Его научные открытия оказались почти неизвестными мировой науке, а в российской их забыли на полстолетия после его смерти. Такие строки можно написать о десятках российских изобретателей. В самом начале XIX века Василий Петров создал электрическую дугу, совершил ряд других крупных открытий в электротехнике и вообще был первым в мире человеком, посмотревшим на электричество с точки зрения пользы, которую оно могло бы принести людям. Первый электротехник России Он был уверен, что сделал все для науки и для своей страны. Его жизнь была полной, об этом повествует эпитафия на сохранившемся памятнике в Санкт-Петербурге: И Богу, и Царю слуга нелицемерный, Другъ нежный ближнему, супругъ, отецъ примерный. Вся жизнь прекрасная его Прошла въ трудахъ неутомимо. Не на земле — на небесахъ Ему его досталась доля. О Боже, ты премудръ и благъ! Твоя да будетъ воля. Последние годы жизни замечательного ученого оказались омрачены интригами в научной среде и, несмотря на его выдающиеся заслуги, после смерти о нем забыли на целых 50 лет.
Возвращение в науку
Возвращению Василия Петрова в историю науки помог случай. Однажды в 1886 году студент петербургского университета Александр Гершун (будущий известный физик) на каникулах, которые он проводил в Вильнюсе, нашел книгу Василия Петрова «Известие о гальвани-вольтовских опытах», изданную в Санкт-Петербурге в 1803 году. Рассказ о находке, по возвращении ученого в Петербург, вызвал большой интерес в научных кругах. Александр Гершун доказал, что Петров первым в мире открыл электрическую дугу. До этого времени первооткрывателем явления считался английский физик и химик Хэмфри Дэви, описавший свои подобные эксперименты лишь в 1812 году.
Василий Петров на Алтае
Кем был Василий Петров — «другъ нежный ближнему, супругъ, отецъ примерный»? Родился он в последние месяцы правления императрицы Елизаветы Петровны — 19 июля 1761 года. Его молодость пришлась на эпоху Екатерины Великой, которая с интересом присматривалась к идеям европейского Просвещения и поощряла развитие науки. Сын священника Василий Петров окончил учительскую семинарию в Санкт-Петербурге, и в 1788 году был назначен учителем математики и физики в Колыванско-Воскресенское горное училище в Барнауле. Нас не должен смущать его статус. Это было первое в Сибири среднетехническое учебное заведение. Весь срок обучения в училище делился на 4 ступени. На двух младших изучались общеобразовательные дисциплины, на третьем — минералогия, а на четвертом добавлялись специальные предметы — пробирное и горное искусство, металлургия, маркшейдерское дело, общая и горная механика, архитектура, законоведение. Биография Василия Петрова прописана довольно слабо, хуже, чем его научные труды. Мы знаем о событиях его жизни лишь из казенных рапортов о службе. В училище он попал в самое интересное время. Первоначально оно предназначалось для детей дворян и горных офицеров, однако количество подростков этих сословий, живших в Барнауле, было небольшим. Летом 1789 года в учебное заведение начали принимать наиболее способных выпускников горнозаводских школ, принадлежавших к разным сословиям. Василий Петров занимался с учениками математикой, физикой, латынью и грамматикой. Молодому педагогу хотелось, чтобы преподавание не было оторвано от жизни. Он едва ли не впервые в России ввел в учебную практику экскурсии на рудники и заводы. Наличие в школе учеников, для которых учеба была единственной возможностью подняться по социальной лестнице, делало атмосферу обучения очень живой.
Колывано-Воскресенский горный округ, для которого готовило специалистов училище, был огромной горной империей. Первые заводы здесь были построены еще Демидовыми, но во время Василия Петрова они уже принадлежали государству. Здесь добывали железо, медь, серебро, обрабатывали камень, чеканили монету. Облегчить труд помогали технические изобретения. На Колывано-Воскресенских заводах работал первый в мире пароатмосферный двигатель. Его изобрел уроженец Екатеринбурга Иван Ползунов. Работа рядом с такими предприятиями многое дала физику Василию Петрову.
