В 1802 году русский ученый Василий Владимирович Петров в результата опытов произвел электрическую дугу. Этот факт можно считать моментом зарождения электрической лампочки, но понадобилось сто лет научной работы и тысячи экспериментов, чтобы лампочка стала такой, какой сейчас мы её знаем.
РОЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СВЕТА
Санкт Петербург, 1802 год. Поздним вечером, когда только масляные лампы тускло освещали мостовую, яркий свет выбился из окон темного здания, заливая дорогу и дома напротив. Редкие прохожие в ужасе застыли, закрыв глаза рукавами. Потом свет внезапно погас и потрясенные люди отправились дальше, покачивая головой и гадая, что они сейчас видели. Если бы кто-то из них догадался бы заглянуть в окно, откуда только что бил свет, они увидели бы лабораторию и мужчину средних лет, бледного от волнения, который сидел за столом и лихорадочно что-то записывал.
Никто из этих бедолаг, чей вечер был потревожен неведомым явлением, не знал, что они явились свидетелями рождения того чуда, которое потом завоюет весь мир и попадет в дом каждого жителя планеты. Речь про электрический свет, и мужчина, который записывал результаты опытов, сидя в лаборатории за стол, был русский ученый Петров Василий Владимирович.
В свои сорок один год Василий Владимирович провел большую часть жизни, изучая науку. Будучи ещё дошкольного возраста, он мечтал пойти по стопам своего отца, который был приходским священником. Родители поддерживали его стремления и отправили его учиться в Харьковский коллегиум, где юный Василий проявил немалый интерес к наукам. Уже позже, оканчивая учебу, его ум окончательно и безвозвратно был очарован точными науками. Стезя священника уже не манила его, он жаждал связать свою жизнь с физикой и преподаванием.
Поэтому он поступает в Санкт-Петербургскую учительскую семинарию, где продолжает упорно заниматься, и в 1788 году становится учителем математики и физики в Колыванско-Воскресенском горном училище в Барнауле. Проявив на этом посту свой недюжий ум и способности, довольно быстро добивается перевода в Санкт-Петербург на должность преподавателя математики и русского стиля в инженерном училище при Измайловском полку в 1791 году, а ещё позже был приглашен Санкт-Петербургской медицинской коллегией преподавать математику и физику в Санкт-Петербургском медико-хирургическом училище при военно-сухопутном госпитале, где и получил звание экстраординарного профессора в 1795 году.
Так, сын священника пробил себе путь с самого низа до верхушки научного сообщества России и ему было суждено стать отцом электрического света. Жажда знаний была источником неуемной энергии и он засиживался в лаборатории допоздна, ставя опыты. Получив звание профессора, он получил обширные возможности, как финансовые, так и научные, для проведения своих экспериментов.
Его очень сильно заинтересовали труды Вольта и Гальвани, которые изобрели первый в мире аккумулятор. Изучив принцип столба Вольта, он решает создать такую же батарею для опытов в своей лаборатории, но подошел к вопросу с поистине российским размахом. Если у Вольта в батарее было 42 диска, то Петров собирает грандиозный аккумулятор из 4200 дисков — ровно в 100 раз больше, что позволяет ему получать напряжение до 1700 Вольт. На то время аналогов в мире не было.
Этого с избытком хватает для проведение интересующих Петрова опытов. Изучая электролиз (разложение вещества на составные части при прохождение через его раствор электрического тока), он издает книгу “Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров посредством огромной наипаче батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков, находящейся при Санкт-Петербургской медико-хирургической академии”.
Так мы подошли к тому, при каких условиях Василий Владимирович Петров получил электрическую дугу. Заметив, что при разрыве цепи возникает искра, ученый стал экспериментировать с различными проводниками. Однажды, разместив на поверхности рядом два уголька, он поднес к ним электроды и возник свет — так называемая электрическая дуга. Сам он описывает это явление так:
если на стеклянную плитку будут положены два или три древесных угля, способные для произведения светоносных явлений посредством гальвани-вольтовской жидкости, и если потом металлическими изолированными направителями, сообщенными с обоими полюсами огромной батареи, приближать оные один к другому на расстояние от одного до трех линий, 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.
