Одинокий гений

История этого учёного и его открытия – одно из самых показательных в череде недооцененных и преданных забвению достижений русской науки. В начале XIX века Василий Владимирович Петров, экспериментально получивший первую электрическую дугу, достаточную для освещения, и осмелившийся говорить о практической пользе электричества, был фактически выдворен из Петербургской академии наук. Его работы затерялись в пыли библиотек, а могила почти столетие оставалась неизвестной. Долгое время первооткрывателем электрического дугового разряда считался англичанин Гемфри Деви. Лишь случайность вернула имя Петрова науке. О том, как безродный учёный-одиночка преуспел в поисках способов применения электричества и потерпел полных крах в борьбе с косностью соотечественников, читайте в материале «Перетока».

Одинокий гений


Освещение «тёмного покоя» и другие открытия
Василий Петров отчасти повторил путь своего великого предшественника Михаила Ломоносова: в его биографии и неблагородное происхождение, и извилистый путь в столицу, и жаркий интерес к разным сферам науки, и смелость экспериментов, и даже борьба с «немецким засильем» в русской научной среде, которого Ломоносов так и не смог победить. Но в отличие от первого русского энциклопедиста, которого охотно изображали современники, не сохранилось ни одного портрета Василия Петрова. Не известно, как выглядел этот человек, который, как сказал Вавилов, должен стоять вторым в ряду учёных после Ломоносова.

Сын приходского священника из города Обоянь Белгородской губернии, Василий Петров, закончив Санкт-Петербургскую учительскую семинарию, в 1788 году отправился в далёкую Сибирь преподавать физику и математику в Колыванско-Воскресенском горном училище Барнаула. В столицу он вернулся в 1791 году в возрасте 30 лет, после перевода в инженерное училище Измайловского полка. Спустя три года талантливого преподавателя пригласили читать лекции по математике и физике в Санкт-Петербургское медико-хирургическое училище, вскоре переименованное в Медико-хирургическую академию. На её базе Василий Петров и стал проводить многочисленные физические эксперименты. Правда, эту базу ему пришлось создавать самому.

В те времена физика, как и химия, считалась наукой опасной, и желание Василия Петрова создать в академии физический кабинет и проводить исследования было встречено с большим неодобрением. Потребовалось множество запросов, представлений и требований, прежде чем руководство учебного заведения согласилось выделить учёному средства на покупку оборудования. Василий Петров стал собирать лабораторию, покупая приборы и инструменты как у заграничных коллег, так и у русской знати, «баловавшейся» науками в соответствии с модой екатерининских времён. Для того периода Василию Петрову удалось создать весьма «продвинутый» физический кабинет, позволявший проводить исследования, в том числе с электричеством.

Как раз в это время, а точнее в 1800 году, мир облетела весть об изобретении итальянским учёным Алессандро Вольтой первого химического генератора непрерывного электрического заряда – «вольтова столба». Василий Петров смог убедить руководство академии в необходимости приобретения этого прибора и с интуицией истинного ученого предсказал большое будущее экспериментам с «вольтовым столбом». Согласно протоколам академии, на покупку «гальванического прибора» из 200 цинковых и медных кружков было ассигновано 300 рублей, сумма, сопоставимая с годовым жалованием профессора.

1VoltaBattery.jpg

По существу, полученный академией «столб» ничем не отличался от устройств, которые с 1800 года принялись конструировать учёные всего мира. Василий Петров сделал предположение, что за счёт значительного увеличения числа элементов батареи можно получить не только количественные изменения в виде усиления искры, но и качественные. А вот какие, это и решил выяснить русский учёный. К неудовольствию коллег по академии он вновь обратился за средствами для конструирования «огромной наипаче батареи» и не без труда добился своей цели. В 1802 году Петров создал самый мощный в мире «гальвани-вольтов столб», включавший 2100 медно-цинковых элементов (соответственно 4200 металлических кружков). Новаторством была сама конструкция батареи. Основным камнем преткновения в попытках западных учёных создать батарею большой мощности было то, что огромное количество дисков при вертикальном расположении должно было привести к выдавливанию электролита между элементами внизу столба. Чтобы избежать этого, Василий Петров поместил металлические диски в разделённый на четыре части горизонтальный деревянный ящик. Поскольку научных представлений об изоляции в те времена не существовало, учёный самостоятельно разработал изоляционный материал – перегородки ящика и провода, соединявшие его отделения, были покрыты специальным сургучным лаком. Длина конструкции составляла 3 метра, совокупная протяжённость всех элементов – 12 метров. Проведённые в XX веке эксперименты с воссозданной батареей Петрова показали, что её электродвижущая сила равнялась около 1,7 кВ, максимальная полезная мощность – 60–85 Вт, ток короткого замыкания не превышал 0,1–0,2 А. Это был самый мощный источник тока того времени.

К слову, о параметрах батареи. Электроизмерительные приборы появились лишь в середине XIX века после того, как Майкл Фарадей вывел принципы электромагнитного взаимодействия. В начале 1800-х годов Василию Петрову, чтобы зафиксировать результаты опытов с «гальвани-вольтовым столбом», пришлось прибегать к собственному, весьма болезненному, способу: он снимал кожу с кончика пальца и подсоединял к нему провода, идущие от полюсов батареи. То есть силу тока он оценивал по степени болевых ощущений.