Возвращение в Петербург
Петров в своих перемещениях не был свободен. Он находился на государственной службе, и через три года был возвращен в Санкт-Петербург, где занял должность преподавателя математики и русского стиля в инженерном училище при Измайловском полку. Преподавательская карьера Василия Петрова складывалась вполне успешно, и он имел возможность заниматься наукой. Его пригласили в Санкт-Петербургскую МедикоХирургическую Академию. Там он проработал более сорока лет. В Петербурге Петров получил профессорское звание и хорошо оборудованный кабинет для проведения физических экспериментов.
Лягушачьи лапки Луиджи Гальвани и чувствительный язык Алессандро Вольта
Задолго до рождения Василия Петрова ученые пытались «приручить» электричество. Случалось, что становились жертвами экспериментов. В 1753 году коллега Михаила Ломоносова Георг Рихман был убит электрическим разрядом при проведении опытов с «громовой машиной». Но были не только трагедии. К концу XVIII века наука вплотную подобралась к познанию электричества. Изобретение в 1745 году голландским ученым Питером ван Мушенбруком, а также параллельно и независимо от него немецким ученым Клейстом «лейденской», или «медицинской банки» позволяло получать, накапливать и хранить сравнительно большие его заряды. Электрические эксперименты шли параллельно с другими исследованиями, и это привело к открытию профессора болонского университета, одного из основателей учения об электричестве, врача и анатома Луиджи Гальвани. Однажды он не убрал со стола, на котором находилась электрическая машина, препарированную лягушку. Один из помощников острием скальпеля случайно легко коснулся внутренних бедренных нервов этой лягушки, и мышцы ее конечностей начали сокращаться как при судорогах. Другой помощник успел заметить, что это произошло, когда из кондуктора машины извлекалась искра. Трактат Луиджи Гальвани «Об электрических силах в мускуле» был опубликован в 1791 году. Его эксперименты продолжил итальянский физик Алессандро Вольта. В 1791 году Вольта начинает изучать явления «животного» электричества, открытого Гальвани 5 лет назад и довольно быстро приходит к выводу, что его нет, а истинным возбудителем электричества служит контакт разнородных металлов. Лапки лягушки в этой ситуации играют роль чувствительного электрометра и эффект содрогания наблюдается лишь когда конечностей касаются двумя различными металлами. Физик решил не доверяться внешним факторам. Первые эксперименты он проводил на себе: брал две монеты, изготовленные из разных металлов, клал их себе в рот (одну — на язык, другую — под язык) и соединял проволокой. Эффект известен тем, кто когда-то лизал одновременно два контакта батарейки: кислый привкус. Далее Алессандро Вольта экспериментировал уже с сотней цинковых и серебряных кружков, разделенных бумагой, смоченной соленой водой. Он впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока, названный потом Вольтов столб. Василий Петров тоже использовал для экспериментов свое тело. Приборов для опытов с электричеством было очень мало, и это делало очень сложным отслеживание результатов работы. Он опирался на собственные ощущения, вызываемые электротоком в его пальцах. Чтобы повысить чувствительность конечностей Петров удалял с их кончиков верхнее наслоение кожи. Это позволяло обнаруживать даже незначительные заряды тока. «Профессор В. В. Петров открывает электрическую дугу». Во времена правления императора Наполеона, европейская наука пришла в состояние бурления. Ставились многочисленные эксперименты, особенно внимательно ученые следили за опытами с электричеством. Научные новости распространяются молниеносно. В сентябре 1801 года А. А. Мусин-Пушкин на заседании конференции Академии наук в Петербурге рассказал об опытах с электричеством Гальвани и Вольта и продемонстрировал огромный для того времени Вольтов столб из 150 элементов. Он сам задумал построить батарею из 300 пластинок. Василий Петров, который присутствовал на докладе, тоже заинтересовался этой темой, и приступил к изготовлению батарей в 2100 пар медно-цинковых элементов, с электродвижущей силой около 1700 В. Это была самая мощная и большая батарея в мире на тот момент (она располагалась в деревянных ящиках общей длиной 12 м). Сегодня ее мощь может вызвать только улыбку. Исследовав свойства этой батареи как источника тока, Петров показал, что действие ее основано на химических процессах между металлами и электролитом. Результаты экспериментов он описал в своем втором труде, изданном в 1803 году на казенный счет, «Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров посредством огромной наипаче баттереи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков, и находящейся при Санкт-Петербургской МедикоХирургической Академии». Приступая к опытам, Петров исходил из той идеи, что электрические явления тесно связаны с физико-химическими процессами. Такой взгляд для того времени являлся передовым.