Но сам Петров не осознавал, как электрическая дуга может изменить развитие человечества. Использовать как постоянной источник освещения не представлялось возможным, так как между электродами должно быть определенное расстояние для световой дуги, в то время как угольные электроды быстро сгорают. Он просто описал само явление, и после смерти Василия Владимировича другие русские ученые продолжили его исследования.
Между тем, в западной истории лавры изобретателя электрической дуги приписывают другому талантливому ученому из Англии — сэру Гемфри Деви. Он в 1808 году описал аналогичный дуговой электрический разряд, чем вошел в историю, тогда как первенство российского ученого было незаслуженно забыто. Так же Деви изобрел дающую свет дуговую лампу, но это была настолько не практичная конструкция, что применения ей не нашлось.
ВСЁ ДЕЛО В НИТЯХ НАКАЛИВАНИЯ
Почти полвека каких-то значимых свидетельств о подвижках науки в области электрического света не наблюдается. Но в 1838 году бельгиец французского происхождения Жан Батист Марсиллин Жобар подает патент на прототип работающей лампы с угольным фильтром. Так как горение происходит в воздушной среде, электрод быстро перегорал — работы лампы хватало всего на 30 минут. В качестве источника питания всё так же использовался Вольтов столб.
Учитывая, что у Жобара за всю жизнь было более 73 патентов в совершенно разных областях, заниматься дальнейшем улучшением лампы у него не было ни времени, ни желания. Кроме того, он довольно сильно увлекался спиритизмом и к концу жизни сошел с ума.
Возможно, также будет интересно узнать, что именно этот человек предложил использовать смайлики в печати газеты для дополнительной передачи эмоций.
В 1840 году Уоррен де ла Рю использует кусочек платиновой проволоки как нить накаливания. У этой лампы более длительный срок работы, но она очень дорога в производстве, и поэтому промышленного развития нет.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СВЕТ И ТАЙНЫ ДАЛЕКИХ ПЛАНЕТ
Перенесемся в Нью Йорк в 1854 год. Летний вечер, солнце уже скрылось, и сумрак окутал шумный, деловой город.
— Леди и джентльмены! Призываю Вас узреть чудо всего за 1 доллар! — Высокий мужчина средних лет, со светлой бородой, зычным голосом обращался к прохожим. Сильно угадывался немецкий акцент, но мужчину это не смущало. Улыбаясь, он руками приглашал желающих проследовать в зеленый фургончик, на котором краской было написано “Телескоп Генриха Гёбела, открывающий тайны мироздания”.
— За 1 доллар я дам вам то, что вы никогда не увидите и за миллион! Я покажу вам кольца Сатурна, кратера Луны и кто знает, может именно вам посчастливиться увидеть жителя Луны в телескоп и помахать ему рукой! — продолжал зазывать мужчина, который и был никто иной, как Генрих Гёбель.
Вокруг фургончика начала собираться толпа. Разодетые денди, солидные джентльмены во фраках с цилиндрами на голове и тростью в руках, дамы в широких платьях, останавливались, заинтригованные представлением.
Вдруг Генрих Гебель, весело улыбнулся, подмигнул, дернул за ручку и над повозкой зажегся яркий шар. Сумерки моментально развеялись. Толпа в изумлении ахнула. Свет был такой, что отчетливо стало видно мостовую, а весь фургончик был залит светом, как будто сами небеса спустили на него свое благословение.
Для людей, которые даже представить не могли, что такое электрический свет, такие представления казались волшебством. Конечно, после такого желающих посмотреть на звезды в телескоп было предостаточно. Выстраивалась очередь, и Генрих каждому давал посмотреть в телескоп, попутно рассказывая основы астрономии.
