, называется электрическим вибратором.
Если Александр Степанович на лекциях поражал своих слушателей – минных офицеров – прекрасно обставленными опытами, то в своих талантливых публичных выступлениях перед цветом морского общества в роскошном, громадном зале Морского Собрания А.С. показывал свой талант экспериментатора во всем блеске. Двухчасовая его лекция почти вся была насыщена поразительными по своей красоте опытами. Эти опыты часто прерывались бесконечными овациями, которые щедро дарили А.С. его благодарные слушатели. Немало оваций приходилось и на мою долю.
В 90-ых годах прошлого столетия в научном мире гремели имена Тесла, Герца, Элиу Томсона. Их изумительные опыты давали богатый материал для докладов. Особенно увлекался этими опытами Александр Степанович. Мощный трансформатор Тесла, собственноручно построенный Александром Степановичем, давал возможность показывать все эффектные световые опыты в небывалом масштабе.
Когда А.С. два длинные медные провода, натянутые параллельно друг другу, присоединил к зажимам трансформатора, то в темноте перед изумленными слушателями внезапно вспыхивали и ярко горели широкие, далеко уходящие вверх, полосы, сплошь заполненные изумительными по красоте разрядами токов Тесла. Особенно красиво сияло громадное широкое световое кольцо между двумя концентрическими медными кругами.
В опытах Тесла куда-то пропадали гром и молния обычного электрического разряда. Разряды Тесла поражала своими спокойными вспышками, своей тишиной, нередко прерываемой мягким треском. Опыты Тесла производят на слушателей неизгладимое впечатление. Эти опыты невольно заставляют нас вспомнить про опыты со статическим электричеством, которые на протяжении 300 лет не переставали привлекать к себе наше внимание как своей красотой, так и своей непреодолимой тайной.
Но наибольшее напряжение очарованного зрительного зала достигло в тот момент, когда Александр Степанович, заканчивая опыты, говорил: «Вот сейчас мой друг, Петр Николаевич, примет все эти мощные разряды на себя и покажет нам, что токи Тесла не опасны для жизни. Эти токи не могут глубоко проникнуть в наше тело. Они только скользят по его поверхности и ласково нас греют. Токами Тесла пользуются для лечения кожных болезней».
И, действительно, когда я в этот момент подношу свою руку к одному из электродов трансформатора Тесла, то весь громадный световой пучок меняет свое место и целиком устремляется в поднесенную руку. Сколько раз мы не показывали этот опыт, он всегда поражал всех своей красотой и в этот момент всегда раздавались долгие, заслуженные, громовые аплодисменты.
Я хорошо помню, каких трудов стоили Александру Степановичу его блестящие публичные лекции. Чтобы приготовить хорошо обставленные опыты, для двухчасовой лекции, надо было потратить много труда, забот и времени. Эту подготовительную работу мы всегда начинали за день до лекции и кончали за два часа до ее начала. За оставшееся короткое время мы должны были пообедать, переодеться и за полчаса до лекции вернуться в Морское собрание. Но зато, когда лекция была благополучно доведена до конца, когда шумная аудитория покинула зал, когда погасли огни и в громадном зале светила одна дежурная люстра, тогда только в полумраке успокоившегося зала мы чувствовали всю тяжесть проделанной работы.
После лекции Александр Степанович любил совершать длинную прогулку. Он молча провожал меня до дому и, оставшись один, продолжал переживать заслуженный успех. Этот успех звал его к новым победам, к новым, еще лучше обставленным опытам.
Это упорное стремление найти все новые и новые пути к раскрытию глубоких тайн электрических явлений и привело Александра Степановича к его гениальному открытию.