Научные выводы
Прежде всего, Василий Петров начал изучать разложение воды электрическим током. Для этой цели он применял электроды из различных металлов и выяснял, сколько пар металлических пластинок должна заключать в себе батарея, чтобы при ее помощи разложить воду. Затем, исходя из той же теории возникновения электрического тока, стал изучать влияние температуры на работу Вольтова столба. На основании опытов он убедился в том, что температура имеет существенное влияние на работу батареи, а также установил факт влияния электрического тока на некоторые вещества растительного происхождения. В связи с этим Петров первый высказал мысль о возможности использовать электричество для установления присутствия различных химических веществ, то есть мысль об электроанализе. Как преподавателю Медико-хирургической академии Петрову было очень важно выяснить, как влияет «гальвани-вольтовская жидкость» на животных и людей. Для этой цели потребовалось большое экспериментальное искусство. Петров установил ряд изменений, происходящих в живых организмах животных и людей под влиянием электрического тока. Именно поэтому Петров настаивал на необходимости соблюдать большую осторожность при лечении электрическим током.
Многое впервые
Мы уже упоминали, что Василий Петров был первооткрывателем явления электрической дуги, впервые продемонстрировав ее публично 17 мая 1802 года. Он предвидел, что это явление будет применено для освещения. Это осуществилось в 40-х годах XIX века, уже после смерти ученого. Он же доказал возможность практического применения электрической дуги для плавки и сварки металлов, восстановления их из руд. Петров продолжал ставить различные эксперименты, стремясь узнать, что произойдет, если угольные электроды заменить металлическими, и убедился, что металлические электроды расплавляются. Практическое применение электросварки было осуществлено впервые в 80-х годах XIX века. Он первым обнаружил зависимость силы тока от площади поперечного сечения проводника. Исследовал электролитическое действие электрического тока и явление электролиза, электропроводность различных веществ, установил важность электроизоляции и использовал покрытие металлического проводника изоляционным слоем. Василий Петров одним из первых заинтересовался физическими свойствами снега. Ему принадлежит открытие возгонки (или сублимации) снега и формулировка законов сублимации снега и льда.
Почему же Петров оказался забыт?
Книга Василия Петрова «Известия о гальванивольтовских опытах…» была написана на русском языке, хотя автор ее блестяще владел как латинским, так и западноевропейскими языками. Ученый писал свои труды на родном языке из просветительских побуждений. Это можно заключить из его собственных слов: «Поелику же, — заявил он, — сколько мне известно, доселе никто еще на российском языке не издавал в свет и краткого сочинения о явлениях, происходящих от гальвани-вольтовской жидкости (то есть электричества), то я долгом моим поставил описать по-российски… деланные самим мною важнейшие и любопытнейшие опыты посредством гальвани-вольтовской батареи». Желая сделать свою книгу доступной для наибольшего числа читателей, особенно провинциальных, Петров старался дать популярное описание устройства Вольтова столба. Работы ученого были практически не известны за границей, поскольку он публиковал все свои труды только на русском языке и только в российских журналах. Многие исследователи, впоследствии размышлявшие о «феномене Петрова», считали, что будь эти работы изданы на латыни, он стал бы всемирно признанным физиком. В «Собрании физико-химических новых опытов и наблюдений», опубликованном в 1801 году, 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». О трагедии изобретателя написал Петр Капица: «Недостаточно ученому сделать открытие, чтобы оно оказало влияние на развитие мировой культуры. Нужно, чтобы в стране существовали определенные условия, и существовала нужная связь с научной общественностью за границей... Трагедия изоляции от мировой науки работ Ломоносова, Петрова и других наших ученых-одиночек и состояла в том, что они не могли включиться в коллективную работу ученых за границей».
