Дуговая лампа и динамомашина
Значительно большее поле деятельности для промышленности было обеспечено дуговым освещением, и потребность в мощных генераторах стала вполне реальным фактом. В 1867 году Уайльд (1833 — 1919) и сэр Уильям Сименс (1823 — 1883) открыли, что ток, получаемый от одной машины, мог быть использован для возбуждения электромагнитного поля другой, что привело к созданию первой динамомашины, этого энергетического символа нового века. При наличии сравнительно дешевого тока все дело заключалось в том, чтобы найти пути широкого его использования, и здесь наибольшие возможности открывало бытовое освещение и освещение магазинов, для чего дуговая лампа была слишком яркой.
Решение проблемы «дифференциации электрического света» было найдено в лампочке накаливания сначала с угольной питью, а позднее с металлической, помещенной в баллоне с разреженным воздухом. Техническая проблема производства дешевой и прочной лампы представляла значительные трудности, однако не это задерживало ее разрешение; в 1872 году Лодыгиным (1847 — 1923) в России и несколько позднее Сваном (1828 — 1914) в Англии были изготовлены различные лампочки накаливания. Для коммерческого производства такие лампочки требовали значительного усовершенствования системы откачки воздуха из баллонов, однако при наличии достаточных стимулов это могло быть осуществлено в любой момент на протяжении данного века. Подлинная трудность заключалась в организации распределения и продажи света. Решающим вкладом Эдисона в этой области явилось создание им в 1881 году электрической станции с ее разветвленной сетью, подающей электричество, подобно газу или воде.
Таким образом, задержка на 50 лет, отделявших открытие Фарадея от внедрения его в жизнь Эдисоном, была вызвана не каким - либо отставанием науки или техники, но в первую очередь причинами экономического и социального порядка5 - 3. В середине XIX века не существовало средств для организованной эксплуатации научной идеи, которые обеспечивали бы ее рентабельность. Стоило только найти такие способы, как дальнейшее развитие ее практического применения уже нельзя было больше задержать. Электрический свет и электроэнергия прочно заняли свое место; их распространение в следующем столетии должно было осуществиться со значительно большей быстротой, чем это было с паром.
Роль электричества в применении энергии для нужд транспорта, приведения в действие машин, отопления и освещения, равно как и его использование в телеграфе и телефоне, — все это зависело от развития оригинальных экспериментов Эрстеда и Фарадея в области электромагнетизма, позднее выраженных в математической форме поколением теоретиков - физиков, крупнейшим представителем которого был Максвелл. Фактически после 1831 года к этому не добавилось ни одной радикально новой физической идеи, которая двинула бы изучение электричества вперед. Электрическая промышленность XIX века, а также и XX века, если не считать применения в ней принципов электронной теории, представляла собой идеальный образчик промышленности чисто научного характера, зависевшей от искусства и изобретательности в использовании ограниченного комплекса принципов для решения задачи удовлетворения возрастающего диапазона ее практического применения.
История электричества и магнетизма представляет собой первый пример в истории превращения чисто научного комплекса опытов в промышленность крупного масштаба. Электротехническая промышленность имеет по необходимости от начала и до конца научный характер. Тем не менее мы находим здесь самый неопровержимый пример того, как научное исследование может мгновенно превратиться в инженерную практику. Для тех людей, которым предстояло сооружать телеграфные линии, не было необходимости иметь тот же научный уровень, что и изобретателю телеграфа. Это положение вызвало к жизни профессию инженеров - телеграфистов, объединившихся в 1871 году в общество, которое в 1889 году переменило свое название на Институт инженеров - электриков. За 50 лет своего существования профессия инженеров - электриков приобрела свои традиции и целый кодекс практического опыта. Проблемы проектирования и производства, экономии в эксплуатации и легкости ремонта покоились на базе научных принципов электромагнитной индукции. Исторический цикл должен был, наконец, завершиться, и новая профессия — обеспечить на некоторое время жизнь двух молодых людей, которым предстояло революционизировать физику, — Альберта Эйнштейна и П. А. М. Дирака.
Электрический разряд и новая физика
И все же победы электромеханики в области практики не были наиболее плодотворным конечным следствием исследований электричества и магнетизма. Не лежали они также и в сфере дальнейшей разработки электромагнитной теории. Новые большие успехи, которые, как мы увидим в главе 10, привели к открытию рентгеновских лучей, электрона, радиоактивности, электронных ламп, атомной теории и, наконец, расщепления атома, должны были иметь источником совершенно иной ряд явлений, а именно: любопытное свечение, заинтриговавшее еще первых любителей - электриков XVII века. Эта отрасль, казалось бы, не сулила особых достижений: явления эти были капризными и почти не поддавались количественному выражению; к тому же не предвидн - лось никаких возможностей практического их применения, которое явилось бы стимулом для заинтересованности ими и ведения интенсивных исследовании. Поэтому работа в этой области велась несистематически, и те потрясающие результаты, которые она могла дать, должны были заставить себя ожидать вплоть до конца века.