Книга Электрическая вселенная. Невероятная, но подлинная история электричества - Дэвид Боданис

Вот такого эффекта никому добиться и не удавалось. Понимание микромира оставалось еще настолько неразвитым, что управлять мощью высвобождавшегося электричества было затруднительно. В начале 1872 года в России Александр Лодыгин развесил двести электрических ламп по верфи Адмиралтейства в Санкт-Петербурге, однако горели они до того мощно, что нитей накаливания их хватило всего на несколько часов работы.

Впрочем, соблазн электрического освещения никуда не делся, поскольку с лучшими из его альтернатив — масляными и газовыми лампами — были связаны свои проблемы. В начале 1800-х для получения относительно чистого масла забивали огромные стада китов. Когда же это масло стало слишком дорогим, пришлось перейти на керосин и другие более тяжелые масла, однако такие лампы сильно дымили, издавали неприятный запах и приводили — если их роняли — к пожарам. Природный газ был немного лучше, но он дорого стоил, перекачивать его по трубам на большие расстояния было трудно, а владельцам газовых ламп приходилось то и дело подкручивать горелки, чтобы от них не валили облака сажи.

Первым металлом, который Эдисон испытал, пытаясь создать электрический свет, была платина, поскольку она обладала самой высокой среди всех известных металлов температурой плавления. Однако платина была и самым дорогим из всех известных металлов, и Эдисон очень скоро перешел на иные, более дешевые. Некоторое время он надеялся добиться успеха, используя никель. Этот металл не перегорал так быстро, как другие, опробованные Эдисоном, но даже при небольшом токе давал свет слишком сильный. «Из-за огромной мощности света… — читаем мы в записной книжке Эдисона, — промучился вчера с 10 вечера до 4 утра от жуткой боли в глазах… Чтобы заснуть, пришлось принять большую дозу морфия».

В конце концов он научился сооружать никелевые лампы так, что на них не приходилось постоянно смотреть, однако и они перегорали слишком быстро. Его коллега вспоминает одну из первых демонстраций, устроенную Эдисоном для финансистов с Уолл-стрит, дававших деньги на его работы: «Я и сегодня словно вижу, как он [никелевый провод] раскаляется докрасна, слышу слова мистера Эдисона: «Добавьте тока», — лампы начинают сиять… А затем… вспышка, дымок, и механическая мастерская погружается в кромешную тьму».

Первый трюк, к которому Эдисон прибег, чтобы помешать нитям накаливания перегорать, состоял в избавлении их от контакта с кислородом. А для этого требовалось окружить нити вакуумом. Эдисон купил насосы, чтобы откачивать воздух из стеклянных емкостей, усовершенствовал их, нанял превосходного стеклодува, и вскоре в его лаборатории, располагавшейся в сельской местности штата Нью-Джерси, команда Эдисона создала стеклянные емкости, смахивавшие по форме на бутон тюльпана, — привычные нам лампочки, — в которых воздух был разреженнее, чем на вершине Эвереста, в нескольких сотнях километров над поверхностью Земли. К концу 1879 года в распоряжении Эдисона имелись стеклянные сосудики, плотность воздуха в которых была почти в миллион раз меньше плотности того воздуха, которым мы дышим.

Однако и это не помогло. Любая металлическая нить, которую Эдисон помещал в такую колбочку, разогревалась настолько, что либо выгорала, либо плавилась, либо лопалась, либо — несмотря на низкое давление воздуха в колбочке — с шипением испарялась. И Эдисон решил: необходимо попробовать не металл, а что-то другое.

