Дерптский университет. Изобретение гальванопластики
«Из техники исходит и культура, и нравственность, она является началом человеческого самосознания, сопровождает его развитие и является его венцом».
Еще в начале XIX века в Дерптский университет начали приглашать на постоянную работу талантливых ученых. Идея эта принадлежала Е. И. Парроту, вступившему на должность ректора в 1802 году. Именно при нем в университете начали свою деятельность астроном В. Я. Струве, математик И. М. Бартельс, минералог М. Ф. Энгельгардт. Приезжали писатель А. Ф. Севастьянов и минералог В. М. Севергин. Несколько лет в Дерпте провел поэт и переводчик В. А. Жуковский. Е. Паррот за время своей работы смог сблизиться с императором Александром I, что обеспечило университету материальную поддержку и внутреннюю автономию. Определенно здесь у ученых были все необходимые условия для исследований. А к концу 20-х годов потребность в научных кадрах еще больше возросла: в стране начался промышленный переворот, кроме того, были присоединены новые обширные территории.
Когда Якоби приехал в Дерпт, ректором университета был профессор медицины И. Ф. Мойер. Удивительно, что первыми слушателями профессорского университета тогда стали языковед В. И. Даль, хирург Н. И. Пирогов, врач Ф. И. Иноземцев, астроном А. Н. Савич – в будущем все эти ученые приобретут мировую славу.
Тартусский университет (наши дни).
До начала лекций у Морица было время, чтобы познакомиться с местным укладом жизни, новыми коллегами и… будущей женой. В Пруссии личная жизнь ученого, одержимого своим изобретением, не складывалась, но в Потсдаме он знакомится с Анной Григорьевной Кохановской и вскоре объявляет родным о помолвке. Семья вновь не поддержала Морица: девушка славянского происхождения, принадлежавшая к греко-славянской церкви, не отвечала их представлениям о хорошей невестке. Особенно отличился брат Карл, постоянно менявший свое мнение об Аннете, как называли в семейном кругу жену Морица, и сделавший весьма своеобразный комплимент о том, что у ее сына Николая «одухотворенная, а не славянская физиономия». Несмотря на множество националистических замечаний родственников, брак был удачным для Морица, наконец-то обретшего собственную семью и опору. К тому же он стал первым шагом к гражданству в стране, которую он полюбил всем сердцем и прославил своими достижениями.
Однако в российское подданство ученый перейдет только через 10 лет, пока же он только начинает профессорскую деятельность в университете: 12 января 1836 года состоялась его первая лекция. Ученый остается верным себе, вновь рассуждая о том, что истинная теория – это практика, что нужно отвечать нуждам современности и стремиться из своих исследований извлекать прикладную пользу. Так, например, обращаясь к студентам, Якоби сказал: «Ваша потребность в том, что полезно, и мои ожидания должны привести к взаимному пониманию, и, я думаю, из этого проистечет осуществление и удовлетворение для обеих сторон. Но если бы даже мы в дальнейшем прилагали меньше усилий, чем мы имели в виду в начале, живое веяние времени само послужило бы нам мощным стимулом; мы целиком проникнуты им, мы не можем уйти от того направления, которое оно нам указывает. Я думаю, что характеристика моя будет правильна, если я скажу, что нашему времени поставлена задача довести до полного расцвета самое полезное – материальные интересы – и дать ему то оправдание, которое всегда выпадало на долю искусства и науки. Мы не будем противопоставлять полезное – искусству и науке, мы возвысим его на одну с ним ступень».
Предмет своего преподавания он видел как яркий пример, демонстрирующий верность его рассуждений, ведь здесь на основе физики, математики и химии достигается практический успех. До нас дошли такие слова ученого из его лекций: «Дисциплина, которую я имею честь представлять в здешнем университете, имеет задачей содействовать успеху того, что созрело на почве науки и является технически и практически полезным. Строительное искусство в самом широком смысле усваивает наиболее многочисленные и наиболее ценные достижения науки и всяческой прикладной деятельности; оно является как бы второй природой, созданной человеком и для нужд человека. Оно, с одной стороны, привлекает к своей работе искусство, возвышая и облагораживая через его посредство форму первобытных потребностей и вовлекая их в круг культуры и нравственности; с другой стороны, оно использует широкую основу точных наук, результаты, добытые физикой, химией и математикой; оно объединяет и заключает в себе разнообразнейшие запросы жизни и управляет ими; здесь оно воздвигает храмы, дворцы и дома… там оно проводит улицы и каналы, строит гавани, чтобы быстро и надежно удовлетворить запросы общественного развития; наконец, ставя себе на службу силы природы, оно создает в своих машинах неистощимый источник работы».