Но некоторые явления, связанные с батареей Петрова, можно было заметить и методом простого наблюдения. В одном из экспериментов учёный подсоединил к полюсам прибора два угольных стержня, способных проводить ток. При сближении они давали не искру, как «вольтов столб», а дуговой разряд, дававший «весьма яркий белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или длительнее загораются и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может». Так в своей книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах…» вышедшей в 1803 году, Василий Петров определил возможность практического применения электричества большой мощности. То, что сейчас кажется очевидным – освещённые ночные города, электрический свет в домах – учёный смог представить в самом начале зарождения науки об электричестве. В этой же книге Петров указал на способность тока производить разложение воды на элементы (впервые в России, если не в мире описав электролиз) и плавить металлы, а также восстанавливать их из руды. Учёный пропускал дуговой разряд через различные газы, причём не только при нормальном давлении, но и при пониженном, тем самым обнаружив, сам того не подозревая, существование четвёртого состояния вещества – плазмы.

Результаты, полученные Василием Петровым, должны были ввести его в ряды величайших учёных того времени, а его батарея, безусловно, заставила бы обратиться экспериментаторов всего мира к исследованию тока высокого напряжения и возможностей его практического применения. Но пройдут десятилетия, прежде чем полученная Василием Петровым электрическая дуга, помещённая Павлом Яблочковым в разряженный газ, станет осветительным прибором, или, преобразованная инженерами Николаем Бернадосом и Николаем Славяновым, превратится в устройство для электросварки. А честь открытия электрического дугового разряда на целое столетие будет закреплена за английским исследователем Гемфри Деви, который описал это явление на семь лет позже Петрова.

Почему же достижения Василия Петрова остались в тени и как о них стало известно нашим современникам?

Заново открытый
Считается, что причин забвению великого русского учёного было несколько. Прежде всего все его труды, включая «Известия о гальвани-вольтовских опытах...» и интереснейшие работы по химии, публиковались исключительно на русском языке. Будь они писаны латынью, их распространение вышло бы за пределы России. А в самом Отечестве, как известно, пророков нет. Достижения Петрова хоть и принесли ему членство в Петербургской академии наук, но одновременно вызвали сильнейшую оппозицию со стороны тогдашнего немецкого руководства академии. Самобытный учёный-одиночка, высказывающий смелые идеи и постоянно требующий новых средств на свои опыты, приобрел много врагов в научном сообществе, и среди них влиятельного немца Иоганна Паррота, выходца из Дерптского университета, члена Петербургской академии наук и приближённого Александра I.

В течение нескольких лет Петров подвергался травле со стороны немецкой группы академиков, многочисленные придирки касались как исследовательской, так и преподавательской деятельности профессора. Ученого обвиняли, в частности, в нерадивом отношении к содержанию физического кабинета, который тот сам и создал.

В 1828 году Паррот сменил Петрова на посту заведующего физическим кабинетом. Ещё некоторое время опальный учёный продолжал профессорскую деятельность, в 1833 году его уволили из медико-хирургической академии, а в 1834 году он умер в безвестности, не оставив ни школы, ни последователей. «Я природный россиянин, не имевший случая пользоваться изустным учением иностранных профессоров физики и доселе остающийся в совершенной неизвестности между современными нам любителями сей науки», – написал о себе Василий Петров ещё в самом начале своих исследований с электричеством. Эти слова оставались пророческими вплоть до конца XIX столетия, когда случайная находка в библиотеке Вильно вернула имя забытого учёного в историю науки.

В 1886 году студент Петербургского университета Александр Гершун, ставший впоследствии известным оптиком, штудировал тома по физике и наткнулся на книгу, озаглавленную «Известие о гальвани-вольтовских опытах». Углубившись в чтение, он с удивлением обнаружил, что некто Петров, о котором не было ни строчки ни в одном учебнике по физике, задолго до Деви описал электрический дуговой разряд, провел опыты с его воздействием на металлы, жидкости и газы и изложил свои воззрения на перспективы практического применения своего открытия. О находке Гершун сообщил в Петербургский университет. Она произвела фурор в научной среде, были найдены другие работы Петрова, многие физики и химики обратились к их изучению. Спустя более полувека к Василию Петрову пришла научная слава, несправедливо отобранная его современниками. Сейчас упоминание о батарее Петрова – обязательная часть любого труда по истории электротехники. О том, какое влияние его исследования могли оказать на развитие физики в XIX веке, будь они вовремя оценены, приходится только гадать.


12 августа 2016 в 15:42

электрическая дуга, АЭС Академик Ломоносов

Другие пользователи читают

Лукавые цифры ВИЭ

Европейцы полны решимости к 2020 году довести объём ВИЭ в энергосистеме ЕС до 20%. Но по мнению голландского профессора...

10 июля 2017 в 17:00
Ядерная неэффективность

Bloomberg New Energy Finance представил масштабное исследование, в ходе которого выяснилось, что более половины америк...

26 июня 2017 в 14:13
Только электро-Volvo

Volvo Cars объявила, что с 2019 года все её автомобили будут оснащаться электродвигателями, отказавшись от выпуска машин...

06 июля 2017 в 13:10