В 1804 году Петров издал свой третий труд, посвященный исследованию электричества от трения. Полное название труда было еще длиннее, чем у предыдущих: «Новые электрические опыты профессора физики Василия Петрова, который оными доказывает, что изолированные металлы и люди, а премногие только нагретые тела могут соделываться электрическими от трения, наипаче же стегания их шерстью выделанных до нарочитой мягкости мехов и некоторыми другими телами; также особливые опыты, деланные различными способами для открытия причины электрических явлений». Нельзя сказать, что в научной среде у Василия Петрова не было недоброжелателей. Ему, человеку, поднявшемуся с низов, было довольно трудно делать карьеру в Академии наук. Даже после публикации важных научных трудов, он стал адъюнктом Академии наук только с дополнительной нагрузкой. Он должен был вести метеорологические наблюдения, а также «иметь смотрение за физическим кабинетом и содержать оный в надлежащем порядке». С 1807 по 1822 год Петров обрабатывал материалы всех метеорологических наблюдений, производившихся в России, а также в течение ряда лет сам производил работы по метеорологии, хотя это и не являлось его основной специальностью. Заведование физическим кабинетом стало формальным поводом увольнения его с должности. Не победив его в научных спорах, противники мстили ему в административной сфере. Многим казалось, что он слишком долго занимает место в Академии наук. После восшествия на престол нового монарха — Николая I, противники Василия Петрова активизировались. Была назначена ревизия, которую проводил его недоброжелатель физик Георг Паррот. В 1826–1827 годах он инспектировал работу Петрова как хранителя физического кабинета Академии наук годах. Паррот мучил ученого многочисленными придирками, вплоть до того, что обвинял, например, в том, что в кабинете за время руководства Петровым ослабли искусственные магниты. В итоге, проверяющий дал отрицательное заключение о результатах его работы. Дело было некрасивое. Пожилому изобретателю не дали возможности оправдаться. И в 1828 году сам Паррот сменил Петрова на посту заведующего физическим кабинетом. Лишившись основной научно-экспериментаторской базы, ученый сосредоточился на преподавании. Петрову было уже 66 лет, когда произошел этот конфликт. В отставку он вышел в 72 года, а умер через год. Похоронен был на Смоленском кладбище Санкт-Петербурга. После смерти изобретатель был очень быстро забыт, а вернулся в науку лишь благодаря Александру Гершуну. После смерти к Василию Петрову вновь пришла слава. В 1934 году торжественно отмечалось столетие со дня смерти ученого. В 1936 году были впервые переизданы главные его работы, написаны и напечатаны несколько его биографий. В 1949 году на доме, где он жил (ныне это Санкт-Петербург, наб. Лейтенанта Шмидта), была установлена памятная доска со следующей надписью: «Здесь жил академик Василий Владимирович Петров. 1761–1834. Выдающийся физик и химик, изобретатель электрической дуги». К сожалению, открытия Василия Петрова, замкнутые в России, не повлияли на развитие мировой науки. И восстановление его имени было важно только для истории науки. Ученые из разных стран, своими путями «переоткрывали» открытия, уже сделанные нашим соотечественником. Но нельзя сказать, что его жизнь оказалась напрасной для науки. Василий Петров оставил после себя талантливых учеников. Открывший его через полвека Александр Гершун, вдохновленный примером Петрова, сам стал выдающимся физиком, а его сын Андрей (дважды лауреат Сталинских премий), продолжив научную династию, стал основателем научной школы по гидрооптике. Почти призрачная фигура исследователя, будто растаявшая в прошлом, интересовала многих ученых. Академик Петр Капица писал о Василии Петрове: «Для меня нет никакого сомнения, что по своим научным открытиям Василий Владимирович Петров должен был бы занять одно из самых первых мест не только в нашей, но и в мировой науке, как крупнейший физик-экспериментатор».