Якоби и далее возносил значимость технических наук такими яркими высказываниями, как: «Из техники исходит и культура, и нравственность, она является началом человеческого самосознания, сопровождает его развитие и является его венцом». И продолжал настаивать на воссоединении теории и практики, как единственного верного развития науки: «Было действительно время, когда художник, пребывая в мире своих идеалов, смотрел с глубоким презрением на ремесленника, который, будучи ограничен тесным кругом своего ремесла, благодаря своей работе доставляет себе житейский уют и удобства; время, когда ученый, погруженный в свои глубокие и серьезные размышления, отвергал все, что напоминало ему о мирской суете. Один из выдающихся философов определял даже полезное, как самую низкую сторону человеческого сознания. Если иногда в этом обособленном мире сверкала молния, освещая тьму кругом, то этот свет казался не обыкновенным приветливым светом, а скорее порождением темных, враждебных сил».
22 августа того же года ученый выступил с речью «О значении внутренних путей сообщения» на торжественном заседании Дерптского университета, в которой сделал акцент на том, как важно проводить исследования с целью совершенствования транспорта и транспортной системы. Среди прочего он отметил: «Нигде во всей просвещенной Европе не идут с такой радостью и охотой навстречу истинным потребностям науки, не жалея никаких жертв, когда дело идет о достижении целей, признанных полезными и значительными… Путь этот единственный, на каком можно приобщить безграничные области России к общественному развитию… только этим могла быть разрешена задача достичь в столь короткое время таких гигантских успехов». И далее о русских ученых и приглашении принять участие в их работе: «Вся Европа удивляется глубокой серьезности, с которой они намечают и разрешают задачи науки, и тому, как они умеют представить ее достоинство»; «Я принял приглашение сюда с самой искренней радостью и без малейших колебаний, ибо мне сказали, что я найду здесь прекрасное и богатое поле для моей деятельности».
Пластина на тему мифологического сюжета. Автор Борис Якоби, ученый-физик и электротехник, лично передал работу в дар Политехническому музею. Репродукция. Паляничко/РИА Новости.
Мориц фон Якоби (справа), открытие гальванопластики в 1838 г. Фотобанк «Лори».
И вновь поражают трудолюбие и энергия ученого. Помимо чтения лекций, Якоби заведовал коллекцией архитектурных моделей на занимаемой кафедре. К тому же 10 февраля 1836 года ему было поручено составить проект Домбергского моста, который должен был заменить старый на холме Тоомемяги, соединившего здание университета с его обсерваторией. Уже 3 мая того же года проект был готов! Мост достроили спустя два года, причем сохранился он до наших дней под названием Ангельский. Помимо этого, Якоби разработал проекты флигеля университетского здания и университетской церкви, впоследствии построенных. Продолжались и опыты над электродвигателем: теперь целью ученого было сделать его вес меньше с помощью замены сердечников из сплошного металла на полые трубки из мягкого железа. Исследование увенчалось успехом, а отчет о нем Якоби приложил к «Памятным запискам» и послал в Петербургскую академию наук. Впоследствии этот отчет был доложен Э. Х. Ленцом, а затем опубликован в Бюллетене академии.