После того, как уходил последний зевака, на часах стрелка уже приближалась к полуночи. Генрих подсчитывал выручку, и, цокнув на лошадь, вел фургончик к своему часовому магазинчику, который нужно было открывать утром в 9 часов.
Эмигрировав из Голландии в Нью-Йорк шесть лет назад, привезя с собой семью, он был довольно стеснен в средствах. Будучи по профессии часовых дел мастером, он открывает часовую мастерскую, где занимался ювелирными изделиями, часами и оптикой, но поначалу денег не хватало, поэтому он собирает собственноручно телескоп и отправляется по вечерам на улицы Нью-Йорка в надежде заработать несколько долларов.
Но у него была идея. Он знал, что может ему принести славу и достаток. Он был одержим мыслью создать лампочку, которая бы работала бы длительное время. Принцип работы лампы он изучил, встретив патент американца К.В. Штарра от 1845 года, в котором тот описывал, как разместив тело накала в вакууме и подведя к нему два электрода, можно вызвать свечение.
Зайдя в лавку, он спускался в подвал и попадал в лабораторию, в которой и ставил опыты над электрическим светом, используя Вольтов столб. Пока все экспериментировали с металлическими нитями, которые быстро перегорали, он добивается значительных успехов, используя обугленную бамбуковую нить толщиной 0,2 мм.
Не имея возможности позволить себе большие траты на исследования, он использует в качестве стеклянных колб для лампочек флаконы от одеколона. Позже он переходит стеклянные трубки, создавая в них вакуум при помощи ртути. Его поиски позволяют создать лампу, которая горит целых два часа. Для того времени, это был грандиозный успех. К сожалению, технологическое развитие того времени не позволяло наладить производство лампочек в промышленном масштабе, так как ещё не было ртутного насоса для создания высокого вакуума, и не было генераторов электричества, которые могли бы бесперебойно поставлять ток.
Поэтому, Генрих Гебель использует свои изобретения для коммерциализации своего собственного бизнеса, разместив светящуюся рекламу на крыше своего магазина и используя подсветку фургончика с телескопом.
ПРЕЗЕНТ ИЗ РОССИИ. КАК РУССКАЯ ЛАМПОЧКА ОКАЗАЛАСЬ В США
1879 год, Менло-Парк, США.
— Позвольте представиться, лейтенант русского флота А. Н. Хотинский. — на хорошем английском, но коверкая слова на русский манер, протянул руку моложавый мужчина пятидесяти лет. Его залихватские усы устремились в небо, на щеках красовались аккуратные баки, сам он одет был в ладно скроенный костюм по европейской моде того времени.
— Господин Хотинский, говорите громче, сэр Эдисон немного глуховат. — прошептал стоящий рядом адъютант.
Офицер уже открыл рот, чтобы представиться еще раз, уже громче, но Томас Эдисон рассмеялся и пожал ему руку.
— Не надо, не надо, мой друг, сегодня на удивление у меня прекрасный слух. Какими судьбами вас занесло сюда, из России, за океан?
— Я прибыл сюда по поручению моего императора, мы хотели бы заказать у ваших специалистов четыре крейсера для нашего флота. Но у меня так же есть личное дело к вам.
— Да? — удивленно поднял брови Эдисон. — И какое же?
— Я знаю, сэр, что вы очень талантливый ученый… Взять этот ваш фонограф, например — это же просто удивительная техника. Император в России был крайне очарован вашим изобретением. Я тоже в некотором роде имею отношение к науке. И привез вам в подарок одно открытие, которое сделал мой друг, Александр Николаевич Лодыгин.
Он махнул рукой адъютанту, и тот достал из сумки стеклянный шар. Эдисон задумчиво пожевал губами, демонстрируя равнодушный вид, но его глаза загорелись. Он спросил нарочито спокойным голосом:
-Уж не то ли это, о чём я подумал, мой русский друг? — спросил он. — Это же электрический свет?
— Да, сэр, именно так. Позвольте подключить аккумулятор.