Некоторое время он помещал между двумя электродами кусочки обуглившейся бумаги и наблюдал за их свечением, он испытал также пробку, а следом хлопковую нить. Последняя оказалась особенно многообещающей, и Эдисон довольно долго трубил о своем великом успехе. Однако со временем и этот успех обернулся неудачей, и отчаявшийся Эдисон принялся разглядывать тлеющие фрагменты бумаги под микроскопом, но обнаружил только одно: увеличения микроскопа не хватает для того, чтобы увидеть электрические искры, которые, по его представлениям, пронизывали эти фрагменты. Но он по-прежнему верил, что пролетающие по нитям накаливания электрические частицы бьют по ним изнутри с такой силой, что проволока или любая другая нить разогревается — точно так же, как трение потираемых одна о другую ладоней согревает каждую из них. И Эдисон решил отыскать нить, по которой ток будет протекать с большей легкостью.

«Я уверен, — почти впав в отчаяние, сказал он своим сотрудникам, — что где-то в мастерской Всевышнего имеется растение с нужными нам геометрически параллельными волокнами. Ищите его».

И они принялись за поиски. Денег у Эдисона было больше, чем у любого другого изобретателя, — нью-йоркские финансисты выдавали их, почти не считая, — и, что было еще важнее, у его сотрудников имелся наисильнейший из стимулов. Зная, что собственные его сила и напористость объясняются тем, что когда-то он был бедняком, Эдисон, как правило, брал на работу людей себе подобных. Среди них были бродячие механики, бог весть чем занимавшиеся во время Гражданской войны, был замечательно одаренный лондонский кокни Сэмюэл Инсулл и многие другие. Эта команда накопила немалый опыт по части нитей накаливания и воздушных насосов, теперь же она взялась за собирание научных трудов по растительным тканям. А когда рытье в книгах не дало нужного им ответа, они отправились в разъезды — кто на Кубу, кто в Бразилию, кто в Китай и другие страны Востока. И там, на юге Центральной Японии, они обнаружили бамбук «мадаке». Его волокна отвечали нуждам Эдисона намного лучше, чем платина, никель и даже обожженная хлопковая нить, которая давала наилучшие до сей поры результаты.

Когда сотрудники Эдисона подсоединили жилы из японского бамбука к проводам батареи и включили ее, в провода хлынул мощный поток электронов, и бамбук слегка засветился. Когда же они поместили бамбук в стеклянную колбу и откачали из нее воздух, он начал светиться все сильнее, сильнее и сильнее. В России платиновые лампочки смогли проработать самое большее двенадцать часов; в Англии усилия Джозефа Свана и других, предпринятые примерно тогда же, когда ставил свои опыты Эдисон, позволили продлить работу лампочек до нескольких десятков часов. Японский же бамбук, который светился в герметичной стеклянной колбе, содержавшей подобие космического вакуума, протянул более 1500 часов.

Чтобы это изобретение стало по-настоящему практичным, Эдисону и его сотрудникам пришлось сделать еще и немало других. Первый их импульс состоял, как обычно, в том, чтобы украсть потребное у коллег-изобретателей. Однако они вторглись в область настолько девственную, что простое копирование чужой работы было в ней далеко не всегда возможным. Электрические лампочки, например, должны были легко входить в патроны, и команде Эдисона пришлось создать оригинальную модификацию ввертышей керосиновых канистр (отсюда и наши нынешние вворачиваемые в патрон лампочки). Пришлось также отыскать способ такого крепления стекла к этим ввертышам, при котором внутрь лампы не мог просачиваться воздух, заставлявший нить накаливания сгорать слишком быстро.

Однако потребовались и иные изобретения. Например, система автоматического измерения количества использованного электричества (чтобы выставлять за него счета); нужно было усовершенствовать способ питания лампочки, и вскоре Эдисон и его сотрудники углубились в новую территорию настолько, что, сами того не заметив, вообще перестали копировать чужие патенты. Телефон мог изобрести и одиночка. А вот Эдисонова лампочка потребовала десятков синхронизированных разработок, касавшихся выключателей, предохранителей, линий питания, изоляторов для подземных кабелей и тому подобного. Эдисон уже больше не жульничал. Он обратился в творца.