Из писем к Э. Х. Ленцу и А. С. Беккерелю мы знаем, что летом 1836-го Якоби проводил первые наблюдения гальванического осаждения меди в твердом состоянии. Иными словами, он начал делать первые шаги к изобретению гальванопластики – новой технологии получения отпечатков, сделавшей его знаменитым. Однако интерес ученого к гальваническим элементам был связан опять же с электродвигателем: Якоби стремился увеличить его мощность. Преследуя задачу получить стабильный элемент, он разрабатывает собственную оригинальную конструкцию медно-цинкового элемента. Описание сконструированного Морицем гальванического элемента было доложено на заседании Петербургской академии наук 3 февраля 1837 года и опубликовано в Бюллетени. В феврале 1837 года в одном из опытов ученый использует медную дощечку, служившую для печатания его визитных карточек, и через несколько суток отмечает, что на выделившихся кусочках гальванической меди он смог ясно различить отпечаток своего имени. В письме Беккерелю от 28 марта 1837 года читаем: «Начал серию опытов для подтверждения закона Фарадея относительно эквивалентности металлов и определенных действий гальванического тока. В данном случае я пользовался в качестве положительного полюса очищенным цинком и, желая одним выстрелом убить двух зайцев, я употребил в качестве отрицательного полюса вместо обычного медного листка гравированную дощечку, которая служила для печатания моих визитных карточек. Через два с половиною дня образовался плотный осадок меди в 291 гран, цинка же было израсходовано 305 гранов». В следующих опытах ученый употребил вместо гравированных дощечек медную монету и получил обратный ее отпечаток. Стоит отметить, что такой эксперимент был весьма опасен для Якоби: его могли заподозрить в подделке денежных знаков: «Восхищаясь моим способом, они в высшей степени порицали мою неосторожность и побуждали уничтожить мои подделки, чтобы не навлечь на себя неприятностей. Я должен был уступить их доводам, конечно, с большим сожалением».
Более полно историю своего открытия Якоби изложил, когда ему пришлось отстаивать свои права на приоритет в 1846 году. На специальной лекции в Париже в 1867 году, во время Всемирной выставки, Якоби рассказывал:
«Это было летом 1836 г., когда, будучи еще профессором Дерптского университета, я произвел опыты с элементами покойного г. Даниэля. Сначала я пользовался конструкцией, похожей на конструкцию, предложенную г. Мюллиусом. Но этот аппарат совершенно не отвечал поставленной мною цели, и я велел построить другой, описанный в Bulletin scientifique de l'Académie impériale des sciences de St.-Pétersbourg, t. II, p. 60, где находится также и письмо к г. Ленцу (читано в заседании 3 февраля 1837 г.), в котором я сообщил этому ученому серию опытов, выполненных с помощью этого аппарата. В этом письме есть одно место, которое имеет отношение к моему открытию, а именно: «Следует отметить, что при последних двух сериях опытов медь в совершенно твердом состоянии совершенно равномерно осела на дно сосуда. Но если бы цепь была замкнута с помощью короткой проволоки, то медь осела бы в виде порошка.
Через несколько дней после того, как было послано это письмо, намереваясь произвести другой опыт, я взял медный цилиндр из аппарата Мюллиуса. Этот цилиндр, наружная поверхность которого была покрыта кристаллическими и порошкообразными зернами меди, нужно было вычистить и покрыть бычачьим пузырем. Произведя над цилиндром эту операцию, мой служитель отделил от него несколько кусочков меди, достаточно больших, но тонких и хрупких. Вначале я был далек от мысли приписать им вольтаическое происхождение. Меня занимали перегородчатые элементы, и среди многочисленных вопросов, которые эти замечательные аппараты возбуждают в науке, я был занят только одним – сделать их возможно устойчивыми и достаточно легко применимыми к движению электромагнитных машин. До сих пор я еще не понимаю, каким образом кусочки, о которых я говорил, могли создать у меня представление, что они образовались вследствие того, что медь, из которой был сделан цилиндр, была, быть может, плохо сплющена или что служитель, не имея достаточно толстых листов меди, сдвоил их.
Движимый первым побуждением, я призвал служителя и велел ему сказать мне правду, упрекая в том, что он мне плохо служит. Его горячий протест навел меня на мысль решить вопрос о происхождении этих кусочков, сравнивая их внутреннюю поверхность с внешней поверхностью цилиндра. Начав это исследование, я тотчас же увидел несколько почти микроскопических царапин напильника на обеих поверхностях, точно соответствующих друг другу: вогнутые на поверхности цилиндра и рельефные на поверхности отделенного листка.
