Летопись электричества

Солдатская жизнь была не слаще жизни сапожника. Казарма была такой же мрачной, как и сапожная мастерская, где прошли его детство и юность. Но Вильям безропотно тянул лямку артиллериста лишь потому, что в часы досуга ему разрешалось чтение книг. Новый мир открылся Стэрджену, когда он начал читать книги по физике. Эта наука захватила его. Не прибегая ни к чьей помощи, в напряженном труде и страстном увлечении наукой Стэрджен хорошо овладел современной ему физикой. На это ушло почти пятнадцать лет. Электричество и магнетизм стали его самыми любимыми областями физики. Узнав об открытиях Эрстеда и Ампера, Стэрджен с разрешения высшего военного начальства повторил опыты этих ученых.

Прослужив двадцать лет волонтером, Стэрджен решил, наконец, освободиться от военной службы и заняться более глубоким изучением электромагнетизма. Однажды, это было в 1823 году, он заметил, что стержень из мягкого железа, помещенный внутри катушки, обмотанной изолированным проводом, по которому течет ток, становится магнитом. Когда же цепь тока прерывается, сердечник тотчас же теряет магнитные свойства.

Стэрджен занялся исследованием этого явления и нашел, что сердечник подковообразной формы, обмотанный изолированной проволокой, дает еще большее притяжение. 23 мая 1825 года Вильям Стэрджен представил в Общество ремесел коллекцию своих электромагнитов и сделал первое публичное сообщение о своем изобретении. Общество ремесел наградило изобретателя серебряной медалью и небольшой денежной премией.

Стэрджен показал в Лондоне изготовленный им электромагнит, якорь которого легко притягивал и удерживал груз в восемь фунтов и более. Так бывший сапожник и солдат Вильям Стэрджен изобрел электромагнит — сердце почти каждого современного электрического прибора и аппарата, каждой электрической машины.

Значительные усовершенствования в устройство электромагнитов внес замечательный американский физик Джозеф Генри. Генри первый стал изолировать проволочную обмотку электромагнитов шелковой ниткой. Электромагниты Генри, описанные им в 1831 году, могли поднимать груз в 2 063 фунта[22].

* * *

Разрабатывая идею телеграфа, Морзе придумал свою знаменитую телеграфную азбуку. Мысль о ней возникла у него как-то внезапно. Изобретатель знал, что во флоте пользуются флажковой азбукой. Ее впервые ввели в Англии около половины XVII века. Если поднять вверх левую руку с флагом — это обозначает одну букву, поднять правую руку с флагом — другую букву, обе руки — третью букву, развести руки в стороны — новую букву, и т. д. Еще с детства Морзе было известно о «разговаривающих башнях», похожих на ветряные мельницы. Эти высокие башни были видны далеко. В башнях сидели люди и, дергая за веревки, поднимали и опускали крылья семафора, наподобие рук с флагами.

Подобные механизированные сигнальные посты изобрел и впервые построил в 1794 году француз Клод Шапп. Эти семафорные телеграфы десятки лет применялись во многих странах Европы. Ими пользовались правительство Французской республики (линия Париж — Лилль, 210 километров, двадцать башен), Наполеон Бонапарт, царское правительство России (Петербург — Варшава) и в других странах. Телеграф такого же типа самостоятельно разработал замечательный русский изобретатель Кулибин.

На каждой башне дежурили сигнальщики с подзорными трубами. Они зорко следили за знаками, выставленными на соседней башне, и в точности воспроизводили их на своей. Так от башни к башне передавались условные знаки. Телеграф вовсе не работал, когда становилось темно или башни терялись в тумане. Но даже когда погода была хорошей, телеграф Шаппа нередко искажал передаваемые сигналы. Можно было бы для лучшей видимости строить башни поближе одну к другой, но ведь это обходилось бы еще дороже. Ошибки и искажения в семафорном телеграфе было нелегко устранить.

Морзе понимал, что человеческая память, зрение и слух не очень совершенны.

«Лучше всего поэтому, — решил Морзе, — заставить телеграф автоматически записывать принимаемые сигналы. Здесь уже ошибки менее возможны».

Но как придумать записывающий аппарат?

* * *

Весной 1833 года в городе Гёттингене между магнитной обсерваторией, директором которой состоял Карл Гаусс, и физическим кабинетом университета, где работал его друг, профессор физики Вильгельм Вебер, были протянуты два провода общей длиной около восьми тысяч футов.

Оба конца проводов присоединялись к мультипликаторам. Гаусс придумал особое приспособление для быстрого изменения тока путем перемены концов проводов. Приспособление это он назвал коммутатором. Источником тока в телеграфе Вебера и Гаусса была индукционная катушка. Достаточно было быстро опустить в катушку магнит или вынуть его (как делал Фарадей), как в цепи тотчас же появлялся ток и магнитная стрелка отклонялась в ту или другую сторону. Отдельные слова и даже фразы по условной азбуке передавались с одного конца на другой. Но прием сигналов был все же затруднителен, так как ток был довольно слаб.