Адъютант поднес электроды к лампе и она загорелась. Томас Эдисон впивался глазами в лампу, хоть её свет и больно резал глаза, но он пытался полностью осознать конструкцию того, о чем он слышал уже несколько раз, но ни разу ещё не видел.
Русский офицер торжествующего смотрел на него, наслаждаясь произведенным эффектом.
— Я знаю, что в Великобритании, Джозеф Свон работает над электрической лампой. Но не знал, что в России уже достигли таких успехов. — произнес Эдисон.
Хотинский, удовлетворенный результатом, который он произвёл, продемонстрировав лампу, жестом показал адъютанту отключить свет. Тот повиновался.
— Мой друг Лодыгин человек поистине удивительного склада. — сказал Хотинский. — Вы знаете, что, буду рожденным в далеко не богатой семье, его путь был уже выбран за него ещё до появления его на свет — он должен был пойти по военной линии, как это делал его отец, а до этого его дед, а до этого прадед? Но его кипучий мозг постоянно работает над каким-то идеями, и он создал чертежи летающей машины, которая должна летать на электричестве.
Эдисон покивал головой:
— Я слышал про такую машину, но думал что это какие-то выдумки… Подождите, её вроде планировали строить в Париже?
— Да. — процедил сквозь зубы Хотинский. — К сожалению, в нашем министерстве не нашлось гранта на воплощение его изобретения. Но, в Париже с радостью согласились проинвестировать этот проект. Но, при пересечении границы с моим другом случилось несчастье.
— Что же произошло? — поинтересовался Томас Эдисон.
— Его ограбили, избили какие-то мерзавцы, отобрали все деньги, а самое главное, украли чемодан со всеми чертежами… Кроме того, он был ошибочно обвинен в шпионаже. Проект был похоронен, даже не успев состояться…
— Да — протянул Эдисон. — Это весьма прискорбно. Так а как он создал лампочку?
— А, лампочка — это самое простое, что было в его чертежах. Понимаете, она должна была освещать кабину человека, который управлял бы летающей машиной.
— Самое простое? — переспросил Эдисон. — А можно мне подержать лампу?
— Конечно. — ответил Хотинский, протянув ему лампу. — Я вам привез несколько штук в подарок.
Эдисон покрутил лампу, постучал по ней пальцем. Определенно в стеклянной сфере был вакуум. Внутри торчало два медных штыря, между которыми был располагался угольный стержень.
— А какое время работы этой лампы?
— Не менее 40 минут. — с гордостью отозвался Хотинский.
— Подождите, я же помню, что в Европе коммерчески успешно продвигается… как же оно называется… свеча Яблочкова?
— Действительно, свеча Яблочкова более распространена, но она менее надежна. Сам Яблочков признал технологическое превосходство лампочки Лодыгина. Кроме того, эту лампочку можно зажигать несколько раз.
— Хм… а почему ваш друг сам не займется распространением такого полезного устройства? Ведь он мог бы сколотить целое состояние.
— К сожалению. — улыбка пропала с лица Хотинского. — насколько мой друг гениален, настолько же он профан в деньгах. Получив патенты почти во всех странах Европы, Лодыгин вместо того, чтобы грамотно вложить деньги в производство, увлекся торговлей паями на бирже. Он прогорел и опять без гроша.
На лице Эдисона мелькнула улыбка, но тут же пропала. Его лицо приняло сочувствующее выражение, и Хотинский не заметил эту вспышку радости, тогда как адъютант удивился, чему этот американский господин так обрадовался. А Томас Эдисон, отблагодарив своего нового русского знакомого и попрощавшись с ним, моментально сел за стол и взял в руку подаренную лампу. В его голове зрел план, который в итоге привел к патентным войнам.