Гальванопластика явилась следствием этого тщательного исследования».
При опытах с монетами присутствовал К. К. Клаус, ассистент Якоби, а впоследствии известный профессор Казанского университета. Об исследовании он вспоминал: «Помню, что при этом случае я обратил внимание г. Якоби на опасность, которой он подвергается, делая снимки с российских монет. В то время мы оба и не подозревали, к каким важным результатам приведут эти первые начинания». А профессор Э. К. Гофман писал об опыте так: «И я тоже видел в начале 1837 г. тот способ, посредством которого господину Якоби, в то время дерптскому профессору, удалось воспроизвести гальваническим путем новый снимок с двухкопеечной монеты, и вместе с тем помню высказанное г. Якоби мнение, которое впоследствии так несомненно подтвердилось, что этот способ производства представляет задатки широкого технического развития».
Как видим, Мориц сразу задумался над практической пользой результатов своего эксперимента. 24 декабря 1838 года Якоби создал заметку для газеты «С.-Петербургские ведомости» № 291 под названием «О новом открытии, сделанном профессором Якоби», которая содержала описание метода, получившего название гальванопластики, и заканчивалась следующими словами: «…Не подлежит, как кажется, ни малейшему сомнению, что этот способ, доселе никем не знаемый, со временем принесет большую пользу в практическом или техническом применении. На первый случай довольно важно и то, что мы получаем теперь возможность делать с гравированной медной доской, ежели она не слишком велика, сколько угодно выпуклых снимков, сколько угодно, потому что она не подвергается никакому химическому повреждению. Очень вероятно также, что вместо медных досок с выпуклыми изображениями можно их делать и из благородных металлов».
Однако пристальнее взглянуть на свое открытие и оценить все те выгоды, которые оно может принести, Якоби помешали обстоятельства: нагрузка стала слишком велика и времени на исследования между лекциями, проектированием и другими служебными поручениями не оставалось. Положение вновь спас счастливый случай.
История действительно удивительная. Когда Якоби приехал в Российскую империю, страной правил Николай I. А министром финансов был граф Е. Ф. Канкрин, который вошел в историю главным образом благодаря проведенной им денежной реформе. Министр устроил в своей петербургской резиденции обед, на который пригласил некоторых ученых, в том числе уже много раз упоминаемого В. Я. Струве. Также приехал и известнейший П. Л. Шиллинг, изобретатель первого электромагнитного телеграфного аппарата, требовавшего, однако, доработок. Несложно догадаться, что ученый очень интересовался работами Якоби в области электротехники, видя в нем потенциального преемника своих работ. К тому времени он уже ознакомился с «Памятной запиской» и статьей «Исследования по электромагнетизму». Конечно, Павел Львович, встретив за обедом у министра дерптского профессора Струве, немедленно начал расспрашивать его о состоянии дел Морица Якоби. Тот рассказал, что Якоби хочет воплотить свой электродвигатель, существующий пока только в виде маломощной модели, в действующую машину и испытать ее в качестве транспортного двигателя, в котором не будет парового котла. А отсутствие парового котла означает бесценные преимущества: значительно меньший вес и габариты, исключена возможность взрывов – частого явления на пароходах и паровозах того времени. Разговор о таких, казалось бы, невероятных возможностях привлек общее внимание и вскоре к обсуждению присоединились все присутствовавшие. Проявил интерес и сам министр Канкрин, и неудивительно: в то время Русский военно-морской флот все еще продолжал ходить под парусами, в то время как Англия уже успела перевести свой флот на паровую тягу. Такие дорогостоящие изменения ждали и наши корабли, но вдруг перед министром появилась потенциальная возможность использовать двигатели Якоби, которые будут менее дорогими и более безопасными. Когда у Струве спросили, почему же двигатель еще не готов, он указал на недостаток средств. Один из сановников ответил, что если дело только в этом, то это пустяки. Министр финансов согласился с этой репликой и выразил свою готовность помочь.
Конец ознакомительного фрагмента.