НИТИ НАКАЛИВАНИЯ ПРИВОДЯТ К НАКАЛУ ПАТЕНТНЫХ ВОЙН
Прошло всего два года, как Хотинский преподнес заокеанскому изобретателю подарок из России, а Эдисон уже представляет свою электрическую лампочку. Случилось это в 1879 году. Одно из основных отличий от лампы русского ученого было в том, что лодыгинский угольный стержень был заменен на более эффективную угольную нить. Эдисон не был бы успешным бизнесменом, если бы не знал, как изобретения превращать в деньги. Поэтому он патентует лампу с угольным электродом в США и требует запрета продажи аналогичных ламп в Европе через суд.
Хотинский, сам того не ведая, подал ему отличный бизнес план, которому Эдисон и следовал. Однако, к его удивлению, европейский суд отклонил его иск. Что ж, Эдисон не привык проигрывать, и не отступает. Он открывает электротехническую фирму и готовится завоевывать Европу.
Лодыгин, подстегиваемый своим заокеанским соперником, начинает быстрей искать пути совершенствования своей лампочки. Он перебирает различные материалы для нити накаливания и патентует самые успешные в США. Тем же самым занимается Эдисон. Эдисон добивается успеха, опробовав электрод из бамбука и получив время горения до 13 часов! После чего начал промышленное производство. Но именно Лодыгин первый догадался использовать в качестве нити накаливания вольфрам, закрученный в спираль на что и получил авторское свидетельство. Такая лампочка горела гораздо дольше, чем Эдисоновская с бамбуковым электродом.
Но, видимо, ни возможности, ни способностей, наладить коммерчески успешное предприятие у него было, несмотря на то, что он строит в США завод по электрохимическому получению вольфрама в 1906 году, поэтому этот патент он продает Эдисону в 1907 году. Именно так Эдисона считают изобретателем лампы, хотя, как мы видим, это довольно спорно, приписывать ему единоличную победу.
Ведь помимо русского изобретателя, Эдисон вёл патентную войну с английским изобретателем Джзефом Своном. Последний продемонстрировал работающую лампочку в феврале 1879 года, получив патент в Лондоне годом ранее. Именно с его лампочек начиналась электрификация домов Англии, но судебные тяжбы с Эдисоном также мешали развитию производства и бизнеса. В итоге они объединяются и начинают сотрудничать.
ХРОНОЛОГИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛАМПОЧКИ
1802 год. Россия. Петров Василий Владимирович получает электрическую дугу.
1808 год. Великобритания. Гемфри Дэви повторяет открытие Петрова и создает первую лампу, которая не получает практического применения.
1838 год. Бельгия. Жан Батист Марсиллин Жобар изобретает лампочку с угольным сердечником. Время работы не более 30 минут.
1840 год. Великобритания. Уоррен де ла Рю заменяет угольный сердечник на платиновую нить. Возможно, создает вакуум. Срок службы увеличивается, но себестоимость такой лампочки очень высокая.
1845 год. США. Генрих Гебель создает прототип современной лампочки.
1874 год. Россия. Лодыгин создает лампочку с угольным стержнем в вакууме.
1876 год. Париж. Павел Яблочков демонстрирует свою лампу, где нить накала выполнена из каолина (белая глина). Для работы вакуум не требуется. Признал лампу Лодыгина более перспективной и технологически совершенной разработкой. Начал финансировать Лодыгина, чем вызвал гнев акционеров и предприятие было закрыто.
1879 год. США. Томас Эдисон патентует лампочку с бамбуковым волокном.
1890 год. США. Лодыгин патентует лампу с нитей, закрученной в спираль и сделанной из вольфрама.
1907 год. США. Лодыгин продает патент на свою лампу Томасу Эдисону за бесценок.
P.S. Наверняка многие слышали выражение «лампочка Ильича» и представляли себе, что Ленин тоже имел отношение к изобретению электрического света. На самом деле, конечно же, никакого отношения к физике Ленин не имел. Это выражение появилось, когда Ленин в 1920 году посетил деревню Кашино по случаю запуска местной электростанции. Классическая лампочка Ильича представляет из себя свисающий провод с патроном, в который вкручена лампочка. Никаких плафонов. Никакой эстетики. Чистый материализм.